Аналіз статистичних даних по порушенню провітрювання похилих виробок уклонних полів. Дослідження щодо визначення впливу параметрів роботи засобів пожежогасіння на зміну аеродинамічного опору гірничих виробок. Проведення натурних шахтних іспитів.
Аннотация к работе
Головним етапом ліквідації підземних пожеж відповідно до заздалегідь розробленого плану ліквідації аварій ПЛА є порятунок людей, успіх якого визначається адекватним вибором аварійних вентиляційних режимів, з тим, щоб люди могли найкоротшими шляхами вийти на свіжий струмінь повітря і піднятися на поверхню. Правильний вибір аварійного вентиляційного режиму при пожежі можливий тільки в тих випадках, коли керівники ліквідації аварії можуть вірогідно оцінити і правильно врахувати особливості розвитку пожежі, а також наслідки, звязані з застосуванням сучасних засобів пожежегасіння, що володіють власними могутніми джерелами тяги. Ефективність дій керівників ліквідації аварії багато в чому залежить не тільки від їхніх професійних знань, але і від наявності сучасного математичного апарата, що дозволяє моделювати аеродинамічні процеси, що відбуваються в гірничих виробках, і розраховувати на ЕОМ різні варіанти їхніх змін для розробки оперативних заходів щодо збереження стійкості провітрювання. Цим і обумовлена актуальність дисертації, яка спрямована на розробку науково-обґрунтованих рекомендацій з вибору аварійного вентиляційного режиму з урахуванням впливу роботи засобів пожежогасіння, що володіють власними джерелами тяги. Дійсна робота виконана відповідно до тематичного плану науково-дослідних робіт ДОННТУ: “Теоретичне обґрунтування й експериментальне дослідження аеродинамічних характеристик гірничих виробок і вентиляційних мереж у нормальних та аварійних умовах вугільних шахт України для підвищення рівня безпеки праці шахтарів” (№ ДР 0106U001357) і в рамках госпдоговірної теми “Зробити аналіз причин виникнення і ліквідації найбільш складних аварій на шахтах вугільної промисловості України” (№ ДР 0104U002181).Розглянуто праці закордонних дослідників, що також відзначають, що керування вентиляційними струменями в складних умовах сучасних шахт при аварійних ситуаціях вкрай актуально, і знаходиться в центрі уваги інженерів і науковців багатьох країн. В другому розділі “Теоретичні дослідження впливу режимів роботи засобів пожежогасіння на умови провітрювання гірничих виробок” представлені результати теоретичних досліджень щодо забеспечення стійкості провітрювання похилих виробок при пожежах, а також приведені результати моделювання аеродинамічного впливу краплинної рідини при роботі водяних засобів пожежогасіння на режим провітрювання виробок. Установка УВПС призначена для локалізації і гасіння пожеж у виробках, які обладнані стрічковими конвеєрами, і при увімкненні утворить водяну завісу. Також були проведені теоретичні дослідження з оцінки впливу газових і пінних засобів пожежогасіння на режими провітрювання. При цьому отримане рівняння збереження кількості руху при поширенні парогазової суміші по мережі гірничих виробок: Виконано оцінку впливу пінних засобів на повітророзподіл, при цьому отримане рівняння депресії, що необхідна для руху пінного потоку по мережі гірничих виробок у виді: , а також визначено аеродинамічний опір пінного потоку у вигляді: .Дисертація є закінченою науково-дослідною роботою, у якій дане теоретичне узагальнення і представлене рішення актуальної наукової задачі, що полягає в розкритті закономірностей впливу різних засобів пожежогасіння на аеродинамічний опір гірничих виробок і режими їхнього провітрювання для наукового обґрунтування заходів і рекомендацій з підвищення стійкості провітрювання похилих виробок.
План
2. ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ
Вывод
Дисертація є закінченою науково-дослідною роботою, у якій дане теоретичне узагальнення і представлене рішення актуальної наукової задачі, що полягає в розкритті закономірностей впливу різних засобів пожежогасіння на аеродинамічний опір гірничих виробок і режими їхнього провітрювання для наукового обґрунтування заходів і рекомендацій з підвищення стійкості провітрювання похилих виробок. Виконані дослідження дозволили розширити представлення про особливості впливу власних джерел тяги засобів пожежогасіння, на режими провітрювання і виявити цілий ряд нових факторів, що обумовлюють порушення стійкості похилих вироок при гасінні пожеж.
Список литературы
1. Вперше дано математичний опис аеродинамічних процесів у гірничих виробках при пожежах з урахуванням параметрів роботи водяних і газових засобів пожежогасіння, що дозволяє при рішенні задач аварійної вентиляції підвищити точність розрахунків параметрів вентиляційних потоків.
2. Експериментально визначені кількісні характеристики впливу різних засобів пожежогасіння на зміну аеродинамічних параметрів гірничих виробок.
3. Визначено умови порушення стійкості провітрювання при пожежах у похилих виробках з висхідним провітрюванням, а також запропоновані науковообгрунтовані методи забезпечення стійкості провітрювання гірничих виробок при роботі засобів пожежогасіння.
4. Розроблено математичну модель аеродинамічної взаємодії розпиленої краплинної рідини з вентиляційним потоком, що враховує дисперсність крапель водоповітряної суміші, її швидкість, щільність, а також утрати маси рідини при зіткненні крапель, і що дозволяє оцінювати наслідки, викликані увімкненням установок водяного пожежогасіння, і розраховувати параметри стійкого режиму провітрювання.
5. Встановлено, що включення в роботу однієї установки типу ВВР-1 при висхідному провітрюванні, призводить до росту аеродинамічного опору виробки на 30 - 40 % у тому випадку, коли напрямки водяного і повітряного струменів протилежні. При спадному провітрюванні похилої виробки за рахунок впливу аеродинамічного напору водяного потоку, у випадку збігу напрямку його поширення з напрямком руху повітряного струменя, навпаки, опір виробки знижується, що призводить до позитивного регулювання дебіту повітря.
6. Встановлено залежність витрати повітря у виробці від параметрів роботи установки водяного пожежогасіння: витрати і тиску води, швидкості руху краплин і їхньої дисперсності, кількості водорозбрискувачів, що дозволяє врахувати вплив засобів пожежогасіння при моделюванні процесів повітророзподілу при веденні аварійних робіт.
7. На основі виконаних теоретичних і експериментальних досліджень розроблений метод розрахунку аеродинамічних характеристик гірничих виробок і параметрів повітряного потоку при виникненні і розвитку пожежі, який базується на обліку впливу власних джерел тяги, що базується на обліку впливу власних джерел тяги, що утворюються при роботі засобів пожежогасіння.
8. Розроблено інженерну методику розрахунку аеродинамічних параметрів вентиляційного потоку в гірничих виробках при пожежах, практичне застосування якої дозволяє оперативно розрахувати вентиляційні параметри, необхідні для вибору ефективного аварійного режиму провітрювання шахти при пожежі і тим самим підвищити безпеку й ефективність робіт з порятунку людей, ліквідації аварій та їхніх наслідків.
9. Розроблена методика включена до “Рекомендації з визначення аеродинамічних параметрів гірничих виробок і джерел тяги”, що впроваджені і використовуються в підрозділах ДВГРС і виробничих обєднаннях Мінвуглепрому України при оперативному керуванні вентиляцією шахт і веденні гірничорятувальних робіт.
Розроблені дисертантом “Рекомендації з визначення аеродинамічних параметрів гірничих виробок і джерел тяги в нормальних і аварійних умовах” затверджені головним по проблемі інститутом НДІГС і прийняті до використання. Основні матеріали дисертації увійшли в першу редакцію навчального посібника по ліквідації складних аварій, виданий за замовленням ДВГРС України. Методика моделювання впливу засобів пожежогасіння на стійкість провітрювання використовується в навчальному процесі ДОННТУ при вивченні курсу: “Компютерне моделювання аварійних вентиляційних режимів”.
СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ РОБІТ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ
1. Булгаков Ю.Ф., Трофимов В.А., Мельникова Я.В., Трофимова О.В. Оценка влияния пожара на проветривание горных выработок при работе средств пожаротушения. / Монография: “Геотехнологии и управление производством ХХІ века”, Донецк: ДОННТУ, 2006. - Т.1. - 218 с.: ил., табл.. - Библиогр.: с. 138-143.
2. Гребенкин С.С., Булгаков Ю.Ф., Касьян Н.Н., Агафонов А.В. Поддержание и проветривание выработок глубоких шахт Донбасса: Монография / Мельникова Я.В. Раздел 6. Актуальные вопросы проветривания глубоких шахт.- Донецк: “Каштан”, 2005. - 256 с.: ил., табл. - Библиогр.: с. 195-215.
3. Bulgakov Y.F., Falko S.V., Melnikova Y.V. Aerodinamik interaction of drop liquid with ventilation flows when fires occur in underground workings. // Вісті Донецького гірничого інституту, Донецьк: ДОННТУ, 2005. - № 2. - С. 61-65.
4. Мельникова Я.В. Экспериментальное определение аэродинамического сопротивления горных выработок при работе водяных средств пожаротушения. // М.: Издательство Московского государственного горного университета, 2006. - С. 94-96.
5. Мельникова Я.В. Исследование аэродинамических параметров сети горных выработок при работе технических средств пожаротушения. // М.: Издательство Московского государственного горного университета, 2005. - С.241-244.
6. Булгаков Ю.Ф., Мельникова Я.В., Алексеенко С.А. Закономерности проявления аэродинамического сопротивления технических средств пожаротушения. // Сб. науч. трудов национального горного университета, Днепропетровск: Наука и образование, 2004.- Т.3. - № 19. - С. 106-112.
7. Булгаков Ю.Ф., Трофимов В.А., Мельникова Я.В., Харьковой М.В. Особенности выбора аварийных вентиляционных режимов при экзогенных пожарах. // Вісті Донецького гірничого інституту, Донецьк: ДОННТУ, 2004. - №1. - С. 28-31.
8. Булгаков Ю.Ф., Трофимов В.А., Мельникова Я.В. Аэродинамическое взаимодействие капельной жидкости с вентиляционными струями при пожарах в горных выработках. // Вісті Донецького гірничого інституту, Донецьк: ДОННТУ, 2004. - № 2. - С. 11-15.
9. Булгаков Ю.Ф., Трофимов В.А., Мельникова Я.В. Новая методика оценки устойчивости проветривания выработок при пожаре с учетом термического расширения воздуха. // Вісті Донецького гірничого інституту, Донецьк: ДОННТУ, 2004. - № 2. - С. 82-87.
10. Булгаков Ю.Ф., Трофимов В.А., Мельникова Я.В., Трофимова О.В. Оценка влияния пожара на проветривание горных выработок при работе средств пожаротушения. // Вісті Донецького гірничого інституту, Донецьк: ДОННТУ, 2006. - № 1. - С. 81-85.
11. Булгаков Ю.Ф., Мельникова Я.В. Моделирование аэродинамического взаимодействия распыленной жидкости с вентиляционным потоком. // Сб. докладов 10 Сессии Международного бюро по Горной Теплофизике. - Гливице, 2005, - С. 515-522.
12. Мельникова Я.В., Чистюхин В.В. Экспериментальное определение параметров вентиляционной сети при работе средств локализации экзогенных пожаров. / Геотехнологии и управление производством ХХІ века, Донецк: ДОННТУ, 2006. - В 2 т. Т 1. - С. 165-169.
13. Prof. Bulgakov Y.F., Doc. Zakharov V.S., Eng. Melnikova Y.V. Gas dividing membrane modulus for creating inert surroundings in fire areas. // 30th International Conference of Safety in Mines Research Institutes, South African Institute of Mining and Metallurgy, 2003.- Р.503-509.