Шайхлісламова Ірина Анатоліївна. Поліпшення мікроклімату шахт Донбасу способом перерозподілу тепловологісного потенціалу рудникового повітря

brief description

Шайхлісламова Ірина Анатоліївна. Поліпшення мікроклімату шахт Донбасу способом перерозподілу тепловологісного потенціалу рудникового повітря. : Дис... канд. наук: 05.26.01 - 2007.

Шайхлісламова І.А. Поліпшення мікроклімату шахт Донбасу способом перерозподілу тепловологісного потенціалу рудникового повітря. Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.26.01. "Охорона праці" Національний гірничий університет, Дніпропетровськ, 2006.
У дисертаційній роботі виконано аналіз існуючих способів поліпшення мікроклімату в глибоких шахтах. Вивчено стан досліджень теплового режиму гірничих виробок і проведено аналіз літературних джерел. Теоретично й експериментально обґрунтовано єнергозбережний спосіб поліпшення мікроклімату в шахтах Донбасу методом перерозподілу тепловологісного потенціалу між виробками приствольного двору повітроподавального ствола й очисним вибоєм. За результатами досліджень запропоновано методику розрахунку параметрів кондиціонування рудникового повітря в гірничих виробках при перерозподілі тепловологісних потенціалів. Визначено економічну ефективність упровадження установки кондиціонування рудникового повітря від реалізації запропонованого способу в межах однієї виїмкової ділянки.

Дисертаційна робота є завершеною науково-дослідною роботою, в якій вирішено актуальне науково-технічне завдання поліпшення мікроклімату шахт Донбасу, що полягає у встановленні закономірностей процесу тепло- і масообміну між вентиляційним струменем і навколишнім середовищем у гірничих виробках, врахуванні нових факторів примусового регулювання по довжині виробок температурного напору між вентиляційним потоком і гірським масивом, а також напору парціального тиску водяної пари повітря, у виконанні наукового обґрунтування нового енергозбережного способу поліпшення мікроклімату в гірничих виробках вугільних шахт.
Основні наукові й практичні результати, висновки і рекомендації роботитакі:
1. Розроблено математичну модель термодинамічних процесів у гірничих виробках з перерозподілом тепловологісного вентиляційного потоку і вирівнюванням низького та високого тепловологісних потенціалів між приствольними виробками і лавою, в якій уперше враховано:
теплові джерела, що виникають при зрошені вентиляційного потоку теплою водою в виробках приствольного двору і холодною водою перед лавою;
джерела тепла з поділом за місцями їх дії, а саме: на стінках виробки при окисненні вугілля, деревини і гірських порід; у потоці повітря при стисненні або розширенні вентиляційного струменя, при роботі машин і механізмів;
напрямок руху вентиляційного струменя і потоку води в прямому і зворотному трубопроводах із взаємним зв'язком їх термодинамічних станів.
2. Установлено закономірності та розкрито механізм формування тепловологісного режиму в системі гірничих виробок при перерозподілі тепловологісних потенціалів, що полягає в існуванні деякої вузької зони або умовної точки, перед якою температура і вологість підвищуються, а після неї ці показники знижуються залежно від ступеня віддалення цієї точки від лави. Тим самим доведено, що ефективність циркуляційного кондиціонування підвищується залежно від довжини охолоджуючої частини виробки.
3. Уперше розкрито механізм формування відносної вологи вздовж гірничої виробки від приствольного двору. Встановлено, що відносна вологість спочатку різко знижується на відстані до 500 метрів, а потім починає повільно зростати, не підлягаючи лінійному закону. Отримані теоретичні результати відповідають даним експериментальних досліджень у шахтних умовах.
4. Розроблено новий енергозбережний спосіб кондиціонування рудникового повітря для шахт з глибиною розробки 700 1000 м і різницею температури рудникового повітря між виробками приствольного двору повітроподавального стволу і виїмковою ділянкою 15 30 С. Показано, що в холодний період року без істотних капітальних витрат на створення систем поліпшення теплових умов, за рахуноквиключення холодильних установок може бути застосований спосіб перерозподілу тепловологісного потенціалу.
5. Істотну роль у тепло- й массообміні відіграє не тільки трубопровід з холодною, але й з теплою водою (до 30 %), тому що його температура нижча від температури вентиляційного потоку, а загальна площа теплообміну досягає 1000 м2і більше.
6. На базі шахтних досліджень окремих елементів циркуляційної системи (використання перед лавою двох неізольованих трубопроводів) вивчено характер зміни температури рудникового повітря. Зниження температури перед лавою (повітроохолоджувачем) становить 3 5 С.
7. Експериментально встановлено залежності температури і відносної вологості рудникового повітря від довжини мережі гірничих виробок, а також обґрунтовано можливість застосування способу перерозподілу тепловологісного потенціалу в умовах шахт.
8. Розроблено спрощену методику розрахунку параметрів кондиціонування рудникового повітря методом перерозподілу теплових потенціалів, що дозволить ураховувати характер руху води в прямому і зворотному трубопроводах відповідно до вентиляційного потоку.
9. При визначенні економічної ефективності від упровадження заходів, які поліпшують мікроклімат на робочих місцях, встановлено, що прибуток від застосування установки кондиціонування рудникового повітря при реалізації способу перерозподілу тепловологісного потенціалу в межах однієї виїмкової ділянки буде становити 330 тис. грн на рік, що зумовлено підвищенням рівня продуктивності праці за рахунок зниження втрат робочого і вільного часу, а також економією витрат на виплати (компенсації) за несприятливі умови праці.