Разработка способа и средства контроля пылевзрывобезопасности горных выработок

• Автор: Попов, Максим Сергеевич
• Шифр специальности: 05.26.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Кемерово
• Количество страниц: 204 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

ф 1.1. Пылеобразование и контроль пылевзрывоопасности при работе

высокопроизводительной угледобывающей техники

1.2. Способы и средства контроля пылевзрывоопасности горных выработок

1.3. Нормативное обеспечение контроля пылевзрывобезопасности горных выработок.

1.4. Выводы, цель и задачи исследований

2. РАЗРАБОТКА СПОСОБА ПРИБОРНОЙ ОЦЕНКИ ПЫЛЕВЗРЫВОБЕЗОПАСНОСТИ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК .

2.1. Анализ существующих методов оценки пылевзрывобезопасности горных выработок.

2.2. Результаты патентного поиска способов и средств контроля пылевзрывобезопасности горных выработок .
2.3. Разработка способа оценки пылевзрывобезопасности горных выработок на основе разделения в тяжелых средах
2.4. Разработка способа оценки качества профилактической обработки отложений угольной пыли.
2.5. Выводы
3. РАЗРАБОТКА ПРИБОРА КОНТРОЛЯ ПЫЛЕВЗРЫВОБЕЗОПАСНОСТИ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК ПКП .
3.1. Исследование смачивающей способности лимонной кислоты
3.2. Исследования влияния температуры раствора на выход диоксида углерода
3.3. Влияние дисперсного состава угольной пыли на количество выделившегося диоксида углерода.
3.4. Разработка конструкции пробоотборника
3.5. Разработка прибора контроля пылевзрывобезопасности горных выработок ПКП
3.6. Выводы.
4. СТЕНДОВЫЕ И ШАХТНЫЕ ИСПЫТАНИЯ ПРИБОРА КОНТРОЛЯ ПЫЛЕВЗРЫВОБЕЗОПАСНОСТИ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК
4г 4.1. Разработка технических условий на прибор контроля пылевзрывобезопасности горных выработок ПКП
4.2. Разработка руководства по эксплуатации прибора контроля пылевзрывобезопасности горных выработок ПКП
4.3. Стендовые испытания прибора контроля пылевзрывобезопасности горных выработок ПКП.
4.4. Шахтные испытания прибора контроля пылевзрывобезопасности горных выработок ПКП.
4.5. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


В результате замеров запыленности воздуха и определения содержания пыли в разрушенном угле, выполненных в очистных выработках, в которых выемка угля проводилась различными комбайнами ( типов), установлено, что во взвешенное состояние переходит 1,7 - 2,5 % образующейся пыли, а также, что тип комбайна существенно не влияет на указанный показатель. Рис. Из всего комплекса аварий на угольных шахтах наиболее разрушительными являются взрывы метановоздушных смесей с участием угольной пыли. Кос-тырев А. П. отмечает, что участие пыли в газовоздушной метановой среде снижает нижний предел взрываемости метана до 3-4 %, а силу взрыва часто повышает на порядок []. Сурков A. B. доказывает, что при нормальном ведении основных технологических процессов в зоне действия рабочего органа проходческих и выемочных комбайнов, по крайней мере в объеме 1-1,5 м3, непосредственно примыкающем к зоне разрушения угольного массива, концентрации угольной пыли во взвешенном состоянии при применении современных проти-вопылевых мероприятий превышают нижний предел взрываемости (НПВ). Концентрации угольной пыли, превышающие НПВ, имеют место при ведении взрывных работ в очистных и подготовительных выработках. Весьма высокие концентрации угольной пыли, превышающие НПВ, отмечаются также при перегрузке угля в углеспуски []. Взрыв может возникать при наличии концентраций, указанных в табл. Таблица 1. Метановоз-душные (при концентрациях угольной пыли <0 мг/м3) Слабый, при нормальных условиях Сильный 5% 2% 6. Минимальная энергия воспламенения 0,2 мДж 8. Для наиболее взрывчатых пылей шахтопластов Кузбасса По данным Диколенко Е. Я., количество взрывов метана, в которых приняла участие угольная пыль, в последние годы увеличилось []. Чигрин В. Д. отмечает, что аварии, вызванные взрывами метана и угольной пыли, за период - г. Важнейшей характеристикой пылевзрывоопасности горных выработок является интенсивность пылеотложения. Правила безопасности [] требуют установить нижние пределы взрывае-мости отложившейся угольной пыли (§ 2) и контролировать пылевзрывобе-зопасность горных выработок (§ 1). Контроль пылевзрывобезопасности горных выработок согласно Инструкции [] должен производиться специальными приборами или аппаратурой непрерывного действия. До их внедрения должен осуществляться визуальный и лабораторно-аналитический контроль. Однако, как правильно отмечает А. При этом отсутствуют приборы, которые могли бы обеспечить надежный контроль нылевзрывобезопасности и взрывозащиты горных выработок. Качество выполнения мероприятий по уборке или осланцевания угольной пыли по результатам визуального контроля пылеотложения в условиях высокой производительности выемочных машин нельзя считать установленными достоверно. С увеличением нагрузки на очистные забои они превратились в самые опасные выработки по взрывам метана и угольной пыли. Количество взрывов в тупиковых выработках за последние годы значительно сократилось, на столько же увеличилось число их в очистных забоях []. Методы же контроля пылеот-ложений остались прежними, не обеспечивающими надежность защиты. Из изложенного видна важность решения задачи создания современного способа производственного контроля пылевзрывобезопасности горных выработок с применением новейших средств измерения и последних результатов научных исследований. Основными факторами, от которых зависит взрывчатость угольной пыли, являются дисперсный состав пыли, выход летучих веществ, содержание золы и влаги []. Во взрыве пыли принимают участие пылинки, начиная от мельчайших до частиц 0,-1 мм в поперечнике, причем взрывчатость угольной пыли с увеличением степени дисперсности непрерывно возрастает. По результатам многочисленных опытов можно считать, что основным носителем взрывчатых свойств пыли являются фракции размером менее мкм. Заслуживают внимание исследования, выполненные В. Б. Цыбульски в Польше []. Результаты этих исследований подтверждают, что взрывчатость угольной пыли возрастает с ростом степени ее дисперсности. Наиболее высокими взрывчатыми свойствами обладает угольная пыль с размером частиц мкм.