Повышение пылегазовой безопасности выработок добычных участков угольных шахт на основе пенопородных ленточных аэродинамических сопротивлений

• Автор: Смирнов, Юрий Дмитриевич
• Шифр специальности: 05.26.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 197 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ПЫЛЕВОЙ РЕЖИМ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК НА

УГОЛЬНЫХ ШАХТАХ

1.1. Угольная пыль, как источник опасности взрыва

1.2. Характеристика взрывасмости угольной пыли

1.3. Источники пылевыделения и характеристика аэрогелей угольной пыли ГЛАВА 2. ОЦЕНКА И ВЫБОР ПЕРСПЕКТИВНЫХ НАПРАВЛЕНИЯ

УПРАВЛЕНИЯ ПЫЛЕВЫМ РЕЖИМОМ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК

2.1. Классификация способов управления пылевым режимом

2.2. Сухие способы пылевзрывозащиты

2.3. Способы гидропылевзрывозатциты

2.4. Способы пенопылевзрывзащиты ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ СОСТАВОВ И СВОЙСТВ
ДОЛГОЖИВУЩИХ ПЕН
3.1. Физикохимические свойства пен и способы их исследования
3.2. Основные направления использования долгоживущих пен и их составы
3.3. Исследование эффективности применения твердеющей пены для повышения аэродинамического сопротивления разрушенного горного массива
ГЛАВА 4. ВЫБОР РАЦИОНАЛЬНОЙ ТЕХНОЛОГИИ
ПОВЫШЕНИЯ ПЫЛЕГАЗОВОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ВЫРАБОТОК ДОБЫЧНЫХ УЧАСТКОВ УГОЛЬНЫХ ШАХТ НА ОСНОВЕ ПЕНОПОРОДНЫХ ЛЕНТОЧНЫХ АЭРОДИНАМИЧЕСКИХ СОПРОТИВЛЕНИЙ
4.1. Технологии управления пылевым режимом
4.2. Технические средства для образования и нанесения пены
4.3. Оценка эффективности применения пеногенерирующей системы управления пылегазовым режимом выработанных пространств
4.4. Экономическая оценка затрат и эффективности применения пенопородных ленточных аэродинамических сопротивлений в горных выработках
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Список используемой литературы


Установлено, что % случаев самовозгораний при системах разработки с обрушением, возникали в выемочных полях, имеющих чрезвычайно сложную тектонику, которой не соответствовали применяемые системы разработки. Сближенность пластов так же увеличивает пожароопасность. С точки зрения опасности самовозгорания угля пласты считаются сближенными, если после отработки нижележащего пласта образуется зона обрушения, включающая выше лежащий пласт. Безопасная мощность междупластья зависит от угла падения, мощности и свойств пород междупластья. Проницаемость вмещающих пород также имеет большое значение. Наиболее проницаемы трещиноватые каменистые горные породы. На верхних горизонтах обычно все метаморфизованные породы обладают значительной трещиноватостью, вследствие чего перемычки плохо изолируют выработанные пространства. Высокой проницаемостью обладают горелышки, т. Почти непроницаемы глинистые породы, находящиеся в увлажненном состоянии. Выработанное пространство, примыкающее к очистным забоям, также является опасным объектом во всем объеме шахтных выработок по условиям возникновения и поддержания аварийного состояния при пожарах и взрывах газа и пыли. Крепкие породы кровли обрушаются в выработанном пространстве большими глыбами, между которыми остаются каналы для проникновения воздуха. Поэтому при устойчивых породах пожароопасность повышается. Неустойчивая кровля способствует уменьшению пожароопасности, так как легко обрушается и плотно заполняет выработанное пространство. Как уже отмечалось, необходимым условием возникновения эндогенного пожара является наличие разрушенного угля. Разбавление газа, поступающего из окружающего массива, до безопасных концентраций вентиляционной струей свежего воздуха в основных выработках добычного участка еще не является гарантией безопасности ведения работ. Известно влияние на газовый режим выработок таких факторов, как механические процессы в выработанном пространстве, изменение барометрического давления атмосферного воздуха, технологических процессов в выработке и т. Измерения распределения скорости движения воздуха и концентрации газа в сечении самой лавы свидетельствуют об их неравномерности и зависимости от технологической операции. Этому же способствуют слоевые и местные скопления пыли и газа в различных частях очистных и вентиляционных выработок, особенно при использовании для охраны последних многорядной органной крепи и сохранения части выработанного пространства пласта между нею и вентиляционной выработкой. Особую опасность они представляют при современной схеме проветривания участка с выносом ныли и газа из выработанного пространства на вентиляционный штрек, неравномерным распределением по штреку утечек воздуха и концентрацией в них газа. По данным исследований, для всех схем проветривания выемочных участков характерны закономерности изменения содержания кислорода и метана в выработанном пространстве, имеющие вид экспонент с плавным снижением первого и повышением второго на расстоянии до 0-0 м от забоя. Для условий выемочных участков Печорского бассейна с обособленным разбавлением газа, выдачей исходящей струи на выработанное пространство при нисходящем направлении движения струи воздуха по лаве и прямоточном проветривании (- % лав) начальные участки кривых изменения содержания кислорода и метана (до 0 м от забоя) имеют почти линейный характер в пределах от до 7 % СЬ ( % в м) и от 1 до % СН4 (5 % в м, 7 % в м). Аварийные ситуации на этих участках в % случаев связаны с воспламенением газа в очистных выработках от искр при работе выемочных машин. В двух случаях вспышки метана произошли в выработанном пространстве при наличии эндогенного пожара на одном участке и взрывных работах на другом; в одном случае - в результате взрыва в очистной выработке при нарушении проветривания и повреждения кабеля. При наличии утечек воздуха из лавы в выработанное пространство значительно сокращается поступление пыли в выработки с исходящей струей. Однако, само выработанное пространство, особенно в нижней части лавы, является своеобразным “осаждающим фильтром” и накопителем пыли - взрывоопасного материала.