Файл: Патрушев М.А. Проветривание высокомеханизированных лав.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 12.07.2024
Просмотров: 89
Скачиваний: 0
М. А. ПАТРУШЕВ, Е. С, ДРАНИЦЫН
ПРОВЕТРИВАНИЕ
ВЫСОКО
МЕХАНИЗИРОВАННЫХ
ЛАВ
ИЗДАТЕЛЬСТВО «ДОНБАСС ДОНЕЦК— 1974
6П1.4
П20
Г*в. публичная | Л»уЧ|**-Т*ХНИЧЗ~*ИЯ (
«■•л**т*к« «..ССР I
3tt«E I(in^PN \
ЧИТАЛЬНОГО ЗАДА ?
Патрушев М. А. и Драницын Е. С.
П20 Проветривание высокомеханизировавных лав. До нецк, «Донбас», 1974.
149с. с ил. Библиогр.: с. 146—148 (39 назв.).
Вкниге изложены вопросы проветривания лав при больших на-
грузках на очистной забой, на пластах с |
высокой газоносностью, vB |
|||||
том числе склоннцх к внезапным выбросам и самовозгоранию угля. |
||||||
Рассмотрены ширбко апробированные на практике и высокоэффектив |
||||||
ные способы |
управления газовыделением, |
обеспечивающие |
|
нагрузку |
||
на. лаву 1000—3000 т/сут и более, повышение степени безопасности ве |
||||||
дения горных работ. Дана область применения различных |
вариантов |
|||||
схем проветривания |
выемочных |
участков, а также методы |
расчета |
|||
оптимальных аэродинамических параметров этих схем. |
работников |
|||||
Рассчитана на |
широкий круг |
инженерно-технических |
||||
шахт, научно-исследовательских |
и проектных организаций, |
может |
||||
быть использована1студентами горных вузов и техникумов. |
|
|
||||
п 371—057 |
|
|
|
|
|
6П1.4 |
П М213(04)—74 |
76-73 |
|
|
|
|
Издательство «Донбас», 1974
ПР Е Д И С Л О В И Е
Вдевятой пятилетке 87—90% промышленной продук ции будет получено за счет повышения производитель ности труда. В угольной промышленности она должна возрасти в 1,4 раза. Эта задача решается на основе ин тенсификации и концентрации производства, комплекс ной его механизации и автоматизации. Среднесуточная
нагрузка |
на лаву |
на шахтах Украины возрастет до |
530 т/сут в 1975 г., |
а на комплексно-механизированную |
|
лаву — до |
1.000 т!сут. Объем добычи из последних дол |
жен составить 60%. В перспективе весь уголь практиче ски будет добываться механизирова ниыми комплексами.
В 1985 г. нацрузка на забой в среднем по промыш ленности в соответствии с научно-техническим прогно зом составит 1200—-1300 ткут и будет расти'. Однако для средних условий Донецкого бассейна и при обычных схемах проветривания выемочных участков, когда весь поступающий на них воздух проходит через лаву, на грузку 1000 ткут можно достигнуть при относительном газовыделении не более 8 лг3/т. В настоящее же время 63% шахт имеют газообиль-ность более 10 мг1т (по ком бинатам «Донецкуголь», «Макеевуголь», «Шахтерскантрацит», «Ворошиловградуголь», «Кадиевуг-оль», «К-рас- нодонуголь», количествошахт с такой газообильностью составляет 80—100%), 55% шахт относятся к сверхкатегорным. Из них большинство с газообильностью свыше 30 ж3/г. К 1990 г. ожидается, что удельныйвес сверхкатегорных шахт достигнет 80%.
В 1973 г. 68% всех -выемочных участков на шахтах комбината «Шахтерскантрацит» имели относительную газообильноеть свыше 10 м31т. Примерно такое же поло жение и на остальных шах-тах указанных выше комби натов. Нагрузку 1000 т/сут при существующих схемах проветривания можнополучить по газовому фактору
3
только в 42% лав Минуглеирома УССР. Кроме того, воз вратиоточиая схема при наиболее прогрессивной столбо вой системе разработки на газовых шахтах не обеспечи вает необходимой степени безопасности ведения горных работ. Эти ограничения нагрузки на очистной забой по газовому фактору снимаются при внедрении новых схем проветривания, разработанных ДонУГИ на принципе обособленного разбавления и удаления вредностей по источникам поступления в рудничную атмосферу. Широ кие промышленные испытания в различных торно-геоло гических условиях, в том числе на самых глубоких и га зовых шахтах, подтвердили их высокую эффективность. Новые схемы обеспечивают повышение нагрузки на ла ву в 2—15 раз и безопасные условия работы.
Параграф «Газоносность пластов и газовый баланс участков» (глава I) написан авторами совместно с И. Е. Золотухиным, «Эффективность новых схем провет ривания, заложенных в проектах строительства и ре конструкции шахт» (глава IV) — совместно с Е. Я. Самойленко, «Описание движения воздуха по выемочному участку» (глава III) — с В. И. Поповым.
Авторы считают своим долгом выразить благодар ность профессорам, докторам технических наук И. И. Медведеву и С. Н. Осипову за помощь при подготовке рукописи к печати.
ГЛ А В А I. ПРОВЕТРИВАНИЕ ВЫЕМОЧНЫХ УЧАСТКОВ НА ДЕЙСТВУЮЩИХ ШАХТАХ
Основные требования к схемам проветривания выемочных участков и их классификация
Схема проветрива.ния должна обеспечивать безопас ность, надежность работы и быть экономичной. Любая технологическая схема, какой бы ни была экономичной, если она не отвечает требованиям безопасности, не мо жет эксплуатироваться. Особенно серьезные требования, с точки зрения безопасности и надежности, предъявля ются к схемам проветривания на газовых и глубоких шахтах. Применительно к выемочным участкам эти тре бования можно сформулировать следующим образом.
1.Исключить возможность образования повышен ных концентраций метана на сопряжениях лав с венти ляционными штреками и местных скоплений газа в гор ных выработках.
2.Повысить надежность проветривания как в нор мальной, так и в аварийной обстановке (включая вне запные выбросы угля и газа и др.), а также обеспечить снесение людей при аварии. Последнее достигается, в первую очередь, наличием двух свежих струй, поступа
ющих к каждому выходу из очистного забоя.
3. Создать наиболее благоприятные санитарно-гигие нические условия за счет снижения запыленности1и на грева рудничного воздуха. К очистным забоям должен поступать чистый атмосферный воздух. Это достигается, когда свежая струя воздуха на всем пути от ствола до забоя поступает по выработкам, где нет встречного дви жения отбитого угля, т. е. конвейерные и транспортные выработки проветриваются обособленными струями. Свежая струя воздуха меньше нагревается, если пода ется в лаву по верхнему, повторно используемому штре ку, боковые породы которого уже охлаждены на значи тельную глубину и имеют более низкую материнскую температуру, чем на нижнем горизонте. Кроме того, до полнительное устранение местных источников тепла
5
(электрическое оборудование, конвейерный транспорт и т. д.) и удаление отбитого угля со свежей струи, посту пающей в очистные забои, как показывают расчеты, по зволяют снизить температуру воздуха на входе в лаву на 3—8°С. На многих шахтах переходной глубины с уче том этих мероприятий можно обходиться без искусствен ного кондиционирования воздуха.
4.Обеспечить возможность эффективного ведения работ по дегазации разрабатываемого пласта, безопас ной и интенсивной разработки выбросоопасных пластов,
атакже склонных к самовозгоранию углей.
5.Гарантировать высокую эффективность дегазации пластов-спутников скважинами. Для этого конструкция схемы или горных работ должна предусматривать раци ональные схемы дегазации. Сейчас при наиболее про грессивной столбовой системе разработки и возвратноточной схеме проветривания эффективность дегазации спутников в 2 раза ниже, чем при сплошной системе.
6.Обеспечить высокие нагрузки на лаву. Свежая
струя воздуха, проходящая по рабочему пространству лавы, должна полностью использоваться только для раз бавления метана, выделяющегося из груди забоя и от битого угля в рабочем пространстве. Остальной газ, вы деляющийся в пределах выемочного участка из вырабо танного пространства, из отбитого угля за пределами лавы и подготовительных выработок, должен разбав ляться обособленными струями воздуха, минующими ла ву. Под выемочным участком подразумевается очистной забой с прилегающими к нему подготовительными выра ботками.
Для существующих и применяемых на действующих шахтах до последнего времени схем проветривания вы емочных участков характерно последовательное прохож дение струи воздуха по всем выработкам и постепенное загрязнение ее выделяющимися вредностями (газ, пыль, тепло). Количество воздуха, которое можно подавать на участок, лимитируется пропускной способностью рабоче го пространства лавы. Но в связи с ростом газообильности горных выработок, температуры боковых пород и запыленности при переходе горных работ на более глу бокие горизонты и одновременном увеличении нагрузки на очистные забои, требуется подавать на участок все возрастающее количество воздуха. С другой стороны,
6
оснащение лав механизированными комплексами суще* ствшно ограничивает пропускную способность рабочего пространства в, следовательно, возможности роста на грузки на лаву и производительности труда. Наиболее прогрессивная столбовая система разработки с возврат ноточной схемой проветривания не обеспечивает безопас ности работ на газовых шахтах из-за мастных скоплений метана повышенных концентраций на сопряжении ла вы с вентиляционным штреком.
Таким образом, существующие схемы проветривания с последовательным разбавлением выделяющихся в гор ные выработки вредностей не обеспечивают на газовых шахтах необходимой степени безопасности ведения гор ных работ, сдерживают рост нагрузки на лаву, повы шение производительности труда и технический прогресс в угольной промышленности вообще.
На основе нового принципа, сущность которого за ключается в обособленном разбавлении и удалении всех вредностей по источникам их поступления в рудничную атмосферу, ДояУГИ в 1961—1962 гг. разработаны новые схемы проветривания выемочных участков [27—30], ко торые отвечают всем требованиям, предъявляемым к схемам проветривания участков на газовых и глубоких шахтах. Схемы-проветривания (старые и новые) клас сифицируются по ряду признаков (табл. 1).
|
Т а б л и ц а |
1. |
Классификация схем проветривания |
|
||
|
|
|
выемочных участков |
|
||
Классифицирующий признак |
Возможные вариан |
Условные |
||||
ты проветривания |
обозна |
|||||
|
|
|
|
|
чения |
|
Тип |
Степень |
обособленности |
Последовательное |
1 |
||
|
разбавления |
вредностей |
||||
|
по источникам |
поступ- |
Частичное |
2 |
||
|
ления |
|
|
|
Полное |
3 |
Подтип |
Направление |
движения |
На выработанное |
В |
||
|
исходящей |
из |
лавы |
пространство |
||
|
струи воздуха |
|
|
На массив угля- |
м |
|
Вид |
|
|
|
|
Комбинированное |
к |
Степень |
зависимости |
Независимое |
н |
|||
|
проветривания лав |
Зависимое |
3 |
|||
Подвид |
Направление |
движения |
Восходящее |
в |
||
|
воздуха |
по |
очистному |
Нисходящее |
Н |
|
|
забою |
|
|
|
Горизонтальное |
г |
7
Такая классификация достаточно точно характери зует особенности всех вариантов схем проветривания выемочных участков (рис. 1—4). Для удобства в даль нейшем каждый вариант схемы обозначается сокращен но в соответствии с приведенными условными обозначе ниями. Например, 3—В—Я —«—к означает схему про ветривания выемочного участка с полным обособленным разбавлением и удалением вредностей по источникам поступления в рудничную атмосферу при выдаче исхо дящей из лавы струи в сторону выработанного простран ства, с независимым проветриванием (одиночная лава) и нисходящим направлением движения струи воздуха по лаве — вариант к (рис. 4).
Большинство вариантов схем проветривания выемоч ных участков 1-го типа (рис. 1) и некоторые (например,
2 —В—Я—в—т, 2—В—Я —в—ф, 2—В—Я—в—п, рис. 2)
применялись на практике и описаны в ряде работ [17, 18, 20, 21, 34 и др.]. Остальные варианты схем разработаны в работах [27—30], исходя из основных требований к ним для газовых и глубоких шахт.
На ряде действующих шахт Торезско-Шахтерского района применялся вариант схемы проветривания 2—В—Я—в—г с подсвежением исходящей струи с от каточного штрека через сбойки, проходимые на опреде ленном расстоянии. Сбойки служили также для до ставки материалов на вентиляционный штрек. При такой схеме в исходящую струю подавалось дополни тельное количество воздуха, чтобы снизить содержание метана в ней до допустимых пределов, т. е. обособленно разбавлялась только некоторая часть газа. В данном случае термин «подсвежение» достаточно точно харак теризует схему. Но такие схемы практически не отвеча ют предъявляемым к ним требованиям, а только незна чительно облегчают условия ведения работ при большом газовыделении из выработанного пространства. Иногда в литературе схемы проветривания с обособленным раз бавлением, в том числе и 3-го типа (рис. 4), также на зывают схемами с «подсвежением», что совершенно не правильно. Этот термин не отражает сущности новых схем.
В связи с наличием нескольких вентиляционных струй на выемочном участке при новых схемах проветри-
8 |
^ 4 |