zinet home
home home
home ИНТЕЛЛЕКТ-ПОРТАЛ
home Стартовал прием материалов в сборник XХХIX-й научной конференции. Требования к публикациям - в разделе "Объявления".

На главную | Объявления | Отчеты предыдущих конференций | История Украины | Контакты

РЕСУРСЫ ПОРТАЛА:

Тридцать восьмая научно-практическая конференция
(23 - 28 мая 2016 г.)


Тридцать седьмая научно-практическая конференция
(19 - 22 апреля 2016 г.)


Тридцать шестая научно-практическая конференция
(29 декабря 2015 - 5 января 2016 г.)


Тридцать пятая научно-практическая конференция
(24-27 ноября 2015 г.)


Тридцать четвертая научно-практическая конференция
(13-17 октября 2015 г.)


Тридцать третья научно-практическая конференция
(20-27 мая 2015 г.)


Тридцать вторая научно-практическая конференция
(2-7 апреля 2015 г.)


Тридцать первая научно-практическая конференция
(25 февраля - 1 марта 2015 г.)


Тридцатая научно-практическая конференция
(19-25 января 2015 г.)


Двадцать девятая международная научно-практическая конференция
(19-25 ноября 2014 г.)


Двадцать восьмая международная научно-практическая конференция
(08-13 октября 2014 г.)


Двадцать седьмая научно-практическая конференция
(20-25 мая 2014 г.)


Двадцать шестая научно-практическая конференция
(7-11 апреля 2014 г.)


Двадцать пятая юбилейная научно-практическая конференция
(3-7 марта 2014 г.)


Двадцать четвертая научно-практическая конференция
(20-25 января 2014 г.)


Двадцать третья научно-практическая конференция
(10-15 декабя 2013 г.)


Двадцать вторая научно-практическая конференция
(4-9 ноябя 2013 г.)


Первая международная научно-практическая конференция
(14-18 мая 2013 г.)


Двадцать первая научно-практическая конференция
(14-18 мая 2013 г.)


Двадцатая научно-практическая конференция
(20-28 апреля 2013 г.)


Девятнадцатая научно-практическая конференция
(26 февряля - 3 марта 2013 г.)


Восемнадцатая научно-практическая конференция
(22-26 декабря 2012 г.)


Семнадцатая научно-практическая конференция
(22-26 октября 2012 г.)


Шестнадцатая научно-практическая конференция
(09-14 апреля 2012 г.)


Пятнадцатая научно-практическая конференция
(01 - 07 марта 2012 г.)


Четырнадцатая научно-практическая конференция
(12-20 декабря 2011 г.)


Тринадцатая научно-практическая конференция
(28 октября - 09 ноября 2011 г.)


Двенадцатая научно-практическая конференция
(28 мая - 06 июня 2011 г.)


Одинадцатая научно-практическая конференция
(26 апреля - 04 мая 2011 г.)


Десятая научно-практическая конференция
(15-23 марта 2011 г.)


Девятая научно-практическая конференция
(27-31 декабря 2010 г.)


Восьмая научно-практическая конференция
(05-12 декабря 2010 г.)


Седьмая научно-практическая конференция
(28 мая - 7 июня 2010 г.)


Шестая научно-практическая конференция
(1-15 апреля 2010 г.)


Пятая научно-практическая конференция
(20-27 мая 2009 г.)


Четвертая научно-практическая конференция
(10-17 апреля 2009 г.)


Третья научно-практическая конференция
(20-27 декабря 2008 г.)


Вторая научно-практическая конференция
(1-7 ноября 2008 г.)


Первая научно-практическая конференция
(10-15 мая 2008 г.)



НАШИ ПАРТНЕРЫ:

Студия веб-дизайна www.zinet.info



Студия ландшафтного дизайна Флора-МК


Уникальное предложение!



Сайт-визитка - теперь
всего за 200 грн!

подробнее>>>



ОБГРУНТУВАННЯ СПОСОБУ ПРОВІТРЮВАННЯ ШАХТИ ПРИ РЕГУЛЮВАННІ РОЗПОДІЛУ МЕТАНОПОВІТРЯНИХ ПОТОКІВ З ВИКОРИСТАННЯМ ПОВЕРХНЕВИХ ДЕГАЗАЦІЙНИХ СВЕРДЛОВИН

 

Пугач І.І.

Україна, Дніпропетровськ,

Державний вищий навчальний заклад

«Національний гірничий університет»

 

In the article the application of the forced ventilation in the degasification of coal bed by wells from a surface with the purposes of increase of safety of activities and increase of efficiency of degasification of mines is substantiated. Ways of the decision of a task of extraction methane by means of decontamination in view of modes of ventilation are reviewed.

 

Збільшення глибини ведення гірничих робіт та підвищення газовості розроблюваних та зближених вугільних пластів і порід призводить до того, що забезпечити необхідну концентрацію метану в рудничній атмосфері засобами однієї вентиляції стає неможливим. В таких умовах дегазація газоносних вугільних пластів і виробленого простору шахти є важливим технологічним процесом, який сприяє підвищенню безпеки ведення гірничих робіт і збільшення навантаження на очисний вибій. ДНАОП 1.1.30-6.09.93 [1] рекомендує в якості основного всмоктуючий спосіб провітрювання вугільних шахт, а нагнітальний спосіб допускається для шахт негазових і при відповідних умовах для газових шахт при незначній газовості. Поряд з цим нагнітальний спосіб провітрювання шахт має ряд незаперечних переваг. До них відносяться: можливість застосування однієї вентиляційної установки (за наявності розгалуженої вентиляційної мережі), що розташовується, як правило, в центрі шахтного поля, ведення гірничих робіт без загального вентиляційного горизонту, висока стійкість роботи головного вентилятора, зручність регулювання розподілу витрати повітря в мережі та управління вентиляційними режимами при аваріях, відсутність підсосів повітря через обвалені породи.

При нагнітальному способі провітрювання шахт обсяг метану, що виділяється у виробки виїмкових дільниць, за інших рівних умов, менше, ніж при всмоктуючому способі провітрювання. Інтенсивність виділення метану з джерела пов'язана з величиною різниці тисків метану в джерелі метановиділення і метаноповітряної суміші (МПС) в гірничій виробці.

При незмінній величині тиску в джерелі і збільшенні тиску у виробці (при переході від всмоктуючого способу провітрювання до нагнітального) надходження метану у виробки зменшується. Відносне метановиділення з розроблюваного пласта визначається за формулою [1]:

,

де qо.в., qв.в. – відповідно відносне метановиділення з очисного вибою і відбитого вугілля, м3/т; kе.в.– коефіцієнт, що враховує експлуатаційні втрати в межах виїмкової дільниці; x, xo– природна метановість пласта і залишкова метановість вугілля, м3/т.

При нагнітальному способі провітрювання qо.в. і qв.в. менше, а xo більше, ніж при всмоктуючому.

Відносна метановість i-го зближеного пласта визначається з виразу [1]:

,

де Vоч – швидкість посування очисного вибою, м/добу; mсп i и mв – потужність вугільних пачок i-го зближеного пласта і корисна потужність розроблюваного пласта, що виймається, xсп.i, xo.i – природна і залишкова метановості i-го зближеного пласта, м3/т; Мсп.i – відстань по нормалі між покрівлею і підошвою розроблюваного (або підошвою і покрівлею) i-го зближеного пласта, м; Мр – відстань по нормалі між розроблюваним і зближеним пластами, при якій метановиділення з останнього практично дорівнює нулю, м.

При нагнітальному провітрюванні xo.i більше, а Мр менше, ніж при всмоктуючому способі провітрювання шахти.

Відносна метановість вміщуючих порід може визначатися за формулою [1]:

,

де kсп – коефіцієнт, що враховує вплив способу управління покрівлею і літологічний склад порід; Но – глибина верхньої межі зони метанових газів, м; Н – глибина розробки, м.

При нагнітальному провітрюванні xo більше, ніж при всмоктуючому. Нагнітальний спосіб провітрювання шахт дозволяє зменшити надходження метану в гірничі виробки з вироблених просторів відпрацьованих виїмкових дільниць. Існує твердження, що на газових шахтах у разі зупинки вентилятора головного провітрювання (ВГП) при нагнітальному способі вентиляції відбудеться підвищення концентрації метану у виробках, що примикають до виробленого простору, до величини, що в ряді випадків перевищує гранично допустиму концентрацію. При наявності поверхневих дегазаційних свердловин, пробурених в районі виробленого простору, з працюючим на поверхні вакуум-насосом (ВН) така небезпека при дегазації зближених пластів і вироблених просторів малоймовірна, оскільки метан при зупинці ВГП з виробленого простору буде надходити по дегазаційної свердловині на поверхню.

Якщо на дегазаційній свердловині, пробуреній з поверхні, провести два перетини: II (біля вибою свердловини) і II-II (біля гирла свердловини), то для них можна записати рівняння Бернуллі у вигляді:

, (1)

де Р1, Р2 – відповідно тиск МВС в першому і в другому перетинах, Па; g – прискорення сили тяжіння, м/с2; с – щільність МПС в свердловині, кг/м3; Нсв – довжина вертикальної дегазаційної свердловини, м; Rсв – аеродинамічний опір свердловини, Н·с28; Qсв – витрати МПС в свердловині, м3/с.

Якщо прийняти, що в рівнянні (1) всі параметри, за винятком Р1 і Qсв, залишаються постійними, то зі збільшенням тиску збільшується витрата МПС, що проходить по свердловині.

При нагнітальному провітрюванні тиск Р11н, при всмоктуючому Р11вс. При цьому Р1н > Р1вс.

Доцільність застосування нагнітального способу при використанні дегазаційних свердловин, пробурених з поверхні, можна довести шляхом розгляду спільної роботи вентилятора головного провітрювання і вакуум-насоса. Критерієм ефективності дегазації є збільшення витрати МПС, що надходить по дегазаційної свердловині, пробуреній з поверхні.

На рис. 1, (а) наведена проста схема вентиляційних з’єднань шахти при нагнітальному способі провітрювання. На схемі вентилятор головного провітрювання (ВГП) розміщується в точці 1. Якщо в точку 1 встановити ВГП, що працює на всмоктування, то зміниться напрямок руху вентиляційного струменя на рис. 1, (а) на зворотне.

На рис.1, (а) – 7-12 – вентиляційна свердловина, пробурена з поверхні; 6-7-8 – вироблений простір. Використовуючи відомий метод спрощення вентиляційної системи методом еквівалентних перетворень при переміщенні ВГП у вузол 6 і виключення всіх виробок вентиляційної мережі (крім частини виробленого простору 6-7) з одночасною перебудовою характеристики ВГП і розміщенням забою дегазаційної свердловини 12-7 в точці 7, отримані дві спрощені схеми вентиляційної системи: при нагнітальному і всмоктувальному способі провітрювання шахти.

Як видно з рис.1, (б), при нагнітальному способі провітрювання шахти ВГП і ВН працюють послідовно. На рис.1, в напрямки роботи ВГП і ВН протилежні і для створення потоку МПС в дегазаційних свердловин за вказаним напрямом ВН повинен подолати опір, що створюється ВГП.

 

 

Рис.1. Схема вентиляційних з’єднань шахти

 

При вирішенні конкретного прикладу приймається робота на зазначену вентиляційну мережу (рис.1) вакуум-насоса НВ-50 (при надлишковому противотиску Рнад = 0) і вентилятора головного провітрювання ВЦД-47,5У.

Нижче наведені вихідні дані. Діаметр дегазаційної свердловини 0,16 м, глибина дегазаційної свердловини 500 м.

Розподіл повітря у вентиляційній мережі, наведеною на рис.1: зовнішні витоки Qзв = 0,25·Qв м3/с (Qв – подача ВГП), Q4-а-10 = 60 м3/с, Q5-6-9 = 42 м3/с, Q6-с-8 = 10 м3/с.

Аеродинамічні опору виробок: R1-2 визначається виходячи з 0,1·hв, (hвтиск вентилятора), R2-4 = 0,002 Н·с28, R10-11 = 0,004 Н·с28, R10-11 = 0,004 Н·с28,
R4-5 = 0,003 Н·с28, R8-9 = 0,008 Н·с28, R5-6 = 0,003 Н·с28. Аеродинамічний опір виробленого простору на ділянці 6-7-8 – Rв.п. = 0,468 Н·с28.

У табл.1 наведені результати перетворення координат характеристики вентилятора ВЦД-47,5У (при куті установки лопаток направляючого апарату 20є) після приведення вентилятора в точку 6.

 

Таблиця 1. – Перетворення координат вентилятора ВЦД-47,5У

№ точок

Координати точок на характеристиці вентилятора

Координати точок характеристики, приведеної в точку 6 вентилятора

Параметр

Qi, м3

hi, Па

Qi, м3

hi, Па

1

150

7780

0,5

7689

2

325

6327

131,8

5640

3

425

4734

206,8

3418

4

525

2811

291,8

643

 

Питомі втрати тиску в дегазаційних свердловинах визначаються за рівнянням [2]:

 кПа/м,

де Qс – витрата МПС, що проходить по свердловині, м3/с; d – діаметр свердловини, м.

У табл. 2 наведені величини втрат тиску в дегазаційній свердловині з глибиною 500 м і діаметром 0,16 м.

 

Таблиця 2 – Втрати тиску у свердловині

 

Витрати МПС, м3

0,7

0,8

0,9

1,0

Втрати тиску, Па

39,11

51,08

64,65

79,82

  

 

Рис. 2. – Графічне визначення режиму спільної роботи ВН і ВГП:

1 – характеристика вакуум-насоса НВ-50; 2 – характеристика вентилятора головного провітрювання ВЦД-47,5У, наведеного в точку 6; 3 – сумарна характеристика ВН і наведеного ВГП при нагнітальному способі провітрювання шахти; 4 – характеристика ВН з урахуванням протидії ВГП при всмоктуючому способі провітрювання шахти; 5 – характеристика дегазаційної свердловини і виробленого простору 6-7

 

Як видно на рис. 2 послідовна робота ВГП і ВН дозволить збільшити витрати МПВС, що надходять по свердловині з 0,85 м3/с (при всмоктуючому провітрюванні) до 0,91 м3/с (при нагнітальному), що становить 7,5%. Таке збільшення витрати істотно, якщо врахувати, що максимальний дебіт ВН по характеристиці ледь перевищує 1 м3/с.

Використання для дегазації свердловин, пробурених з поверхні, дозволяє розширити область ефективного застосування нагнітального способу провітрювання вугільних шахт. З іншого боку, застосування нагнітального способу провітрювання дозволяє підвищити ефективність дегазації вугільних пластів свердловинами з поверхні. При дегазації свердловинами з поверхні виключається можливість створення аварійної ситуації при зупинці ВГП незалежно від способу вентиляції шахти.

Таким чином, при застосуванні дегазаційних свердловин пробурених з поверхні більш ефективним є нагнітальний спосіб вентиляції шахт, оскільки він дозволяє істотно збільшити витрати МПС, що надходять по дегазаційних свердловинах. Це положення підтверджується чисельним розрахунком. Висновки, наведені в статті, можуть бути використані при проектуванні нових дегазаційних систем, а також в процесі виконання робіт з дегазації на діючих шахтах. Проведене дослідження дозволяє рекомендувати нагнітальний спосіб провітрювання газових шахт при застосуванні дегазації свердловинами з поверхні.

 

Список використаних джерел:

1. ДНАОП 1.1.30-6.09.93. Руководство по проектированию вентиляции угольных шахт. – К.: Основа, 1994. – 312 с.

2. Временная инструкция по проектированию вентиляции шахт Донбасса. Донецк, 1984. - 33 с.



Первая научно-практическая конференция
"Инновационный потенциал украинской науки - ХХI век"
(10-15 мая 2008 г.)


(отчет)
Вторая научно-практическая конференция
"Инновационный потенциал украинской науки - ХХI век"
(1-7 ноября 2008 г.)
(отчет)
Третья научно-практическая конференция
"Инновационный потенциал украинской науки - ХХI век"
(20-27 декабря 2008 г.)
(отчет)
Четвертая научно-практическая конференция
(10-17 апреля 2009 г.)
(отчет)
Пятая научно-практическая конференция
(20-27 мая 2009 г.)
(отчет)
Шестая научно-практическая конференция
(1-15 апреля 2010 г.)
(отчет)
Седьмая научно-практическая конференция
(28 мая - 7 июня 2010 г.)
(отчет)
Восьмая научно-практическая конференция
(05-12 декабря 2010 г.)
(отчет)
Девятая научно-практическая конференция
(27-31 декабря 2010 г.)
(отчет)
Десятая научно-практическая конференция
(15-23 марта 2011 г.)
(отчет)
Одинадцатая научно-практическая конференция
(26 апреля 04 мая 2011 г.)
(отчет)
Двенадцатая научно-практическая конференция
(28 мая - 06 июня 2011 г.)
(отчет)
Тринадцатая научно-практическая конференция
(28 октября - 09 ноября 2011 г.)
(отчет)
Четырнадцатая научно-практическая конференция
(12-20 декабря 2011 г.)
(отчет)
Пятнадцатая научно-практическая конференция
(01-07 марта 2012 г.)
(отчет)
Шестнадцатая научно-практическая конференция
(09-14 апреля 2012 г.)
(отчет)
Семнадцатая научно-практическая конференция
(22-26 октября 2012 г.)
(отчет)
Восемнадцатая научно-практическая конференция
(22-26 декабря 2012 г.)
(отчет)
Девятнадцатая научно-практическая конференция
(26 февраля - 3 марта 2013 г.)
(отчет)
Двадцатая научно-практическая конференция
(20-28 апреля 2013 г.)
(отчет)
Двадцать первая научно-практическая конференция
(13-18 мая 2013 г.)
(отчет)
Первая международная научно-практическая конференция
"Перспективные направления отечественной науки - ХХI век"
(13-18 мая 2013 г.)
(отчет)
Двадцать вторая научно-практическая конференция
(4-9 ноября 2013 г.)
(отчет)
Двадцать третья научно-практическая конференция
(10-15 декабря 2013 г.)
(отчет)
Двадцать четвертая научно-практическая конференция
(20-25 января 2014 г.)
(отчет)
Двадцать пятая юбилейная научно-практическая конференция
(3-7 марта 2014 г.)
(отчет)
Двадцать шестая научно-практическая конференция
(7-11 апреля 2014 г.)
(отчет)
Двадцать седьмая научно-практическая конференция
(20-25 мая 2014 г.)
(отчет)
Двадцать восьмая научно-практическая конференция
(08-13 октября 2014 г.)
(отчет)
Двадцать девятая научно-практическая конференция"
(19-25 ноября 2014 г.)
(отчет)
Тридцатая научно-практическая конференция
(19-25 января 2015 г.)
(отчет)
Тридцать первая научно-практическая конференция
(25 февраля - 1 марта 2015 г.)
(отчет)
Тридцать вторая научно-практическая конференция
(2 - 7 апреля 2015 г.)
(отчет)
Тридцать третья научно-практическая конференция
(20 - 27 мая 2015 г.)
(отчет)
Тридцать четвертая научно-практическая конференция
(13 - 17 октября 2015 г.)
(отчет)
Тридцать пятая научно-практическая конференция
(24 - 27 ноября 2015 г.)
(отчет)
Тридцать шестая научно-практическая конференция
(29 декабря 2015 - 5 января 2016 г.)
(отчет)
Тридцать седьмая научно-практическая конференция
(19 - 22 апреля 2016 г.)
(отчет)
Тридцать восьмая научно-практическая конференция
(23 - 25 мая 2016 г.)
(отчет)

На главную | Объявления | Отчеты предыдущих конференций | История Украины | Контакты

Copyright © Zinet.info. Разработка и поддержка сайта - Студия веб-дизайна Zinet.info