Схеми і способи вентиляції вугільних шахт

ВСТУП

 

Вугільна промисловість України є|з'являється| основою всього господарства. 38% здобутого в республіці вугілля йде на вироблення електроенергії, 22% - на коксування і вироблення чавуну і сталі, 11% споживається населенням, 3% йде на комунальні послуги, 26% - решті споживачів.

На даний час вугільна промисловість знаходиться|перебуває| в кризовому стані|достатку|. Потужність пластів в Донбасі складає в середньому 1м|. Шахти відрізняються високою газоносністю. На багатьох шахтах температура повітря перевищує гранично допустимі санітарні норми, 10% шахт здано в експлуатацію ще в довоєнні роки і термін їх служби перевищує 50 і більше років, 50% шахт не реконструювалися з початку їх експлуатації, 38% шахт працюють на глибині більше 1000 м. До 2010 року середня глибина шахт склала 800 м, а на деяких шахтах гірничі роботи ведуться на глибині 1300м|.|із| З 257 шахт і шахтоуправлінь лише 28 шахт мають потужність більше 1,2 млн т. вугілля в рік, а 50 шахт здобуваю|здобувають|ть менше 300 тис| т в рік. А на деяких шахтах продуктивність праці складає менше 15 тис| т в місяць, середня потужність шахт Донбасу 1800 т/доб.

Тому з року в рік зменшується видобуток вугілля. Так, в 1979 році було здобуто 218 млн т вугілля, в 1995 році – 88 млн т, а в 2011 році – 80 млн т. Ціна на вугілля перевищила світові ціни, споживачі відмовляються від вітчизняного вугілля. Лише|лише| 80 шахт працює задовільно і є|з'являються| рентабельними, а останні – збиткові.

Необхідна величезна робота по наведенню ладу в галузі. Розробляється політика закриття нерентабельних і безперспективних шахт, де запаси вугілля в надрах незначні, але|та| цю політику необхідно вести з урахуванням|з урахуванням| соціального

захисту шахтарів (створення|створіння| необхідних робочих місць, будівництво нових шахт). Не дивлячись на такі складні умови ведеться робота із створення нової техніки. Це дуже важливе|поважне| завдання|задача|, оскільки|тому що| 65 – 80% підготовчих і очисних

вибоїв використовують техніку, що відслужила свій термін експлуатації.

На Україні є|наявний| 79 машинобудівних і ремонтний – механічних заводів, але|та| в даний

час|нині| ці заводи працюють на рівні менше 505 своєї потужності, а деякі закриті|зачиняти| взагалі. Але|та| конструкторські бюро і НДІ створюють нове устаткування|обладнання|, наприклад комплекти КМ-98Д| (Дружковка|), стрічкові конвеєри|із| з шириною стрічки 800 і 1000 мм (Червоний Промінь і Харків), ВМП ти|типу|па КМЕ (Красноармейськ), посадочна крепі| «Супутник», прохідницькі комбайни КПГ, КПУ і ККД (Горловка), механізовані комплекси МКД-90 нового технічного рівня трьох типорозмірів| для пластів потужністю 0,85 – 2,0м|. Створені нові по|могутні|тужні очисні комбайни ГШ -500 і ГШ-200Б, прохідницькі комбайни П-100, П-160, П-220 і П-500, КСП-32 і КСП-22, КПЗ. Ці комбайни за|позичатимуть|ймуть місце комбайнів ГПКС і 4ПП-2М.

У машинобудуванні ведеться політика забезпечення галузі устаткуванням|обладнанням| власного виробництва. Всі ці заходи повинні вивести галузь з|із| глибокої кризи.

 

1 КОРОТКА ГІРНИЧО-ГЕОЛОГІЧНА| ХАРАКТЕРИСТИКА ШАХТНОГО ПОЛЯ

Шахтоуправління «Молодогвардійське» по адміністративному поділу|поділці| знаходиться|перебуває| на території району Краснодону Луганської області України. У промисловому відношенні|ставленні| надра належать ПАТ «Краснодонвугілля» МУП України. Поблизу розташовані|схильні| крупні промислові центри, такі як м. Луганськ, Краснодон |, Молодогвардійськ.

У транспортному відношенні шахтне|ставленні| поле розташоване|схильне| в сприятливих умовах, на захід| від шахтного поля проходить|проходить| залізнична магістраль Луганськ – Ізваріно.

Ділянку перетинає асфальтована дорога, яка сполучає|з'єднує| міста Краснодон і Луганск|, шахтне поле перетинається мережею|сіттю| грунтових доріг.

У вказаних кордонах|межах| поле ш/у «Молодогвардійське» має кордони|межі|: по простяганню – 11км|простягало|, по падінню – від 3,9км|. Суміжні поля діючих шахт, знаходяться|перебувають|:

- на півдні і південному сході – ш. «Таловська» і ш. «Дувана»;

- на заході ш. «Самсонівска – Західна|»;

- на півночі –| поля ш. «Лютікова».

Шахтоуправління «Молодогвардейське» здано|складати| в експлуатацію в 1970 році| з|із| проектною потужністю 1,2 тис. т/рік. Виробнича потужність на 2005 рік встановлена|установлена| на рівні 750 тис. т. Шахта має 2 основних пласта – К₂, і'₃ з|із| потужністю 0,8 – 2,2м| і кутом|кутком| падіння 0 – 12⁰; вугілля марки Ж.

Пласт К₂ не небезпечний по викидах вугілля і газу, небезпечний по вибуховості вугільного пилу, не схильний до самозаймання; опірність вугілля різанню 121 – 150 кг/см; природна газоносність до 15,9м ^3|3 /т.г. м.

Порідні прошарки представлені|уявляти| тонкослоістими| темно – сірими аргілітами|, нижній з| прошарків з|із| коричневим відтінком, лусковою текстурою із|із| слабохвилястими| контактними без спайкости|.

 

Вугільний пласт має рідкі|рідкісні| включення|приєднання| сульфідів у вигляді тонких плівок і лінз до 1 – 2мм піриту. По вугіллю відмічений кливаж|.

Безпосередня покрівля|покрівля| пласта до 20% буде представлена|уявляти| від мало до вельми|дуже| нестійкого тонкоплиточного|, тонкослоистим| алевролітом| міцністю (до 75%), в безпосередній покрівлі|покрівлі| очікується вельми|дуже| нестійкий, трещиноватий| аргіліта|. Залягання пісковика в безпосередній покрівлі|покрівлі| очікується в центральній частині|частині| виїмкового| стовпа і складає близько 30%. Пісковик складає і основну покрівлю|покрівлю| пласта з|із| потужністю 30,5 – 46,5м|, при середній 38,5м|. Пісковик вибухобеспечний|, важко і среднеобвалуємий|, середньо і малостійкий, межа міцності 66 – 113 мПа|. Пісковик сірого кольору|цвіту|, дрібнозернистий, в грунті шари крупнзернисті|, рідше до гравелина|, частими включеннями|приєднаннями| рослинного детриту складаючі лінзи вугілля до 0,5м|., що є|з'являється| причиною нестійкості і обвалуємости|. Безпосередній грунт представлений|уявляти| алевролітом,|,, аргілітом|, рідше пісковиком. Породи грудкуватою текстурою, нестійкі 66 – 113 мПа|. Пісковик сірого кольору|цвіту|, дрібнозернистий, в грунті шари крупнозернисті|, рідше до гравелина|, частими включеннями|приєднаннями| рослинного детриту складаючі лінзи вугілля до 0,5м|, що є|з'являється| причиною нестійкості і обвалуємости

 

Вибираємо ВМП

 

При використанні вентиляційного трубопроводу з гнучких труб типу 1А і 1Б можна вибрати вентилятор по таблиці 4.1.

 

Qз.п , м^3/с		0,25Qз.п	0,5 Qз.п	0,75 Qз.п	Qз.п	1,25 Qз.п
kут.тр		0,375	0,75	1,125	1,5	1,875
Qв, м^3/с		73,25	146,5	219,75		366,25
hв, даПа		46,25	92,5	138,75		231,25

Таблиця 4.1

Для провітрювання 31- го східного Орловського конвеєрного штреку пл. К₂ на проектну довжину 650м підходить вентилятор типу ВМ – 6.

 

Рисунок 4.1 – Графік аеродинамічних характеристик вентиляційного трубопроводу і вентилятору ВМ – 6

 

Боротьба з метаном

Для боротьби зі|із| скупченням метану в гірничих|гірничих| виробках розроблений комплекс заходів|| газового режиму. До цих заходів входять наступні|слідуючі| розділи: вибір системи розробки, способи управління покрівлею|покрівлею| і виїмковими механізмами, при вживанні|застосуванні| яких скупчення метану було найменшим. Зокрема слід віддавати перевагу|преференцію| системам, що вимагають найменше число глухих вибоїв, виробок, що особливо повстають, де газу найймовірніше|мабуть|; керування покрівлею|покрівлею| повним|цілковитим| обваленням, при якому гірський|гірничий| тиск|тиснення| перерозподіляється у виробленому просторі, а вугільний масив біля|в| вибою менше піддається руйнуванню, чим за наявності закладки|закладення| виробленого простору; механізмам здобичі|видобутку|, що дають найменше подрібнення вугілля, а отже, менш інтенсивне газовиділення. У лаві №46 пл. i¹₃ прийнята система розробки довгими стовпами по простяганню|простягало|. Відробіток|відробляння| лави ведеться зворотним ходом, спосіб керування покрівлею – |покрівлеповне|цілковите| обвалення.

Зниження змісту|змісту| метану в гірських|гірничих| виробленнях здійснюється засобами|коштами| вентиляції і дегазації.

Ведеться постійний контроль змісту|змісту| газу в копальневій|рудня| атмосфері за допомогою приладів – інтерферометрами типа|типу| ШІ-10, ШІ-11, ШІ-12, переносними приладами газового контролю типа|типу| «Сигнал-2» і «Сигнал-5», стаціонарними приладами газового контролю типа|типу| АМТ і індивідуальними сигналізаторами метану типа|типу| СМС-1. Контроль проводять|виробляють| особи|лиця| змінного нагляду ділянки, працівники ділянки ВТБ, бригадири і ланкові і майстри-підривники. Місця і періодичність контролю встановлюються начальником ВТБ і затверджуються головним|чільним| інженером шахти.

 

Шахтний пил

Для зменшення пилестворення| складені заходи, перешкоджаючі утворенню пилу і пилової хмари. До них відносяться всі заходи, направлені|спрямовані| на зниження запиленої повітря для боротьби з|із| професійною шкідливістю пилу – ефективне провітрювання, зрошування пилу на місцях її освіти|утворення|, попереднє зволоження та| ін.

Розроблені заходи щодо попередження|запобігати| і локалізації вибуху вугільного пилу. До них відносяться заходи – осланцювання і обмивання гірських|гірничих| виробок, білення|побілка|, установка сланцевих і водяних заслонів, установка туманостворних| завіс і водорозпилюючих| завіс, гідрозабійки| та ін.

 

Протипожежний захист шахти

 

Для захисту гірських|гірничих| вироблень передбачені всі встановлені|установлені| нормами і правила міри – кріплення| у всіх виробках, устаткування|обладнання| і матеріали, що не згорають|згоряє|, протипожежний склад, розміщення у виробках первинних засобів|коштів| пожежогасіння, протипожежні двері. Розроблений і затверджений проект протипожежного захисту шахти. У всіх гірських|гірничих| виробленнях прокладений пожежно – зрошувальний трубопровід. Вода з поверхні по пожежному трубопроводу d =200 мм, що знаходиться|перебуває| в допоміжному стовбурі|стволі|, подається на горизонт і далі по протипожежному| трубопроводу в гірничі|гірничі| виробки. Головні|чільні| конвеєрні відкатувальні|відкочувальні| і вентиляційні виробки обладнані пожежозрошувальнми трубопроводами d =150 мм, а дільничні d =100 мм. На приводах і натяжних голівках|головках| стрічкових конвеєрів встановлені|установлені| автоматичні пристрої|устрої| пожежогасіння типа|типу| УВПК.

Для запобігання| пожеж і вибухів на розподільчих пунктах| дільничних виробок встановлена|установлена| автоматична система локалізації спалахів метану і вугільного пилу в початковій стадії виникнення типа|типу| СЛВА.

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

 

1. Керівництво по проектуванню вентиляції вугільних шахт, Києв 1994р.

2. Правила безпеки вугільних шахт, Київ 2010р|.

3. Правила протипожежного захисту вугільних шахт, Києв 2004р|.

4. Руководсво по боротьбі з|із| пилом на вугільних шахтах, М.. Надра 1976р|.

5. Збірка|збірник| інструкцій до ПБ вугільних шахт т.т.1,2., Києв. 2004р|.

6. Правила технічної експлуатації вугільних і сланцевих шахтах Києв|.2007р.

7. Ігнатенко. Б.А. Вентиляція, підземні пожежі і рятувальник справа|річ|, М. Надра 1975р|.

8. Хейфіц. С.Я., Балтайтіс. В.Я. Охорона праці і справа|річ| рятувальника М.. Надра 1978р|.

 

ВСТУП

 

Вугільна промисловість України є|з'являється| основою всього господарства. 38% здобутого в республіці вугілля йде на вироблення електроенергії, 22% - на коксування і вироблення чавуну і сталі, 11% споживається населенням, 3% йде на комунальні послуги, 26% - решті споживачів.

На даний час вугільна промисловість знаходиться|перебуває| в кризовому стані|достатку|. Потужність пластів в Донбасі складає в середньому 1м|. Шахти відрізняються високою газоносністю. На багатьох шахтах температура повітря перевищує гранично допустимі санітарні норми, 10% шахт здано в експлуатацію ще в довоєнні роки і термін їх служби перевищує 50 і більше років, 50% шахт не реконструювалися з початку їх експлуатації, 38% шахт працюють на глибині більше 1000 м. До 2010 року середня глибина шахт склала 800 м, а на деяких шахтах гірничі роботи ведуться на глибині 1300м|.|із| З 257 шахт і шахтоуправлінь лише 28 шахт мають потужність більше 1,2 млн т. вугілля в рік, а 50 шахт здобуваю|здобувають|ть менше 300 тис| т в рік. А на деяких шахтах продуктивність праці складає менше 15 тис| т в місяць, середня потужність шахт Донбасу 1800 т/доб.

Тому з року в рік зменшується видобуток вугілля. Так, в 1979 році було здобуто 218 млн т вугілля, в 1995 році – 88 млн т, а в 2011 році – 80 млн т. Ціна на вугілля перевищила світові ціни, споживачі відмовляються від вітчизняного вугілля. Лише|лише| 80 шахт працює задовільно і є|з'являються| рентабельними, а останні – збиткові.

Необхідна величезна робота по наведенню ладу в галузі. Розробляється політика закриття нерентабельних і безперспективних шахт, де запаси вугілля в надрах незначні, але|та| цю політику необхідно вести з урахуванням|з урахуванням| соціального

захисту шахтарів (створення|створіння| необхідних робочих місць, будівництво нових шахт). Не дивлячись на такі складні умови ведеться робота із створення нової техніки. Це дуже важливе|поважне| завдання|задача|, оскільки|тому що| 65 – 80% підготовчих і очисних

вибоїв використовують техніку, що відслужила свій термін експлуатації.

На Україні є|наявний| 79 машинобудівних і ремонтний – механічних заводів, але|та| в даний

час|нині| ці заводи працюють на рівні менше 505 своєї потужності, а деякі закриті|зачиняти| взагалі. Але|та| конструкторські бюро і НДІ створюють нове устаткування|обладнання|, наприклад комплекти КМ-98Д| (Дружковка|), стрічкові конвеєри|із| з шириною стрічки 800 і 1000 мм (Червоний Промінь і Харків), ВМП ти|типу|па КМЕ (Красноармейськ), посадочна крепі| «Супутник», прохідницькі комбайни КПГ, КПУ і ККД (Горловка), механізовані комплекси МКД-90 нового технічного рівня трьох типорозмірів| для пластів потужністю 0,85 – 2,0м|. Створені нові по|могутні|тужні очисні комбайни ГШ -500 і ГШ-200Б, прохідницькі комбайни П-100, П-160, П-220 і П-500, КСП-32 і КСП-22, КПЗ. Ці комбайни за|позичатимуть|ймуть місце комбайнів ГПКС і 4ПП-2М.

У машинобудуванні ведеться політика забезпечення галузі устаткуванням|обладнанням| власного виробництва. Всі ці заходи повинні вивести галузь з|із| глибокої кризи.

 

1 КОРОТКА ГІРНИЧО-ГЕОЛОГІЧНА| ХАРАКТЕРИСТИКА ШАХТНОГО ПОЛЯ

Шахтоуправління «Молодогвардійське» по адміністративному поділу|поділці| знаходиться|перебуває| на території району Краснодону Луганської області України. У промисловому відношенні|ставленні| надра належать ПАТ «Краснодонвугілля» МУП України. Поблизу розташовані|схильні| крупні промислові центри, такі як м. Луганськ, Краснодон |, Молодогвардійськ.

У транспортному відношенні шахтне|ставленні| поле розташоване|схильне| в сприятливих умовах, на захід| від шахтного поля проходить|проходить| залізнична магістраль Луганськ – Ізваріно.

Ділянку перетинає асфальтована дорога, яка сполучає|з'єднує| міста Краснодон і Луганск|, шахтне поле перетинається мережею|сіттю| грунтових доріг.

У вказаних кордонах|межах| поле ш/у «Молодогвардійське» має кордони|межі|: по простяганню – 11км|простягало|, по падінню – від 3,9км|. Суміжні поля діючих шахт, знаходяться|перебувають|:

- на півдні і південному сході – ш. «Таловська» і ш. «Дувана»;

- на заході ш. «Самсонівска – Західна|»;

- на півночі –| поля ш. «Лютікова».

Шахтоуправління «Молодогвардейське» здано|складати| в експлуатацію в 1970 році| з|із| проектною потужністю 1,2 тис. т/рік. Виробнича потужність на 2005 рік встановлена|установлена| на рівні 750 тис. т. Шахта має 2 основних пласта – К₂, і'₃ з|із| потужністю 0,8 – 2,2м| і кутом|кутком| падіння 0 – 12⁰; вугілля марки Ж.

Пласт К₂ не небезпечний по викидах вугілля і газу, небезпечний по вибуховості вугільного пилу, не схильний до самозаймання; опірність вугілля різанню 121 – 150 кг/см; природна газоносність до 15,9м ^3|3 /т.г. м.

Порідні прошарки представлені|уявляти| тонкослоістими| темно – сірими аргілітами|, нижній з| прошарків з|із| коричневим відтінком, лусковою текстурою із|із| слабохвилястими| контактними без спайкости|.

 

Вугільний пласт має рідкі|рідкісні| включення|приєднання| сульфідів у вигляді тонких плівок і лінз до 1 – 2мм піриту. По вугіллю відмічений кливаж|.

Безпосередня покрівля|покрівля| пласта до 20% буде представлена|уявляти| від мало до вельми|дуже| нестійкого тонкоплиточного|, тонкослоистим| алевролітом| міцністю (до 75%), в безпосередній покрівлі|покрівлі| очікується вельми|дуже| нестійкий, трещиноватий| аргіліта|. Залягання пісковика в безпосередній покрівлі|покрівлі| очікується в центральній частині|частині| виїмкового| стовпа і складає близько 30%. Пісковик складає і основну покрівлю|покрівлю| пласта з|із| потужністю 30,5 – 46,5м|, при середній 38,5м|. Пісковик вибухобеспечний|, важко і среднеобвалуємий|, середньо і малостійкий, межа міцності 66 – 113 мПа|. Пісковик сірого кольору|цвіту|, дрібнозернистий, в грунті шари крупнзернисті|, рідше до гравелина|, частими включеннями|приєднаннями| рослинного детриту складаючі лінзи вугілля до 0,5м|., що є|з'являється| причиною нестійкості і обвалуємости|. Безпосередній грунт представлений|уявляти| алевролітом,|,, аргілітом|, рідше пісковиком. Породи грудкуватою текстурою, нестійкі 66 – 113 мПа|. Пісковик сірого кольору|цвіту|, дрібнозернистий, в грунті шари крупнозернисті|, рідше до гравелина|, частими включеннями|приєднаннями| рослинного детриту складаючі лінзи вугілля до 0,5м|, що є|з'являється| причиною нестійкості і обвалуємости

 

СХЕМИ І СПОСОБИ ВЕНТИЛЯЦІЇ ВУГІЛЬНИХ ШАХТ

 

Схемою вентиляції шахти називається певний порядок розподілу і руху повітря по гірничих виробках, обумовлений взаємним розташуванням вибоїв, гірничих виробок і вентиляційних споруд|споруджень|.

Залежно від взаємного розташування гірничих|гірничих| виробок, по яких проходять вхідні і витікаючі вентиляційні струмені, розпізнають наступні| схеми вентиляції шахт:

1. Центральна:

- із|із| центрально – здвоєним розташуванням стовбурів|стволів|;

- із|із| центрально – віднесеним розташуванням стовбурів|стволів|.

2. Флангова:

- крильєва| – коли, провітрювання очисних вибоїв центральне крило має одну спільну|загальнек виробку для витікаючого струменя;

- групова – коли, одна виробка для витікаючого струменя не для всього крила, а лише для групи ділянок даного крила;

- дільнична – коли кожна ділянка має свою виробку для витікаючого струменя.

3. Комбінована, така, що має елементи центральної і флангової схем.

Центральна схема вентиляції шахт має наступні|такі| переваги: відсутність необхідності в додаткових вентиляційних стовбурах|стволах|; можливість|спроможність| створення|створіння| різних струменів після закінчення проходки стовбурів|стволів|; зручність обслуго-вування і керування однією вентиляційною установкою.

Недоліки|нестачі|: велика депресія, необхідність підтримувати вентиляційні горизонти у відпрацьованій|відробляти| частці|частині| шахтного поля, складність боротьби з|із| вито-ками повітря і неможливість вживання|застосування| схеми при нагнітальному і нагнітально – всмоктуючому способах вентиляції.

Флангова схема може застосовуватися у поєднанні зі всмоктуючим, нагнітальним і нагнітально – всмоктуючим способами вентиляції.

 

 

Крильєва і групова флангові схеми у поєднанні зі всмоктуючим способом вентиляції мають наступні|такі| переваги: відносна постійність|незмінністю| навантаження на вентилятор і менша в порівнянні з|із| центральною схемою максимальною депресією; меншими витоками у вентиляційній мережі|сіті|; великими можливостями|спроможностями| боротьби з|із| витоками в установках вентиляторів; можливість|спроможність| регулювання повітрярозподілення| в шахті за рахунок зміни навантаження на вентилятори; великим числом виходів з|із| шахти.

Недоліки|нестачі|: необхідне проведення додаткових капітальних виробок; велика кількість вентиляторних| установок і гірші умови їх обслуговування; складність реверсування вентиляційних струменів і автоматизації управління установками вентиляторів.

Для забезпечення руху певної кількості повітря по гірничих|гірничих| виробках в необхідному напрямі|направленні| треба створити перепад тиску|тиснення| залежно від того, яким чином створюється перепад тиску|тиснення| в системі гірських|гірничих| вироблень, розрізняють всмоктуючий, нагнітальний і нагнітально – всмоктуючий способи вентиляції.

Схема вентиляції ш/у “Молодогвардійське” –комбінована|, спосіб вентиляції – всмоктуючий.

 

3 РОЗРАХУНОК КІЛЬКОСТІ ПОВІТРЯ ДЛЯ ПРОВІТРЮВАННЯ ВИЄМКОВОЇ | ДІЛЯНКИ 31-ї СХІДНОЇ ОРЛОВСЬКОЇ ЛАВИ пл. К₂

3.1 Розрахунок витрати повітря для провітрювання 31-ї східної Орловської лави пл. К₂