Изменение состава и свойств воздуха при его движении по горным выработкам

Порядок отнесения шахт к опасным по газу при наличии в атмосфере горных выработок водорода.

Водород (Н₂) – газ без цвета, запаха и вкуса с относительной плотностью 0,07. Горит и взрывается при содержании его в воздухе от 4 до 74%. Температура воспламенения Н₂ на 100-200^оС ниже температуры воспламенения метана.

Водород может выделяться из пород, калийных пластов и из углей средней степени метаморфизма. Он образуется также при зарядке аккумуляторных батарей.

Максимально допустимое содержание водорода в воздухе 0,5%.

К опасным по газу относятся шахты, в которых хотя бы в одной выработке был обнаружен газ. Шахты, в которых выделяется (выделялся) метан,водород, должны быть полностью переведены на газовый режим в соответствии с настоящими Правилами. При проектировании шахт опасность по газу должна определяться на основании прогноза газообильности.

Допустимые концентрации метана в атмосфере горных выработок

По правилам безопасности содержание метана в шахтном воздухе не должно превышать значений, приведенных в табл. 1.3.

Таблица 1.3.

Допустимое содержание метана в горных выработках

Выработки	Содержание СН4, %
Исходящая из очистной или тупиковой выработки, выемочного участка	≤1
Исходящая крыла или шахты	≤0,75
Поступающая на выемочный участок, в очистные выработки, к забоям тупиковых выработок и в камеры	≤0,5
Местные скопления метана	<2

 

При невозможности обеспечить допустимое содержание метана средствами вентиляции применяется дегазация шахт.

 

 

Билет 6

1) Факторы, влияющие на интенсивность загрязнения атмосферы рудников и шахт

Атмосферный воздух, поступая в подземные выработки шахт и перемещаясь по ним, претерпевает изменения, состоящие, в основном, в изменении его физического состояния (давления, температуры, скорости) и химического состава, загрязнении механическими примесями (пылью, копотью и т. п.), изменении влагосодержания.

Изменение давления состоит в его увеличении с ростом глубины шахт. Некоторое влияние на величину давления оказывает работа шахтного вентилятора. В глубоких шахтах атмосферное давление может составлять 850 мм. рт. ст. и более.

С глубиной температура воздуха повышается и в глубоких шахтах при отсутствии охлаждения может составлять 30^оС и более. Скорость воздуха в подземных выработках регламентируется требованиями ПБ и изменяется в пределах 1÷16 м/сек.

Загрязненность воздуха механическими примесями в подземных выработках выше, чем на поверхности, вследствие происходящих в шахте процессов дробления горных пород и полезного ископаемого, а в некоторых случаях также в результате работы двигателей внутреннего сгорания и наличия в выработках открытого огня.

Изменения состава воздуха при его движении по горным выработкам состоят в уменьшении содержания кислорода, увеличении содержания углекислого газа и азота и в появлении ряда газов, не содержащихся в земной атмосфере (метан, окись углерода и др.)

Воздух, поступивший с поверхности в горные выработки и претерпевший определенные изменения, называется рудничным воздухом.

Наиболее существенные изменения происходят в местах ведения очистных и подготовительных работ. Поэтому, с некоторой условностью, рудничный воздух в выработках до забоев называется свежим, а воздух после проветривания забоев─ отработанным. Соответственно этому, воздушную струю, движущуюся от воздухоподающего ствола к забоям, называют поступающей или свежей, а от забоев к воздуховыдающему стволу – исходящей или отработанной.

Вредные свойства пылей тяжелых металлов и их ПДК

Лобовое сопротивление.

Лобовое сопротивление – сопротивление, оказываемое движущемуся воздуху находящимся в нем телом.

Величина лобового сопротивления может быть определена по формуле:

(2.25.)

,

где С – коэффициент лобового сопротивления; S_m – миделево сечение тела, м²; S – площадь поперечного сечения воздуховода, м².

Коэффициент С зависит от числа Rе, формы и степени шероховатости поверхности тела.

Билет 13

1 Категории рудников и шахт по газу. Порядок установления категорийности

Разделение угольных шахт по степени опасности их по метану (углекислому газу), устанавливаемое по газообильности выработок выемочных участков и шахт (рудников) в целом. Угольные шахты по метану подразделяются на следующие категории: I — до 5 м^3/т; II —5—10; III — 10—15; IV (внекатегорийные) — свыше 15 м^3/т или с суфлярными выделениями газа, V —шахты, разрабатывающие пласты, опасные или угрожаемые по внезапным выбросам угля или газа; VI — шахты, в которых происходят выбросы породы с выделением метана.

Плановые замеры дебита метана производятся в шахтах негазовых, I и II категорий не менее одного раза в месяц, в шахтах III категории — двух раз в месяц и в сверхкатегорных и опасных по внезапным выбросам угля и газа — трех раз в месяц.

По необычным выделениям метана категории устанавливаются при наличии подобных газопроявлений в предыдущие годы.

2 Виды давлений движущегося потока

Динамическое давление — это давление движущегося потока жидкости.

Давление нагнетания насоса

Это давление на выходе центробежного насоса во время его работы.

Перепад давления

Давление, развиваемое центробежным насосом для преодоления общего сопротивления системы. Оно измеряется между входом и выходом центробежного насоса.

Рабочее давление

Давление, имеющееся в системе при работе насоса.

 

3 Депрессия гонных выработок. Определение. Факторы, влияющие на величину депрессии

ДЕПРЕССИЯ - Разница между давлением воздуха наружной атмосферы и давлением в подземных выработках назыв. Д-ссей. Давление воздуха в рудничной обстановке предполагает постоянное нарушение равновесия воздуха, вызываемое либо его разрежением (уменьшением давления), либо уплотнением в каком-нибудь пункте рудника, обыкновенно в одном из выходов на дневную поверхность. В зависимости от этого, разность между давлением рудничного воздуха и давлением наружного воздуха называется депрессией (понижение давления) или компрессией (повышением давления). Д и компрессия измеряются в миллим. водяного столба, причем давление столба в 1 мм. высотой соответствует давлению одного клг. на 1 кв. м. Для таких измерений служит какой-нибудь измеритель Д-ии, напр., прибор Русселя.

 

Билет 14

 

1 Депрессия гонных выработок. Определение. Факторы, влияющие на величину депрессии

Наиболее часто встречаются радон, торон и актинон.

Радон. Попадая в организм человека, радон способствует процессам, приводящим к раку лёгких. Распад ядер радона и его дочерних изотопов в легочной ткани вызывает микроожог, поскольку вся энергия альфа-частиц поглощается практически в точке распада Концентрация радона в воздухе зависит, в первую очередь, от геологической обстановки (так, граниты, в которых много урана, являются активными источниками радона, в то же время над поверхностью морей радона мало

бесцветный инертный газ

Радо́н-220, историческое название торо́н

Радо́н-219, историческое название актино́н

 

 

2 Способы и условия применения заблаговременной дегазации угольных пластов

дегазация угольных пластов – процесс извлечения газа из угольного массива вакуум-насосами через скважины, подсоединенные к газопроводу; являющихся коллекторами газа; применяется в основном при разработке высокогазоносных угольных месторождений.

Различают Д. у. п. и п.: без разгрузки от горного давления — дегазация скважинами, пробуренными с поверхности, дегазация перед вскрытием коллектора выработкой, дегазация законтуренными и барьерными скважинами при проведении подготовительных выработок, дегазация скважинами, буримыми в угольный массив из подготовительных выработок по восстанию, падению или простиранию угольного пласта, дегазация дренажными выработками; с использованием эффекта разгрузки от горного давления — дегазация скважинами, буримыми из вентиляционного или откаточного штрека (см. Штрек) или из специальной выработки; скважинами, пробуренными с поверхности до дегазируемого пласта или до выработанного пространства, газосборными выработками или скважинами, проведенными параллельно залеганию пород на некотором расстоянии выше или ниже разрабатываемого пласта.

Отношение количества метана, выделившегося из угля при дегазации пласта, к природной его метаноносности называется степенью дегазации пласта; без разгрузки от горного давления она обычно составляет не более 0,3—0,5 и при предварительной подработке или надработке пласта в зависимости от природных и горнотехнических условий — 0,5—0,8.

 

 

3 Шахтная вентиляционная сеть. Структура и характеристики шахтной вентиляционной сети

Проветривание шахты осуществляется путём создания воздушного потока

в сети горных выработок. Принятое направление воздушных потоков в сети оп-

ределяет схему проветривания шахты и отдельных ее участков. В шахтную

вентиляционную сеть входят горные выработки и сооружения, по которым

движется воздух, а также выработки, вентиляционные сооружения и вырабо-

танное пространство, через которые просачивается атмосферный воздух. На-

правление воздушных потоков осуществляется с помощью вентиляционных

сооружений (вентиляторы, перемычки, двери, трубопроводы, кроссинги и др.).

Воздушные потоки, потоки вредных примесей (газов, пыли, тепла), венти-

ляционная сеть, вентиляционные сооружения и источники тяги в сети образуют

шахтную вентиляционную систему, которая характеризуется схемой движения

воздуха в сети, интенсивностью вентиляционного процесса (обмена и переноса

массы и энергии), аэродинамическим режимом воздушных течений. Её глав-

ными параметрами являются концентрация вредных примесей в шахтной атмо-

сфере, объёмные дебиты воздушных потоков (воздухораспределение в сети),

аэродинамические сопротивления горных выработок и сооружений, депрессия

источников механической и естественной тяги. Шахтная вентиляционная сис-

тема обычно находится в квазистационарном состоянии (т. е. в среднем ста-

ционарна).

 

Билет 15

Билет 16

Билет 17

Изменение состава и свойств воздуха при его движении по горным выработкам

Атмосферный воздух, поступая в подземные выработки шахт и перемещаясь по ним, претерпевает изменения, состоящие, в основном, в изменении его физического состояния (давления, температуры, скорости) и химического состава, загрязнении механическими примесями (пылью, копотью и т. п.), изменении влагосодержания.

Изменение давления состоит в его увеличении с ростом глубины шахт. Некоторое влияние на величину давления оказывает работа шахтного вентилятора. В глубоких шахтах атмосферное давление может составлять 850 мм. рт. ст. и более.

Особенность теплового состояния воздуха в подземных выработках, по сравнению с атмосферным воздухом, состоит в уменьшении суточных и сезонных колебаний его температуры и в повышении температуры, по сравнению со среднегодовой температурой воздуха, на поверхности. С глубиной температура воздуха повышается и в глубоких шахтах при отсутствии охлаждения может составлять 30^оС и более. Скорость воздуха в подземных выработках регламентируется требованиями ПБ и изменяется в пределах 1÷16 м/сек.

Загрязненность воздуха механическими примесями в подземных выработках выше, чем на поверхности, вследствие происходящих в шахте процессов дробления горных пород и полезного ископаемого, а в некоторых случаях также в результате работы двигателей внутреннего сгорания и наличия в выработках открытого огня.

Влажность шахтного воздуха повышается вследствие притока в выработки подземных вод и составляет в среднем 80-90%.

Изменения состава воздуха при его движении по горным выработкам состоят в уменьшении содержания кислорода, увеличении содержания углекислого газа и азота и в появлении ряда газов, не содержащихся в земной атмосфере (метан, окись углерода и др.)

Воздух, поступивший с поверхности в горные выработки и претерпевший определенные изменения, называется рудничным воздухом.

Наиболее существенные изменения происходят в местах ведения очистных и подготовительных работ. Поэтому, с некоторой условностью, рудничный воздух в выработках до забоев называется свежим, а воздух после проветривания забоев─ отработанным. Соответственно этому, воздушную струю, движущуюся от воздухоподающего ствола к забоям, называют поступающей или свежей, а от забоев к воздуховыдающему стволу — исходящей или отработанной.

2) Количество выделяющегося в шахте (выработке) метана и опасность шахты по метану характеризуется ее метанообильностью.

Различают абсолютную и относительную метанообильность.

Абсолютной метанообильностью называется количество метана, выделяющегося в шахте (выработке) в единицу времени (обычно измеряется в м³/мин).

Относительной метанообильностью шахты (выработки) называется общее количество выделившегося в шахте (выработке) метана, отнесенное к 1т добываемого угля.

По относительной метанообильности шахты делятся на четыре категории.

 

Категории шахт по метану	I	II	III	сверхкатегорные
Относительная метанообильность шахты м^3/т	до 5	5÷10	10÷15	от 15 и выше или шахты, разрабатывающие опасные пласты, по выбросам и по суфлярам.

 

Категория шахты устанавливается ежегодно в июне-июле по трем замерам газообильности в начале, середине, и конце месяца, причем каждый из замеров проводится три раза в сутки, по одному в смену. Пробы воздуха набираются на исходящих струях шахты, отдельных пластов и участков в дни нормальной работы.

Категория шахты по метану устанавливается по относительной метанообильности наиболее газоносного пласта.

Шахты, в которых выделялся или выделяется метан хотя бы на одном пласте, считаются опасными по газу и должны быть переведены на газовый режим.

Для обеспечения безопасных условий работы в газовых шахтах содержание метана в выработках должно быть значительно меньше нижнего предела взрывчатости метановоздушной смеси (5%). Согласно ПБ, концентрация метана в рудничном воздухе не должна превышать следующих пределов:

− исходящая из участка, очистного забоя и подготовительной выработки – 1,0%;

− общая исходящая шахты, крыла – 0,75%;

− поступающая в очистные или подготовительные забои – 0,50%;

− местное скопление в очистных забоях, в подготовительных и других выработках – 2,00%.

3) Основной задачей вентиляции производственных помещений является обеспечение благоприятных санитарно-гигиенических параметров воздушной среды, определяемых требованиями ГОСТ 12.1.005 ССБТ.

Вентиляционные системы производственных зданий должны удовлетворять следующим основным требованиям:

1. Высокие эксплуатационные характеристики системы (эффективность выполнения своих функций, надежность, удобство наладки, регулирования, обслуживания и ремонта).

2. Вентиляционные устройства не должны мешать нормальному протеканию производственных процессов.

3. Система вентиляции должна иметь устройства, обеспечивающие электробезопасность и немедленное отключение.

4. Система вентиляции не должна увеличивать пожарную и взрывную опасность, а также не должна способствовать распространению продуктов горения в другие помещения.

5. Звуко- и виброизоляция вентиляционных устройств.

6. Минимальная площадь для размещения вентиляционного оборудования.

7. Экономичность вентиляционных систем.

Под системой вентиляции производственных помещений понимается система технических средств, обеспечивающих на рабочих местах благоприятные санитарно-гигиенические условия.

К средствам проветривания относятся побудители тяги (вентиляторы), сеть воздуховодов и регуляторы распределения воздуха в сети.

В зависимости от способа перемещения воздуха различают естественную и искусственную (механическую) вентиляцию.

Билет 3

1) а) Оксид углерода 1,25кг/м³ смертельная концентрация 0.4% Выделяется при работе двигателей, пожары, взрывы ПДК=20мг. б) оксид азота 1.59кг/м³ ц.бурый з. резкий при высоких t выделяется из азота. ПДК=5мг в) сернистый газ 2,86кг/м³ образуется при пожарах, взрывных работах, выделяется из горных пород. ПДК=10мг г) сероводород1,52кг/м³ з.тухлых яиц ПДК=10мг. Образуется при гниение органических веществ. д) аммиак 0,59кг/м³ з.резкий если 30% в воздухе взрывоопасен ядовитый раздражает кожу выделения из аппатито-нефелиновых пород, пожары. е) акролеин плотность 1,9 з.пригорелых жиров, разложение дизельного топлива. ПДК=0,2мг

2) Содержание кислорода в воздухе выработок должно составлять не менее 20 % (по объему). Содержание углекислого газа в рудничном воздухе не должно превышать на рабочих местах 0,5 %.

Количество воздуха, рассчитываемого по числу людей, должно быть не менее 6 м³/мин на каждого человека. Температура воздуха в выработках не должна превышать 26°С.

3) Различают три вида выделения метана в горные выработки угольных шахт: обыкновенное, суфлярное, внезапные выбросы.

Обыкновенные выделения метана происходят с обнаженных поверхностей угольного массива через мелкие, невидимые поры и трещины. Интенсивность газовыделения в первые моменты после обнажения составляет от 5-7 до 50 л/мин с 1 м² обнаженной поверхности. Затем интенсивность газовыделения быстро падает и практически прекращается через 6-12 месяцев.

Суфлярным называется выделение метана из крупных видимых на глаз трещин и пустот в угле и породах. Дебит суфляров достигает десятков тысяч м³ в сутки, продолжительность выделений – от нескольких часов до нескольких лет.

Внезапный выброс – выделение большого количества газа (от сотен до сотен тысяч м³) в выработку с одновременным выбросом значительного количества (от одной до нескольких тысяч тонн) угля за короткий промежуток времени.

Билет 4

1) пыли, аэрозоли, туманы. при работе образуются при взрывах просто оседают от пород.

2) Оперативная дегазация осуществляется способом: Нагнетание воды в пласт, отсос газа из выработанных пространств, дегазация аквоминами, интенсивное проветривание (до 15-17т воздуха на 1т добытого угля) оперативную дегазацию применяют в процессе разработки пласта или его части. А так же в случае неожиданных выбросов метана.

3) ПДК силикатосодержащей пыли в воздухе рабочей зоны карьеров и шахт состовляет 6-10 мг/м³

Билет 5

1 Взвешенную в воздухе рудничную пыль называют аэрозолем. Аэрозоль состоит из мелких горючих и энергично окисляющихся с выделением тепла частиц. При определенных концентрациях и температурах он может воспламеняться и взрываться, вследствие большой поверхности соприкосновения тонко дисперсированной пыли с кислородом и активного его поглощения. Кроме того, пыль, содержащая углеводороды, в случае нагревания выделяет горючие газы. Облако пыли, нагретое в одной точке до определенной температуры, быстро воспламеняется во всем объеме ее нахождения. Это горение может превратиться во взрыв.