Повышение пылевзрывобезопасности при подземной разработке угля за счёт обработки угольного массива газонаполненными растворами ПАВ

• Автор: Савельев, Дмитрий Иванович
• Шифр специальности: 05.26.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 179 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ПЫЛЕВЗРЫВОБЕЗОНАСНОСТИ ПРИ

ПОДЗЕМНОЙ РАЗРАБОТКЕ УГЛЯ НА ШАХТАХ КУЗБАССА

1.1 Анализ аварийности и травматизма на угольных шахтах Кузбас

1.2 Пыль как фактор производственной опасности

1.3 Поражающие факторы при взрывах пылеметановоздушных сме

сей и их характеристика

1.4 Анализ существующих способов и средств борьбы с взрывами

угольной пыли

1.5 Цели и задачи исследований

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ПРАКТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
ПЕТЛЕОБРАЗОВАНИЯ И ЗАПЫЛЕННОСТИ ВОЗДУХА В
УГОЛЬНЫХ ШАХТАХ
2.1 Источники пылеобразования в угольных шахтах
2.2 Исследование процессов пылеобразования на выемочных участ
2.3 Процессы накопления угольной пыли и переход е во взвешен
ное состояние
2.4 Пылеобразованис на выемочном участке 1 лава 1156 бис
шахты Осинниковская ОАО ОУК Южкузбассуголь
Выводы
3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОЦЕССА УВЛАЖНЕНИЯ
УГОЛЬНОГО МАССИВА ГАЗОНАПОЛНЕННЫМИ РАСТВОРАМИ ПАВ
31 Сущность метода предварительного увлажнения угольных пла
9 Взаимодействие нагнетаемой рабочей жидкости с. угольным массивом
3.3 Смачиваемость углей и использование ПАВ при увлажнении у г ля
3.4 Основные закономерности процесса нагнетания в пласт газона полненных растворов ПАВ
3.5 Оценка влияния параметров увлажнения угольного массива на запыленность воздуха
Выводы
4. ЛАБОРАТОРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ КОНЦЕН
ТРАЦИИ СМАЧИВАТЕЛЯ И ДАВЛЕНИЯ ГАЗОЖИДКОСТНОГО РАСТВОРА НА ПЫЛЕОБРАЗУЮЩУЮ СПОСОБНОСТЬ
4.1 Общие положения
4.2 Исследование влияния концентрации смачивателя на десорбцию 0 углеводородов из угля
4.3 Исследование кинетики влагонасыщения угля и десорбции сор 6 бированных углеводородов при увлажнении угля газонаполненными растворами ПАВ
4.4 Исследование поверхностного натяжения и вязкости рабочей 0 жидкости при увлажнении угля газонаполненнымирастворами ПАВ
4.5 Определение зависимостей пылеобразующей способности угля 4 от концентрации ПАВ и давления газожидкостной смеси при увлажнении угля
Выводы
5. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ЧАСТИ ПРОМЫИ1ЛЕН
НЫХ ИСПЫТАНИЙ ПЫЛЕСВЯЗЫВАЮЩЕГО ДЕЙСТВИЯ
ПРИ ОБРАБОТКЕ УГОЛЬНОГО МАССИВА ГАЗОНАПОЛНЕННЫМИ РАСТВОРАМИ ПАВ
5.1 Разработка методики обработки угольного массива газонапол
ненными растворами поверхностноактивных веществ ОГНР
5.2 Выбор объекта и условия проведения промышленных испыта
ний технологии ОГНР на шахте им. С. М. Кирова ОАО СУЭККузбасс
Расчет рабочих параметров технологии ОГНР и рекомендации р
по е использованию
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Приведенные общие данные указывают на следующее: наиболее часто взрывается метан; угольная пыль самостоятельно взрывается редко; чаще всего она повышает склонность метана к взрыву, принимает участие в нем вследствие воспламенения метана и этим значительно усиливает взрыв, тем катастрофичнее последствия взрыва. С появлением высокопроизводительной техники и увеличением объемов взрывных работ чрезвычайно возросла и запыленность угольных шахг. Помимо отрицательного воздействия, оказываемого на здоровье горнорабочих, угольная пыль является одновременно источником повышенной пожаро- и взрывооопас-ности. Под термином пыль понимают совокупность тонкодисперсных частиц органического или минерального происхождения. Пыли по общей классификации коллоидно-дисперсных систем относятся к аэрозолям, в которых дисперсионной средой является воздух, а дисперсной фазой - твердое вещество в раздробленном состоянии (с частицами размером менее мкм) []. Пыль в шахтах может находиться в осевшем и во взвешенном состояниях. Осевшая пыль называется аэрогелем. Пыль, находящаяся во взвешенном состоянии, называется аэрозолем. Источники образования пыли делятся на первичные - образование пыли и поступление ее в воздух при- бурении шпуров, взрывных работах, интенсивном воздействии на угольный пласт добычной и проходческой техники, и вторичные - поступление частиц в воздух в результате подъема осевшей пыли. Количество пыли, образовавшейся в единицу времени, называется интенсивностью пылеобразования и измеряется обычно в мг/мин или г/мин. При выемке угля комбайном удельный выход и интенсивность равны соответственно 0 г/т и 0+0 г/мин; при буровзрывных работах удельный выход и интенсивность соответственно равны +0 г/м3 и 0+0 г/мин. Количество пыли, перешедшее во взвешенное состояние в единицу времени, называется интенсивностью пылевыделения. Для различных углей и скорости воздуха от 0, до 4 м/с эта величина колеблется от 0,3 до 0, от значения интенсивности пылеобразования [3]. Количество пыли, поступившей в 1 м-5 воздуха, называется концентрацией или запыленностью. Их размерность мг/м3 или г/м3. Атмосфера, содержащая 0 мг/м3 пыли и более, считается чрезвычайно запыленной [3]. Удельное пылевыделение угольных пластов Кузнецкого бассейна колеблется в пределах от 0 до г/т. При движении рудничного воздуха по горным выработкам может происходить его очищение от взвешенных тонкодисперсных частиц или, наоборот, загрязнение ранее осевшей пылыо. Очищение вентиляционного потока происходит за счет пылеотложения на поверхности выработок, загрязнение - за счет сдувания ранее осевших частиц потоком воздуха. Интенсивность этих процессов определяется аэродинамическими параметрами вентиляционной струи. Пылеотложение является одним из основных факторов, обуславливающих пылевзрывоопасность горных выработок. Р, г/(м3*сут); осевшей на единице длины выработки - РЬ, г/м; осевшей на единице поверхности-выработки -га, г/м2. В практике наиболее приемлемы показатели РУ и А Первый, показатель характеризует условную • концентрацию пыли, т. Он используется, при расчете необходимого количества инертной пыли для осланцевания. Второй - характеризует скорость накопления пыли в объеме выработки и определяет необходимую периодичность применения противопылевых мероприятий. Показатель Р называется интенсивностью пылеотложения и является важнейшей характеристикой пы-левзрывоопасности горных выработок. Вещественный состав пыли зависит от состава разрушаемых пород. В угольных шахтах пыль в основном состоит из угольных и породных частиц. Кроме того, в ее состав входят металлические включения, образующиеся в результате истирания режущих инструментов, рельсов и т. По данным МакНИИ, при отработке угольного пласта содержание минеральных примесей в . При ведении работ по породе или в смешанных забоях отмечается содержание негорючих компонентов до % в образовавшейся пыли []. Форма пылинок, образующихся при добыче полезного ископаемого, может быть самой разнообразной (рис. Форма находится в прямой зависимости от физико-механических свойств (структуры, излома, твердости, хрупкости и др. Для угольной пыли характерны все отмеченные выше формы частиц. Кубические и столбчатые пылинки образуются при разрушении массы угольного вещества, а пластинчатые и плитчатые - при разрушении фюзеиитов.