Эффективность способов пылеподавления

ВЕДЕНИЯ ГОРНЫХ РАБОТ

И  ГОРНОСПАСАТЕЛЬНОЕ ДЕЛО»

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

По проведению практических занятий

 и самостоятельной работе студентов

Под редакцией

Проф., д.т.н. Калединой Н.О.

Москва 2012

Министерство образования и науки РФ

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

                            Кафедра Аэрологии и охраны труда

ВЕДЕНИЯ ГОРНЫХ РАБОТ

И  ГОРНОСПАСАТЕЛЬНОЕ ДЕЛО»

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

По проведению практических занятий

 и самостоятельной работе студентов

Под редакцией

Проф., д.т.н. Калединой Н.О.

Москва 2012

УДК 662.8

    «Безопасность ведения горных работ и горноспасательное дело»/Учебное пособие по проведению практических занятий и самостоятельной работе студентовпод редакцией проф., д.т.н. Калединой Н.О.– М.: МГГУ, 2012. - ____ с.

     Учебное пособие содержит методики расчетов мероприятий по обеспечению промышленной безопасности горных предприятий как опасных производственных объектов. Приведены подробные указания, справочные данные и разъяснения  по выполнению инженерных расчетов по комплексу мер пылевзрывозащиты, параметров безопасного ведения взрывных работ, параметров дегазации угольных пластов, оценке газовой обстановки на выемочных участках при нарушении проветривания, распространению ударных волн в подземных горных выработках.

Учебное пособие предназначено для студентов горных специальностей (направление подготовки специалистов 130400 «Горное дело»).

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

  По данным Международной организации труда (МОТ), уровень производственного травматизма в мире останется еще достаточно высоким. Ежедневно в мире регистрируется более 500 смертельных случаев в сельском хозяйстве, промышленности и сфере обслуживания, более 300 тысяч трудящихся получают производственные травмы и профзаболевания. Каждые три минуты в мире погибает один рабочий в результате несчастного случая или профессионального заболевания. Экономические издержки, связанные с несчастными случаями на производстве, составляют более 1 % мирового валового национального продукта. На эти средства можно обеспечить питанием около 75 млн. человек в течение года.

      Горнодобывающая промышленность, предприятия которой имеют повышенную потенциальную опасность, связанную с взаимодействием технологического оборудования с горным массивом, характеризуется очень высокими показателями производственного травматизма. Наиболее опасными являются условия подземных горных работ. Как правило, горняки трудятся в стесненных, затемненных и, зачастую, обводненных условиях с повышенным горным давлением и температурой. Дополнительными опасными факторами, обусловленными воздействием массива горных пород являются геодинамические (горные удары, обрушения пород) и газодинамические (газовыделение из массива, суфляры, выбросы пород и газа) явления, прорывы вод в горные выработки и др.  

Вследствие тяжелых условий труда аварийность, травматизм и профессиональная заболеваемость в горнодобывающей промышленности остается на недопустимо высоком уровне, что вызывает необходимость повышенного внимания к изучению основных потенциально опасных явлений, факторов и причин, их вызывающих, для разработки комплекса организационных, технических и социально-экономических мероприятий, направленных на снижение производственного травматизма и профессиональных заболеваний при добыче полезных ископаемых.

Настоящее учебное пособие предназначено для выработки у студентов, обучающихся по направлению «Горное дело» навыков инженерных расчетов мероприятий противоаварийной защиты для шахт и рудников.

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 1

ВЫБОР СРЕДСТВ ПЫЛЕПОДАВЛЕНИЯ С УЧЕТОМ ОЦЕНКИ ПРОХОДЧЕСКИХ КОМБАЙНОВ ПО ПЫЛЕВОМУ ФАКТОРУ

Цель практического занятия

  Целью занятия является обучение студента правильному выбору комплекса противопылевых мероприятий для различных типов проходческих комбайнов с учетом создаваемой ими интенсивности пылеобразования.

Общие сведения

   При сооружении выработок для борьбы с пылью рекомендуется применять комплекс мероприятий – предварительное увлажнение, орошение, пылеотсос.

   Предварительное увлажнение может осуществляться нагнетанием жидкости как в угольный пласт, так и в породу. При нагнетании жидкости в угольный пласт диаметр скважин может быть 45-100 мм и определяется типом бурового инструмента.

Радиус увлажнения R определяется из выражения

                                   R = 2h, м ,                                       (1)

   где h - высота выработки, м.

  Длина скважины принимается кратной недельному подвиганию забоя. Глубина герметизации принимается равной 3,5 м. Давление нагнетания принимается равным 3,0-10,0 МПа, темп нагнетания – 3-5 л/мин.

  Удельный расход рассчитывается по формуле

                       q = 10 ΔW л/т,                                                                             (2)

     где Δ W - прирост влаги, определяется в соответствии с ГОСТ 11056-77 (может быть принято Δ W= 2-3 %).

  Количество воды, которое необходимо закачать в скважину определяется по формуле:

                         Q_c  = 4πh²∙l _скв∙ ∙γ∙g, л                                  (3)

где l_скв - глубина скважины, м;

    γ - объемная масса угля, т/м³.

   Нагнетание жидкости в породу производится без предварительного ослабления массива и с предварительным ослаблением. Предварительное ослабление массива в породах высокой стадии метаморфизма производится с помощью ВВ. В породах низкой стадии метаморфизма ослабление не производится.

      Для обоих случаев диаметр скважины нагнетания – 45-100 мм.

       Число скважин

                                                                            (4)

где F - площадь забоя, м²;                                                                                

  R₁ и R₂ - cредние радиусы увлажнения пород соответственно по

                 простиранию и вкрест простирания пород (определяются

                 опытным нагнетанием).

Суммарный расход жидкости составит:

Q_н = 2,5π∙n₁∙ΔW (R₁ + R₂)² ∙l_cкв                                     (5)

Продолжительность нагнетания определяется по формуле:

                                                                               (6)

Орошение. При проведении выработок расход воды рассчитывается по формуле

                                      Q= q ∙A                                                (7)

где q - удельный расход воды, л/м³ или л/т горной массы (принимается 

    q =50 л/т давление 1,2 МПа);

   A -максимальная производительность машины, м³/мин.

   При работе проходческих комбайнов расход воды определяется по формуле (7). Удельный расход воды q=30-40 л/т, давление 1,2-1,5 МПа.

   При работе комбайнов должен применяться пылеотсос. Производительность пылеулавливающей установки принимается из условия

                         0,7    <   <1                                              (8)

где Q_ост - количество отсасываемого воздуха, м³/мин.

   3. Порядок расчета

   Определяется концентрация пыли в забое за выбросом пылеотсасываю-

щей установки.

                                                              (9)

где N_a - интенсивность пылевыделения при работе комбайна, мг/мин 

        (N_a=100-300 мг/мин);

Q_н - количество воздуха, подаваемого в забой, м³/мин.

η_н - степень очистки воздуха в пылеулавливающей установке принимается

        не менее 0,9%).

   Эффективность пылеотсоса составит Э_отс=η_н·100%. При применении орошения с пылеотсосом принимается η_н = 0,95.

   Концентрация пыли в забое после орошения составит

                                                               (10)

 где Q_отс - количество отсасываемого воздуха. Концентрация пыли в месте

           выброса воздуха из системы пылеотсоса составит            

 Задаваясь предельно допустимой концентрацией пыли в зоне выброса из пылеуловителя рассчитываются необходимые значения η_ор и η_н.

Выбор средств борьбы с пылью производится по таблице 1.

                                                                                          Таблица 1

Эффективность способов пылеподавления

Характеристика комбайнов приведена в табл. 2. Значение К_v принимается по графику рис.1

Остаточная концентрация пыли должна удовлетворять условию (11):

              (11)

Таблица 2