В А Стукало, Н П Волкова - Анализ состояния тепловых условий в шахте трудовская и разработка мероприятий по снижению температуры воздуха - страница 1

Страницы:
1  2 

УДК 622.413.3:536.244

СТУКАЛО В.А. к.т.н., ВОЛКОВА Н.П., ст. гр. БТД-11м, (ДонНТУ)

 

АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ТЕПЛОВЫХ УСЛОВИЙ В ШАХТЕ «ТРУДОВСКАЯ» И РАЗРАБОТКА МЕРОПРИЯТИЙ ПО СНИЖЕНИЮ ТЕМПЕРАТУРЫ ВОЗДУХА

 

Проведен анализ состояния тепловых условий в горных выработках шахты и разработаны меры по снижению температуры воздуха.

 

АНАЛИЗ, СОСТОЯНИЕ, ТЕПЛОВЫЕ УСЛОВИЯ, МЕРОПРИЯТИЯ, СНИЖЕНИЕ, ТЕМПЕРАТРУРА, ВЛАЖНОСТЬ, РАСХОД, ВОЗДУХ, ШАХТА, ВЫРАБОТКИ.

 

С углублением горных работ повышается температура воздуха в глубоких угольных шахтах, что наносит вред здоровью горняков.

Температура воздуха на постоянных рабочих местах в подземных выработках регламентирована Государственным санитарными правилами и нормами [1] и Правилами безопасности [2]. В соответствии с требованиями действующих Правил безопасности [2] температура воздуха в выработках с постоянным нахождением горняков не должна превышать 26°С. В зависимости от величины средней скорости движения воздуха и его относительной влажности верхние и нижние значения температур воздуха приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Верхние и нижние допустимые температуры воздуха на постоянных рабочих местах в зависимости от скорости движения воздуха и его относительной влажности

 

Скорость движения воздуха, м/с

Допустимая температура воздуха (°С) и скорости воздуха (м/с) при относительной влажности (%)

 

до 75 75-95

до °,25

17-26 16-25

°,25-°,5

18-26 17-25

°,51-1,°

2°-26 19-25

1,°1-2,°

21-26 21-25

В таблице 2 приведены результаты измерений тепловлажностных параметров и расходов воздуха по маршруту от устья воздухоподающего ствола через 26 западную лаву пласта m3 до устья вентиляционного ствола шахты «Трудовская».

Как видно из приведенных в таблице 2 данных температура воздуха на воздухоподающем штреке, в 26 западной лаве пласта m3 и в дальнейшем по выработкам с исходящей струей воздуха превышает допустимые нормативными документами [1] значения при относительной влажности более 75% .

При дальнейшей доработке запасов длина и глубина расположения горных выработок будут увеличиваться и, следовательно, будет возрастать температура воздуха.

В соответствии с действующими Правилами безопасности [2] для каждой угольной шахты с глубиной разработки 6°° м и более должен быть составлен комплекс мероприятий по борьбе с высокими температурами воздуха, на основе которого должен разрабатываться проекты по нормализации тепловых условий труда.

Для разработки и обоснования мероприятий по снижению температуры воздуха на рабочих местах горных выработках глубокой шахты «Трудовская» предлагается использовать следующие горнотехнические мероприятия: увеличение расхода воздуха на выемочном участке, повторное использование нижнего штрека отработанного участка в качестве воздухоподающего для смежного участка, нисходящее проветривание лавы и расположение конвейерного транспорта в выработках с исходящим потоком воздуха.


Из перечисленных выше горнотехнических мероприятий на шахте «Трудовская» не используется одно из основных мероприятий - увеличение расхода воздуха в очистной выработке.

В данной статье исследованы возможности снижения температуры воздуха в действующей 26 западной лаве пласта m3 за счет увеличения средней скорости движения воздуха в призабойном пространстве лавы до 4 и 6 м/с.

Расчет ожидаемой температуры воздуха с учетом увеличения его расхода по нормативной методике [3] сложен, поэтому для оценки величины возможного снижения температуры воздуха в горных выработках шахты при увеличении расхода воздуха была использована следующая упрощенная методика.

Сначала по выражению (1) рассчитывалось фактическое суммарное поступление тепла в каждой выработке по расчетному маршруту через действующую 26 западную лаву пл. m3, которое првиело к повышению (или понижению) температуры воздуха

AQri = Qt * рн * Ср * (tKi - tHf) (1)

где - тепловыделение в i-й выработке, Вт; Qi - расход воздуха в і-й выработке, м3/с;

Рн - плотность воздуха при нормальных условиях, кг/м3, =1,2 кг/м3; Ls - удельная теплоемкость воздуха при постоянном давлении, Дж/(кг* С), LP = 1005 Дж/(кг*°С);

tid, tri - соответственно температура воздуха в конце и в начале выработки по направлению движения воздуха, С.

В таблице 2 приведены результаты расчета величины тепловыделений в действующих выработках по маршруту через 26 западную лаву пл. m3. Знаки: + при приращении, - при уменьшении теплосодержания воздуха в выработке.

При увеличении расхода воздуха в горной выработке по сравнению с существующим возможно некоторое увеличение тепловыделений от горных пород, транспортируемого ископаемого и других источников, однако оно незначительно по сравнению с возрастанием расхода воздуха и можно принять его неизменным, полученным по выражению (1).

Затем для действующих и планируемых выработок шахты по расчетному маршруту

определяется увеличенные расходы воздуха Q г (м3/с) (начиная от расхода воздуха в очистной выработке при V = 4 м/с или V = 6 м/с) путем суммирования фактических и добавочных расходов воздуха.

Ожидаемое значение температуры воздуха в конце действующей горной выработки определяется по выражению

tffcr =t»r+^r (2)

где Q - увеличенный расход воздуха в выработке, м/с.

Ожидаемое значение температуры воздуха в конце планируемой горной выработки

Ъ = + (3) где А^і - приращение (снижение) температуры воздуха в конце планируемой выработки, 0С.

Величину      рекомендуется определять по выражению

At =   ДОіімк^ (4)

где - суммарное тепловыделение в действующей выработке - аналоге, примыкающей к планируемой, Вт;

, - длина соответственно планируемой выработки и ее аналоге, м.

1-В таблице 3 представлены расчеты температуры воздуха при трех вариантах увеличения расхода воздуха в действующих выработках шахты «Трудовская» по маршруту через 26 западную лаву пл. m3:й вариант - увеличение расхода воздуха в лаве за счет обеспечения средней скорости движения воздуха в лаве до 4 м/с;

2-й вариант - увеличен расход воздуха в лаве до 4 м/с и в два раза увеличен расход воздуха для подсвежения исходящей из выемочного участка струи воздуха, по сравнению с фактическим значением;

3-й вариант - увеличен расход воздуха в лаве до скорости 6 м/с и в два раза увеличен расход воздуха для подсвежения исходящей из выемочного участка струи воздуха по сравнению с фактическим значением.

Таблица 3 - Результаты расчета величин температур воздуха в горных выработках

при увеличении расхода воздуха по вариантам.

 

№ ветви

Номер вент.узлов

Вариант 1

Вариант 2

Вариант 3

 

нач.

кон.

Температура воздуха

Расход воздуха Q, м3/с

Температура воздуха

Расход возду-ха Q, м3/с

Температура воздуха

Расход возду­ха Q, м3/с

 

 

 

0С

Ткон .0С

 

0С

tarn.

0С

 

Шач .0С

^он.° С

 

1-2

168

21

28

26,2

249,8

28

26,3

260,94

28

26,37

269,76

6

21

54

26,72

25,5

94,09

26,78

25,55

105,23

26,82

24,81

114,05

53

54

55

25,88

25,37

105,54

26,03

25,41

116,68

24,81

24,37

125,5

57

55

60

25,73

25,15

75,03

25,89

25,22

86,17

24,37

24,13

94,99

62

60

83

25,51

24,45

70,68

25,7

24,61

81,82

24,13

23,45

90,64

65

83

86

24,81

24,1

62,47

25,09

24,31

73,61

23,45

22,74

83,43

149

86

88

24,46

23,7

59,09

24,79

23,96

70,23

22,74

22,19

79,05

153

88

203

24,04

22,49

55,62

24,44

22,97

66,76

22,19

21,02

75,58

232

203

204

22,85

22,1

26,88

23,45

22,69

38,02

21,02

19,98

46,84

160

204

135

22,46

21,84

19,9

23,17

22,53

31,04

19,98

19,47

39,86

161

135

139

22,2

21,7

33,24

23,01

22,42

44,38

19,47

19,11

53,2

169

139

149

22,06

23,05

31,61

22,9

23,42

42,75

19,11

19,83

51,57

170

149

150

23,41

24,15

20,73

23,9

24,51

20,99

19,83

21,77

29,81

171

150

145

24,51

24,66

19,95

24,99

25,01

20,21

21,77

23,35

29,03

172

145

144

25,02

25,31

18,3

25,49

25,66

18,56

23,35

24,44

27,38

254

144

221

25,67

25,47

18,14

26,14

25,82

18,14

24,44

25,71

27,22

255

221

222

25,83

26,65

14,4

26,3

27,12

14,4

25,71

26,54

21,6

256

222

218

26,65

27,19

18,14

27,12

27,52

18,4

26,54

27,14

27,22

248

218

217

27,55

26,95

17,79

28

27,28

18,05

27,14

26,98

26,87

249

217

211

27,31

26,57

19,96

27,76

26,9

20,22

26,98

26,72

29,04

241

211

15

26,93

26,57

29,81

27,38

26,9

39,22

26,72

Страницы:
1  2 


Похожие статьи

В А Стукало, Н П Волкова - Анализ состояния тепловых условий в шахте трудовская и разработка мероприятий по снижению температуры воздуха