Обоснование и определение рациональных гидродинамических режимов движения метановоздушной смеси по подземному вакуумному дегазационному трубопроводу

• Автор: Вострикова, Наталья Анатольевна
• Шифр специальности: 05.26.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 277 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ И

1.1. Анализ существующих методов диагностики и оценки эффективности дегазационных систем угольных шахт

1.2. Условия эксплуатации дегазационных систем угольных шахт

1.3. Установление факторов, определяющих основные технологические и конструктивные требования к дегазационным системам.

1.4. Направления повышения эффективности работы дегазационных систем угольных шахт.

1.5. Цель и задачи исследований.

Выводы
2. ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ МЕТАНОВОЗДУШНОЙ СМЕСИ ОТ СКВАЖИН НА ПОВЕРХНОСТЬ ИЛИ К ПОТРЕБИТЕЛЮ
2.1. Особенности транспортирования влажной метановоздушной смеси от скважин на поверхность или к потребителю
2.2. Исследование факторов, влияющих на гидродинамический режим движения влажной метановоздушной смеси по подземному дегазационному трубопроводу от скважин до вакуумнасосной станции.
2.3. Аналитическое определение величин, отражающих особенности гидродинамического режима движения метановоздушной смеси по вакуумному подземному дегазационному трубопроводу
2.4. Экспериментальные исследования.
Выводы
3. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1. Определение чисел подобия, отражающих гидродинамический режим движения влажной метановоздушной смеси, с учетом изменения параметров смеси по длине трубопровода
3.2. Результаты экспериментальных исследований, представленные уравнениями регрессии для определения критериев Рейнольдса и Эйлера.
3.3. Практическое значение результатов исследований
Выводы.
4. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ГИДРОДИНАМИЧЕСКОГО РАСЧЕТА КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ДЕГАЗАЦИОННЫХ УСТАНОВОК
4.1. Определение интервалов для критериальных чисел Рейнольдса и Эйлера, в пределах которых обеспечиваются рациональные режимы работы дегазационных установок
4.2. Методика гидродинамического расчета конструктивных параметров дегазационных установок угольных шахт.
Выводы.
5. МЕТОДИКА ИНЖЕНЕРНОГО РАСЧЕТА ДЕГАЗАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ УГОЛЬНОЙ ШАХТЫ.
5.1. Исходные данные.
5.2. Гидродинамический расчет конструктивных параметров дегазационной установки ш. Северная
Выводы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Руководством по дегазации угольных шахт 8 также не дает возможности оценить эффективность работы дегазационной системы пропускная способность трубопроводной сети определяется методом сравнения фактических потерь давления на участках трубопровода с расчетным значением. При теоретическом расчете не учитывается влияние возможных скоплений капельной жидкости, угольной и породной пыли и продуктов коррозии в пониженных местах трубопровода изза которых уменьшается гидравлическое сечение труб и, следовательно, увеличивается гидравлическое сопротивление системы, а также влияние изменения величины плотности смеси по длине подземного газопровода. Не определены условия, при которых следует производить расчет реконструкции вакуумного подземного дегазационного трубопровода. Также при расчете дегазационной системы не учитывается влажность метановоздушной смеси. Коэффициент эффективности дегазации источников метановыделения напрямую зависит от показателей работы дегазационной установки, на производительность которой влияет стабильность и эффективность функционирования ее элементов. X коэффициент гидравлического сопротивления участка трубопровода из новых труб А относительный вес газа Т средняя абсолютная температура метановоздушной смеси в трубопроводе, К Ь длина участка трубопровода, км. При оценке эффективности использования вакуумного подземного дегазационного трубопровода по этому методу не учитывается изменение расхода каптируемой метановоздушной смеси при подаче от скважин на поверхность, происходящее в результате притечек воздуха из атмосферы горных выработок в трубопровод через неплотности фланцевых соединений. Этот фактор был учтен проф. Малашкиной В. А. при разработке способа оценки эффективности использования дегазационных установок 9 угольных шахт. Е Ес Епг Евис Енг , 1. ЕС,ЕПГ,ЕВНС и Енг показатели эффективности использования соответственно скважин, вакуумного подземного дегазационного трубопровода, вакуумнасосной станции и наземного напорного газопровода. Основное влияние на обобщающий показатель эффективности использования дегазационной установки Е оказывает эффективность использования вакуумнасосной станции и герметичность вакуумного подземного дегазационного трубопровода. Эффективность работы вакуумнасосной станции в основном определяется наличием конденсата в трубопроводе и притечками воздуха внутрь системы через неплотности соединений трубопровода. Таким образом, обобщающий показатель эффективности использования дегазационной установки в большей степени зависит от эффективности эксплуатации вакуумного подземного дегазационного трубопровода. Епт пр Епс, 1. ЕПр9 ЕПс показатели эффективности использования вакуумного газопровода, оцениваемые соответственно по его герметичности и пропускной способности. ЕЯ
Епс0лг 0
где объемный расход метановоздушной смеси на выходе из скважины, м3с Уд, Урв объемный расход метановоздушной смеси в вакуумном подземном дегазационном трубопроводе соответственно действительный на входе в вакуумнасосную станцию и расчетный, определяемый для условия максимальной пропускной способности трубопровода, т. Ь длина подземного вакуумного дегазационного трубопровода, м. Рассчитанный по формулам 1. Ет сравнивается с его максимально возможным значением пг, определяемым при условии отсутствия скоплений воды в трубопроводе и его максимально возможной герметичности. Оценка пропускной способности подземного дегазационного трубопровода производится при сравнении показателей эффективности действительной пропускной способности и расчетной, величина которой получена при отсутствии скоплений воды в трубопроводе. В связи с этим расчетная величина обобщенного показателя не дает информации о соответствии или несоответствии работы дегазационной установки рациональным режимам. Таким образом, приходим к выводу, что существующие методики расчета конструктивных параметров дегазационных установок и методы диагностики их работы не определяют области рациональных режимов движения влажной метановоздушной смеси от дегазационных скважин к вакуумнасосной станции по дегазационному трубопроводу, учитывающие влияние гидродинамических особенностей движения смеси на работу дегазационной системы.