CC BY
25
Многофункциональная система на водовоздушной смеси получила высокую оценку междуведомственной комиссии по шахтным испытаниям экспериментального образца проходческого комплекса ППГ.
Создание многофункциональной системы на водовоздушной смеси и выполненные исследования при ее испытании привели к ко-
ренному пересмотру прежних представлении о технической несовместимости в пневмодвигателе воды и сжатого воздуха и заложили надежный фундамент для создания новых эффективных способов и средств борьбы с пылью и газом метаном в шахтах всех категорий, на обогатительных фабриках и других взрывоопасных и вредных производствах.
-------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Мерзляков В.Г., Морев А.М., Линник Ю.Н. Состояние и направления исследований в области предотвращения воспламенений метана и угольной пыли при работе выемочных и проходческих машин // Техника и
технология открытой и подземной разработки месторождений: Научные сообщения / ННЦ ГП - ИГД им. A.A. Скочинского. М., 2000, вып.316, с. 104-115.
— Коротко об авторак
Карташов Ю.М. - кандидат технических наук, ННЦ ГП - ИГД им. A.A. Скочинского.
ТЕКУЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ О ЗАЩИТАХ ДИССЕРТАЦИЙ ПО ГОРНОМУ ДЕЛУ И СМЕЖНЫМ ВОПРОСАМ Д И t t Ё Г 1 А Ц И И
Автор Название работы Специальность Ученая степень
ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ЩЕРБИНИН Обоснование и разработка методов режима экс- 25.0.36 к.т.н.
Александр плуатации биологических очистных сооружений
Миайлович с использованием отходов производства и сор-
бентов для обеспечения экологической безопасности
© O.B. Смирнов, А.Р.Мартынюк, В.В. Морланг, 2004
УДК 697.94
О.В. Смирное, А.Р.Мартынюк, В.В. Морланг
МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ГАЗОВОЗДУШНОГО ПОТОКА В ШАХТНОМ ДЕГАЗАЦИОННОМ ТРУБОПРОВОДЕ
Семинар № 5
Дегазационную систему угольной шахты условно можно разделить на две части: первая представляет собой комплекс дегазационных скважин, врезанных во всасывающий трубопровод; вторая - это участок от последней скважины до вакуум-насоса. На первом участке в трубопровод помимо газо-
воздушной смеси из скважин поступает еще воздух из выработки в виде притоков (утечек), а на втором - скважины отсутствуют и в трубопроводе происходит разбавление метановоздушной смеси только за счет притечек. Первая часть трубопровода более доступна для ее осмотра с целью выявления повреждений, т.е. на
данном участке можно обеспечить минимальные утечки, что позволяет считать трубопро-
Схема расположения дегазационного трубопровода: ЛВ - I часть трубопровода; ВС - II часть трубопровода; I =
0; I; 2; . . . . п-дегазационные скважины: * - пункты измерения концентрации метана
вод достаточно плотным. Вторая часть менее доступна, но ее повреждения более опасны, т.к. разрыв магистрального трубопровода грозит полным прекращением процесса дегазации из всех скважин в целом.
Рассмотрим газовую ситуацию в трубопроводе на первом участке, расположенном в зоне дегазационных скважин (рисунок).
Для ьтого звена трубопровода запишем уравнения баланса метана и воздуха:
Qi-l + ч 1+ Q* = Qi; с1.1 Qi-l + с*д*= е!&1 (1)
где ci и Qi - концентрация метана и дебит в ь той скважине; ч, - притечка воздуха в трубопровод извне; С,-,С,-1, Qi, Qi-1 - концентрация метана и дебит в ьтой и (ь1)-ой скважинах. Вначале рассмотрим плотный трубопровод, принимая его утечки незначительными. Тогда для каждого ьтого участка можно записать соотношения:
Qi-l+ Q* = Qi; с.1 Qi-l + с*Q* = ей, (2)
Отсюда получим систему уравнений, позволяющих рассчитать расход метановоздушного потока по длине трубопровода, используя лишь начальные значения Qo (дебит нулевой скважины) и значения концентрации метана в замерных пунктах.
*
Ql = Qo
с, - с,
йг = ---------------*
С - с,
а =
с1 сг со с1
(3)
с* — с* с — с
йп-
Ґ * С0 ~ С1
С1 - С1*
е,
0
-1 ^й-1 у V п-2 '''п-2;
Кроме того, из системы (1) можно получить выражение для расчета величин дебитов скважин
(4)
Полагая в этом выражении і= 1,2,3.. ..п,
найдем, что:
Ґ л
йі*= с0 - Сх й
Сл — сл
V 1 1
й2*= ( с1 - с* ^ е
^ С2 ~ С2 )
(5)
О.п-1
Подставляя в эти уравнения выражения Q1, Q2,... Qn из системы (3), получим зависимости для расчета дебитов скважин, исходя из измеренных значений концентраций и дебита нулевой скважины.
Таким образом, полученные выражения (3), (5) позволяют заменить прямой метод измерения расходов метано-воздушной смеси в скважинах и трубопроводе на менее трудоемкий метод определения расходов, базирующийся на данных измерения концентраций метана.
Следует отметить, что в месте стыка 1-й и 2-й частей трубопровода концентрация с„ и расход Qn последней п-ой скважины одновременно являются начальными значениями при расчете утечек и расходов во 2 -й части трубопровода.
Рассмотрим газо-воздушные параметры 2-й части трубопровода. Пусть по длине трубопровода через определенный интервал будет установлено к датчиков метана. Тогда на первом участке (интервале) утечки составят:
Чі= |5і_ 1^
На втором интервале -
42=
7 -1 Є - 41 = спО,п
1 1
Аналогично, на к-том интервале: Чк = CnQn ( 1 1 Л
(6)
(7)
-3
-2
і-1
0
и-1
V и-1 Сп )
с
с
с
к-1
Здесь с -концентрация метана в конце ь
того и в начале (1+1)-го участка трубопровода,
1= 1,2,3....к; сп и Qn -концентрация и расход в
трубопроводе за последней скважиной первой части трубопровода. Величина Qn определяется с использованием выражений (3), (5) по формуле:
Qn = Q п-1 +Qn * (9)
При необходимости можно определить суммарную величину утечек на участке трубопровода любой длины. Например, суммарные притечки на всей длине трубопровода рассчитываются по формуле:
X Ч, =
Л
(10)
на не в начале трубопровода (сп,йп), а в конце его, у вакуум-насоса, (с'к, й'к ).
В этом случае можно записать соотношения:
ске:= с;в;=сж=сдп (11)
Отсюда,
в; =
ске:
в;-1 =
с'Ж
(12)
с,
Следовательно, величина утечек на і-том участке равна:
(
Ч, = с'ке'к
1 1
с,.
с,.
(13)
где ск -концентрация метана на выходе из
трубопровода.
Таким образом, зная Qo, и значения измеренных величин концентрации метана на различных участках трубопровода можем рассчитать утечки в дегазационном трубопроводе на любом его участке.
Аналогичный расчет утечек можно провести, если известен расход и концентрация мета-
-1
Обычно, величина утечек нормируется. Поэтому, сопоставив расчетные величины с нормативными значениями, можно оценить, имеются ли повреждения на данном участке трубопровода.
Данная методика определения параметров метано-воздушного потока (притечек воздуха, дебита скважин и расхода в трубопроводе) по реально измеренным значениям концентраций метана позволяет предложить новый метод контроля состояния трубопровода.
с
п
с
,=1
— Коротко об авторах --------------------------------------------------------
Смирнов О.В. — кандидат технических наук, Московский государственный горный университет. МартынюкА.Р. — кандидат технических наук, Московский ПГУ.
Морланг В.В. — инженер, ДМГ.
