Разработка метода оценки и управления аэрологическим риском аварий на выемочных участках угольных шахт

• Автор: Баловцев, Сергей Владимирович
• Шифр специальности: 05.26.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 149 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ АЭРОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ НА УГОЛЬНЫХ ШАХТАХ
1.1. Динамика производственного травматизма и аварийности на угольных шахтах
1.2. Анализ проблемы управления риском в горной промышленности
1.3. Анализ методов оценки надежности шахтной вентиляционной системы
1.4. Анализ основных методов оценки риска, применяемых в горной промышленности и смежных отраслях
Выводы, цель и задачи исследований
2. ВЛИЯНИЕ ГОРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ И ГОРНОТЕХНИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ НА ФОРМИРОВАНИЕ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЙ В УГОЛЬНЫХ ШАХТАХ
2.1 Источники пылеобразования и газовыделения в угольных
шахтах
2.2. Причины и механизм образования пылегазоопасных зон в выемочных участках при существующих схемах проветривания
2.3. Причинно-следственные связи между нежелательными событиями, приводящими к чрезвычайным ситуациям
2.4. Понятие и структура аэрологического риска аварий на выемочных участках
2.5. Количественные показатели риска аварий
Выводы

3. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ОЦЕНКИ АЭРОЛОГИЧЕСКОГО РИСКА АВАРИЙ НА ВЫЕМОЧНЫХ УЧАСТКАХ УГОЛЬНЫХ ШАХТ
3.1. Комплексный системный подход к оценке аэрологического риска аварий на выемочных участках угольных шахт
3.1. Показатели аэрологического риска аварий на выемочных участках угольных шахт
3.3. Методика оценки аэрологического риска аварий на выемочных участках угольных шахт
3.4. Алгоритм принятия решений по снижению аэрологического риска на выемочных участках угольных шахт
Выводы
4. АПРОБАЦИЯ АЛГОРИТМИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ РАСЧЕТОВ ОЦЕНКИ И СНИЖЕНИЯ АЭРОЛОГИЧЕСКОГО РИСКА АВАРИЙ НА ВЫЕМОЧНЫХ УЧАСТКАХ УГОЛЬНЫХ ШАХТ
4.1. Анализ схем проветривания выемочных участков применительно к условиям Филиала «Шахта «Есаульская»
4.2. Расчеты устойчивости проветривания выемочных участков
4.3. Рекомендации по снижению аэрологического риска аварий на выемочных участках угольных шахт
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Методика оценки аэрологического риска выемочных участков угольных шахт
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Акты о внедрении результатов диссертационной работы

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. Ухудшение горно-геологических условий разработки угольных пластов с одновременным ростом производительности очистных забоев вызывает необходимость развития и совершенствования методов и систем обеспечения метанобезопасности высокометанообильных шахт, доля которых в России достигает 48%.
Состояние промышленной безопасности и противоаварийной устойчивости угольных шахт в настоящее время нельзя оценить как удовлетворительное, о чем свидетельствуют практически не снижающееся количество взрывов газа и угольной пыли, а также пожаров, влекущих за собой максимальный ущерб с катастрофическими последствиями. Анализ статистических данных по травматизму на угольных шахтах показывает, что уровень риска смертельного травматизма для работников подземных профессий составляет: в Германии - 0,12-10 3 чел/год; Польше - 0,18-10'3 чел/год; Австралии - 0,21-10"3 чел/год; Великобритании - 0,3МО'3 чел/год; США - 0,45-10° чел/год; России - 0,48-10"3 чел/год; Украине - 0,84-10"3 чел/год.
Наибольшее количество взрывов связано с неудовлетворительным проветриванием, как правило, это обусловлено применением опасных схем проветривания выемочных участков, т.к. действующая нормативная база не определяет область применения рекомендуемых вариантов схем проветривания.
В связи с вышеизложенным разработка метода оценки и управления аэрологическим риском аварий на выемочных участках угольных шахт при различных схемах вентиляции участка на основе выявления закономерностей реализации рисков, связанных с газообильностыо очистного забоя и пылеобразующей способностью пласта для принятия решений по предотвращению и минимизации последствий чрезвычайных ситуаций на угольных шахтах, является актуальной научной задачей.

личного вида влаги значительно уменьшается склонность угля к пылеобразо-ванию. С увеличением естественной влажности угля с 1,5% до 8% запыленность воздуха снижается в Кузбассе в 9 раз. Наибольшее количество пыли образуется в угольных шахтах при выемке угля и проведении горных выработок, буровзрывных работах, а также при транспортировании и переработке горной массы, сопровождающихся ее измельчением или истиранием. Наиболее интенсивно пыль образуется при работе очистных и проходческих комбайнов, на долю которых приходится 90-95% всей пыли, образующейся при ведении горных работ.
Наибольшее пылеобразование в шахтах наблюдается в очистных забоях, так как в них сосредоточены основные источники пылеобразования: выемка угля; погрузочно-разгрузочные операции; взрывные работы; транспортировка угля по выработкам; бурение шпуров и скважин [41, 83, 95].
Пылеотложение в горных выработках. Известно, что пылеотложение наблюдается во всех горных выработках в результате пылеобразования при всех технологических процессах в шахтах. Установлено, что общее количество пыли, образующейся в шахте, составляет 0,1-0,5% суточной добычи шахты.
Отложения пыли на почву происходят за счет силы тяжести. При отложениях пыли на боковые стенки и кровлю выработки имеет место налипание пыли - часть пылинок, содержащаяся в движущемся потоке воздуха и находящаяся в контакте с поверхностью горной выработки, ударяется об эти поверхности. Если при этом условия на поверхности выработки таковы, что есть возможность коагуляции с ранее осевшими пылинками или просто прилипания, то ударившиеся пылинки будут оставаться на этой поверхности.
В выработках могут быть два вида инерционного осаждения частиц: на препятствиях при обтекании их потоком воздуха и под действием турбулентных пульсаций. Суть первого вида инерционного оседания состоит в том, что крупные частицы пыли при подходе к препятствию движутся по инерции, ударяются о препятствие и задерживаются на нем, в то время, как поток воз-