Міністерство освіти і науки України
Національний технічний університет
«Дніпровська політехніка»
Лантух Дмитро Олександрович
1
гр. 184м-19-6
Тема кваліфікаційної роботи:
Підвищення ефективності провітрювання підготовчих виробок в умовах
шахти «Ювілейна» ПАТ «ДТЕК Павлоградвугілля»
Керівник: д. т. н., професор Голінько В.І.
2
Актуальність
Шахта «Ювілейна» є надкатегорною по метану і небезпечна за
вибухами вугільного пилу. Впровадження високопродуктивних гірничих
машин і комплексів в цих умовах, пов'язане з підвищенням небезпеки, що
обумовлено збільшенням інтенсивності виділення шкідливих і небезпечних
домішок в гірничу атмосферу, що в свою чергу відбивається на санітарногігієнічних умовах праці гірників і рівні виробничого травматизму.
В даний час розроблені ефективні способи і засоби вентиляції і охорони
праці в підготовчих забоях, однак застосування їх в певних умовах має бути
ретельно обґрунтоване що дозволить не тільки ефективно управляти
повітряними потоками, і тим самим створювати найбільш сприятливі за
пиловим чинником умови на робочих місцях прохідників, але і значно
підвищити рівень безпеки як при виконанні гірничих робіт, так і в
аварійних ситуаціях. Тому підвищення ефективності провітрювання
підготовчих виробок в умовах шахти «Ювілейна» є актуальним завданням.
3
Об’єкт дослідження - вентиляційні системи місцевого
провітрювання.
Предмет дослідження – процеси формування газового
балансу в тупиковій підготовчій виробці при її проведені.
Мета роботи – підвищення ефективності провітрювання
підготовчих виробок при їх проведені комбайновим способом
в умовах шахти «Ювілейна».
4
Завдання досліджень:
виконати
аналіз
гірничо-геологічних
і
гірничотехнічних умов відпрацювання вугільного
пласта на шахті «Ювілейна»;
- оцінити стан метановості підготовчих виробок при
виконанні основних технологічних операцій;
- обгрунтувати заходи і засоби підвищення
ефективності провітрювання підготовчих виробок в
умовах шахти «Ювілейна»
Технологія видобутку вугілля на шахті «Ювілейна»
Схема розкриття
Структурна
колонка
пласта С6
Технологічна схема очисних робіт
Поперечний переріз головних
розкривних виробок
Скіповий
ствол
Технологічна схема проведення підготовчої виробки
Клітьовийий
ствол
5
Схема вентиляції шахти «Ювілейна»
6
ГАЗОВІСТЬ ГІРНИЧИХ ВИРОБОК ШАХТИ «ЮВІЛЕЙНА»
Характеристика розроблюваного пласта
Індекс
розроблюван
ого пласта
С6
Потужність
Метановість Вологість Зольність
вугільних
природня,
вугілля
вугілля,
пластів, сп.п.м.
Хсп, м3/т
w,%
А3,%
1,05
6,0
6,8
Вихід
летких
речовин,
%
7,5
39,0
Характеристика зближених пластів та прошарків
Показники
Індекс зближеного пласта
Повна потужність вуг. пачок, mп(м)
Відстань до розроб. пласта, мсп
Пластова зольність, А3(%)
Пластова вологість, W(%)
Кут падіння пласта, αпл(град)
Вихід летких речовин, Vг(%)
Природня метановість пласта, м3(т.с.б.м.)
Підроблювані пласти
Надроблювані
пласти
C10в
C8в
C63
C 61
C51
C5
0,7
150
7,2
5,3
4
40
3,5
0,6
94
11,1
5,5
4
41
3,0
0,6
42
9,4
5,4
4
42
3,2
1,3
12
10,3
6,8
4
42
3,5
0,6
20
8,5
5,4
4
42
3,8
0,5
28
8,5
5,4
4
42
3,8
7
8
Метановиділення зближених пластів
Індекс зближеного
пласта
в
10
C
C8в
C63
C61
q
mb, м Xспi, м3/т Xоi, м3/т Мспi, м
Мр, м
qспi
0,7
0,6
0,6
1,3
Підроблювані пласти
1,05
3,5
1,75
1,05
3,0
1,63
1,05
3,2
1,62
1,05
3,5
1,58
150
94
42
12
332,4
332,4
332,4
332,4
0,37
0,32
0,45
1,31
2,46
0,6
0,5
Надроблювані пласти
1,05
3,8
1,64
1,05
3,8
1,64
20
28
332,4
332,4
0,67
0,54
1,2
сп . п
1
5
C
C5
q
mспi, м
сп . н
Дані для прогнозу метановості тупикових виробок
Вихідні дані
Спосіб провітрювання виробки
Спосіб проведення
Площа перерізу виробки у проходці по вугіллю, м2
Довжина тупикової виробки, м
Щільність вугілля т/м3
Технічна продуктивність комбайну
Проектна швидкість посування вибою, м/доб
Значення
Нагнітальний
Комбайновий
4,7
1100
1,28
1,75
6
9
Результат прогнозу відносної метановості
Символ пласта
С6
qпл,
qсп.п,
qсп.н,
qсп,
qпор,
qв.п,
qоч,
qуч,
Ізп,
Іп,
м3/т
м3/т
м3/т
м3/т
м3/т
м3/т м3/т
м3/т
м3/с
м3/с
2,71
2,455 1,205 3,660 0,484 4,14 2,31
6,86 0,0142 0,0150
Результати прогнозування абсолютної метановості
Символ пласта
С6
Iпл.,
Iсп.п.,
Iсп.н.,
Iсп.,
Iпор.,
Iв.п.,
Iоч,
Iуч,
Iзп,
Iп,
м3/с
м3/с
м3/с
м3/с
м3/с
м3/с
м3/с
м3/с
м3/с
м3/с
0,063 0,057 0,028 0,085
0,011
0,096
0,053 0,159 0,0142 0,0150
ОБГРУНТУВАННЯ ЗАХОДІВ І ЗАСОБІВ ПІДВИЩЕННЯ
ЕФЕКТИВНОСТІ ПРОВІТРЮВАННЯ ПІДГОТОВЧИХ ВИРОБОК
В УМОВАХ ШАХТИ «ЮВІЛЕЙНА»
10
Вибір і обгрунтування способу провітрювання підготовчих виробок
Нагнітальний спосіб провітрювання
тупикових виробок
1 - нагнітальний вентилятор;
2 - нагнітальний трубопровід
Схема аеродинамічних зон в тупиковій виробці
при нагнітальній вентиляції
I, II, III - аеродинамічні зони; 1 - межа ядра постійної маси;
2 - приєднані маси.
Схема виносу газоповітряної суміші
Схема деформації і розтягування пилогазової
з призабойного простору тупикової виробки хвилі в тупиковій виробці при нестаціонарному
при стаціонарному газодинамічному процесі.
газодинамічному процесі
Схема всмоктуючого провітрювання тупикової виробки
1 - всмоктуючий вентилятор; 2 - всмоктувальний
трубопровід.
Район дії усмоктувального трубопроводу
Схема аеродинамічних зон в тупиковій виробці
при всмоктуючій вентиляції
I, II, III - аеродинамічні зони.
11
Схема провітрювання комбінованим способом
тупикової виробки з перемичкою
12
1 - ВМП; 2 - трубопровід; 3 - перемичка.
Нагнітально-усмоктувальна схема провітрювання
1 - нагнітальний вентилятор;
2 - пристрій УРВ;
3 - гнучкий трубопровід;
4 - акумулятор венттруби;
5 - датчик швидкості
повітря;
6, 9 - датчики метану;
7 - всмоктувальний
спіральний трубопровід;
8 - з'єднувальний патрубок;
9 - надлишок подачі.
Q1 Q2 Q1I
Поліпшення аеродинамічних характеристик трубопроводів
З'єднання ланок трубопроводу
додатковим розпірним кільцем
1, 4 - ланки вентиляційного трубопроводу;
2 - кільце розпору;
3, 5 - кільця вентиляційного трубопроводу
Сумісна аеродинамічна характеристика
вентилятора ВМ-6М і трубопроводу
13
Обгрунтування заходів і засобів підвищення
ефективності провітрювання підготовчих виробок
I
g
cos
D
Ri
;
2
v (v v 2 )
14
Підвищення ефективності вентиляції підготовчих
виробок в умовах шарових скупчень метану
1 - шарове скупчення метану; 2 - перемичка
g - прискорення вільного падіння, м/с2,
Δρ - різниця щільності газів в основному потоці і шарі,
кг/м3;
ρ - щільність газу в основному потоці, кг/м3;
I - витрата газу, що утворює шар, м3/с;
D - ширина шару, м;
α - кут нахилу виробки, градус;
v - середня швидкість переміщення шару, м/с;
Vг - швидкість основного потоку на кордоні шару, м/с.
Схема похилих щитків для ліквідації
скупчень метану
Схема завихрюючого трубопроводу для боротьби
зі шаровими скупченнями метану
Схема розміщення у виробці поздовжньої
перегородки та вентиляційного трубопроводу
15
Схема ліквідації шарових скупчень метану
за допомогою циркуляційного
зворотньоточного провітрювання
Qэ 0,64d 2
в
l
2
1, 5
d 0,14
1
0
,
1
d
Qе - продуктивність ежектора, м3/с;
v - швидкість повітря, необхідна для ліквідації
шарового скупчення, м/с;
vв - середня швидкість основного повітряного
потоку в виробці, м/с;
d - діаметр вентиляційного трубопроводу, м;
l - довжина ділянки виробки, на якій повинна
бути забезпечена необхідна для ліквідації
шару швидкість руху вільного струменя під
покрівлею (приймається в залежності від
довжини шару (але не більше 25 м), м.
Підвищення ефективності провітрювання при проведенні
тупикових гірничих виробок з високою газовістю
Схема вузлів і напрямок руху повітря в установці «Пульсатор П1»
Схема розміщення елементів установки для створення режиму
пульсуючою вентиляції і напрямок руху повітря в ній
16
17
Основні результати кваліфікаційної роботи:
1. Виконано аналіз фактичної газовості підготовчої
виробки по пласту С6.
2. Вибрані і обгрунтувані
підготовчих виробок.
способи
провітрювання
3. Обгрунтовані заходи і засоби підвищення ефективності
провітрювання підготовчих тупикових виробок в умовах
шахти «Ювілейна».
18
Дякую за увагу!
0
