Обґрунтування способів і засобів підвищення ефективності провітрювання марганцевих шахт - Автореферат

При таких втратах повітря в гірничих виробках склад шахтної атмосфери в найбільш віддалених від вентилятора видобувних дільницях істотно змінюється. Підвищити ефективність провітрювання за сучасної технології ведення гірничих робіт можливо лише шляхом розробки способів і засобів, які враховують наявний стан вентиляційних мереж та особливості процесу видобутку марганцевих руд. Відомо, що витрати на вентиляцію і підтримку необхідної герметичності вентиляційних споруд, залежать від величини витоків повітря. Мета роботи - встановлення закономірностей процесу витоків повітря через вентиляційні споруди та за довжиною паралельних виробок і розробка на їх основі способів і засобів, що підвищують ефективність провітрювання марганцевих шахт. Залежність коефіцієнта повітропроникності вентиляційних споруд марганцевих шахт від відносної величини щілин має лінійний характер, що свідчить про турбулентний режим руху повітря через щілини і обумовлює квадратичну залежність величини витоків через споруди від величини депресії.Аналіз показав, що значне погіршення стану рудникової атмосфери в найбільш віддалених від вентилятора головного провітрювання (ВГП) ділянках шахтного поля найчастіше виникають через порушення провітрювання, утворення застійних зон і місцевих скупчень у них пилу, скупченням вуглекислого газу у відпрацьованих гірничих виробках і поглинанням кисню у свіжо оголених просторах. При порушенні провітрювання максимальна концентрація вуглекислого газу в виробці може досягати декілька відсотків, а пилу десятки мг/м 3. Програмою досліджень передбачалося зняття залежності витоків повітря від перепаду тиску , у діапазоні зміни його перепаду від 5 до 35 ДАПА, проведення візуального огляду споруд, виміру швидкості руху повітря, перетину виробки, температури, вологості і тиску повітря. Збільшення опору вентиляційної споруди дає можливість значно зменшити витоки повітря і, відповідно, витрати на електроенергію для подачі в шахту тієї кількості повітря, що проходить через дану споруду. Тому за критерій ефективності вентиляційної споруди приймається мінімум сумарних витрат, обумовлених витоками повітря через вентиляційні споруди, і заходи щодо збільшення її аеродинамічного опору.На підставі економічних розрахунків було встановлено, що в умовах марганцевих шахт при однаковому вентиляційному ефекті витрати на установку та експлуатацію струминних аеродинамічних установок у 6-10 разів нижче, ніж на реконструкцію ГВУ. У САУ використовується метод зустрічних струменів, сутність якого полягає в гідродинамічному гальмуванні двох зустрічних співвісних потоків, у результаті чого в місці ударного злиття струменів виникає додатковий опір, що зменшує підсмоктування повітря. Однак при цьому, ефективність роботи САУ залежить від багатьох факторів, основними з яких є: кут витікання струменів з каналів пристрою, кінетична енергія протидіючих струменів, швидкості витікання повітря з каналів пристрою, витрата повітря для створення завіси, площі перетину і конфігурація каналів витікання струменів, місцевий опір взаємодіючих струменів, тиск створюваний САУ. При моделюванні процесу взаємодії зустрічних струменів дотримувалися рівності критеріїв геометричної подібності поперечного перерізу виробки і її моделі, рівності відношення швидкості витікання повітря з каналів аеродинамічної установки і швидкості його у виробці в натурних і лабораторних умовах, турбулентного режиму в автомодельній області, що є необхідною і достатньою умовою подібності. , (14) де - додаткова депресія, що виникає в результаті взаємодії потоків, ДАПА; - динамічна складова потоку витоків, ДАПА; hcay - депресія САУ, ДАПА; - витоки повітря в стволі до включення САУ, м 3/с; - витрата повітря через САУ, м 3/с; - кут нахилу струменя до горизонтальної площини.У дисертаційній роботі, що є завершеною науково-дослідною роботою наведено рішення актуальної наукової задачі, що полягає у встановленні закономірностей зміни витрат повітря за довжиною паралельних виробок з протитечією повітряного струменя, закономірностей процесу взаємодії повітряних потоків струминної аеродинамічної системи з витоками повітря та розробці математичної моделі процесу зміни енерговитрат, повязаних з переміщенням повітря по мережі гірничих виробок, на базі яких обґрунтовані аеродинамічні параметри та конструкція засобів для зниження втрат повітря в шахтній вентиляційній системі, що забезпечують підвищення ефективності функціонування вентиляційних систем марганцевих шахт. Виявлено, що основним недоліком вентиляційних систем марганцевих шахт є значні непродуктивні втрати повітря в мережі підземних гірничих виробок і через надшахтні будівлі та вентиляційні споруди на поверхневому комплексі, що є головною причиною неможливості домогтися необхідного перерозподілу повітря в шахтних вентиляційних мережах, погіршення економічних показників роботи шахти, а також незадовільних умов праці гірників. Встановлені закономірності зміни величини витрати повітря за довжиною паралельних гірничих виробок із протитоком повітряного

Основний зміст роботи