Грядущий Володимир Борисович. Розробка способу підвищення вибухобезпеки на сполученнях лав з вентиляційними виробками при стовповій системі відпрацювання

brief description

Грядущий Володимир Борисович. Розробка способу підвищення вибухобезпеки на сполученнях лав з вентиляційними виробками при стовповій системі відпрацювання : Дис... канд. наук: 05.26.01 2008

Грядущий В.Б. Розробка способу підвищення вибухобезпеки на сполученнях лав з вентиляційними виробками при стовповій системі відпрацювання. - Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.26.01. Охорона праці”. - Державний Макіївський науково-дослідний інститут з безпеки робіт у гірничій промисловості, Макіївка, 2008.
Дисертацію присвячено вирішенню важливої наукової проблеми керування газовим режимом на сполученнях очисних вибоїв з вентиляційними виробками при стовповій системі розробки.
Виконано аналіз існуючих способів і засобів запобігання загазуванню, спалахам і вибухам метану в тупиковій частині вентиляційної виробки, що погашається, і на її сполученні з лавою, визначено їх ефективність. Показано, що формування місцевих і шарових скупчень метану в тупику погашення вентиляційної виробки і на її сполученні з лавою визначається швидкостями руху повітря, величиною витоків повітря через вироблений простір і газовиділенням у ньому.
Показано, що формування місцевих і шарових скупчень метану в тупику погашення вентиляційної виробки і на її сполученні з лавою визначається швидкостями руху повітря в тупику і його довжиною, величиною витоків повітря через вироблений простір і газовиділенням у ньому.
Розроблена дискретна імітаційна модель для дослідження закономірностей формування вибухонебезпечних об’ємів газового середовища, розподілу концентрації метану по перерізу та довжині тупикової частини вентиляційної виробки і на її сполученні з очисним вибоєм.
Установлено, що витоки повітря з виробленого простору біля межі з бічною поверхнею тупикової частини виробки, що погашається, розшаровуються за рівнем концентрації метану і зосереджено надходять у тупик, що погашається, у вигляді струминного витікання з параболічною траєкторією. Вперше розроблено програму Газовий режим тупика” і керівництво користувача.
Обґрунтовано спосіб дегазації тупикової частини вентиляційної виробки за рахунок низьконапірної ежекції, розроблено і випробувано експериментальний зразок вентилятор-ежекторної установки (ВЕУ), визначено його раціональні аеродинамічні параметри та сфера застосування.
Розроблено математичну модель включення вентилятор-ежекторної установки у вентиляційну мережу шахти для розрахунків на ПЕОМ повітророзподілу по виробках без втрати точності.
Установлено вплив роботи та продуктивності вентилятор-ежекторної установки, витоків повітря крізь нещільності в трубопроводі і коефіцієнта ежекції на аеродинамічні параметри виїмкових дільниць і очисних вибоїв.
Виведено залежність для визначення мінімальної кількості повітря, яку слід подавати на виїмкову дільницю з урахуванням газовідсмоктування з тупика погашення.

Дисертація є закінченою науково-дослідною роботою, у якій на підставі аналізу умов утворення місцевих скупчень метану на сполученні лави з вентиляційною виробкою і у тупику її погашення надано рішення актуального науково-технічного завдання забезпечення безпеки робіт при прогресивній стовповій системі відпрацювання і зворотноструминній схемі провітрювання, найширше застосовуваної на шахтах України. Робота базується на основі аналізу шахтних досліджень, розрахунків і теоретичних розробок.
Результати досліджень дозволили зробити такі висновки та рекомендації:
1. Подальшого розвитку дістали уявлення про механізм надходження метану та витоків повітря, що проходять по виробленому простору, у тупикову частину вентиляційної виробки, що погашається, і формування в ній газової обстановки в результаті ранжирування потоків за концентрацією метану.
2. Визначені закономірності формування полів концентрації метану в тупику погашення залежно від газовиділення з виробленого простору, кількості повітря і швидкості його руху.
3. Існуючі способи підвищення вибухобезпеки лав на сполученні з вентиляційними виробками мають ряд недоліків, що часто є причиною загазування виробок, спалахів і вибухів метану.
4. Удосконалено математичну модель процесів масопереносу в тупику погашення вентиляційної виробки на сполученні з очисним вибоєм і програмне забезпечення, яке реалізує цю модель, що дозволяє визначати можливість формування, розміри вибухонебезпечного об’єму газового середовища в тупику погашення, у вікні лави і у вентиляційному штреку залежно від конструкції сполучення лави з тупиком, зміни довжини тупика в процесі технологічного циклу, розташування і величини аеродинамічного опору захисної перемички, продуктивності і розташування дегазаційного трубопроводу.
5. Вперше обґрунтовано можливість і ефективність використання низьконапірної ежекції, забезпечуваної вентилятором місцевого провітрювання, розроблення вентилятор-ежекторної установки і застосування її для дегазації тупикової частини вентиляційної виробки, що погашається.
6. На основі моделювання розподілу газових потоків і концентрації метану в об’ємі тупикової виробки, результатів експериментальних робіт і шахтних спостережень розроблено ефективні параметри способу підвищення вибухобезпеки на сполученнях лав з вентиляційними виробками у разі стовпової системи розробки за допомогою вентилятор-ежекторної установки.
7. Розроблено і випробувано експериментальний зразок ежектора, що пройшов успішні випробування на аеродинамічному стенді в лабораторії шахтних вентиляторних установок ВАТ НДІГМ ім. М.М. Федорова.
8. Визначено область і умови застосування вентилятор-ежекторної установки для підвищення вибухобезпеки на сполученнях лав з вентиляційними виробками.
9. Розроблено принципову схему і методику розрахунку на ПЕОМ впливу роботи вентилятор-ежекторної установки на аеродинамічні параметри провітрювання виїмкових дільниць. На прикладі двох діючих шахт (ВК Шахта Краснолиманська” і шахта ім. О.Г. Стаханова) показано, що величина коефіцієнта ежекції і витоків повітря через стики нагнітального трубопроводу не роблять істотного впливу на витрату повітря в лаві. При цьому експериментально визначено мінімально необхідну витрату повітря для провітрювання лави у разі використання вентилятор-ежекторної установки.
10. Результати теоретичних і експериментальних досліджень буде використано під час розроблення Технологічних схем дегазації тупикової частини вентиляційних виробок, які погашаються”.