CC BY
11
© Г.А. Поздняков, Е.Л. Закутский, 2008
Г.А. Поздняков, Е.Л. Закутский
О ДОСТОВЕРНОСТИ СПОСОБОВ КОНТРОЛЯ ИНТЕНСИВНОСТИ ПЫЛЕОТОЖЕНИЯ В ГОРНЫХ ВЫРАБОТКАХ
Современные способы и средства предупреждения взрывов в шахтах направлены на создание и поддержание в выработках таких условий, при которых возникновение или распространение взрыва исключается. Наиболее рациональными являются мероприятия, предупреждающие пылеобразование и распространение пыли по сети горных выработок. Однако в условиях интенсивной угледобычи резко возрастает пылеобразование и уменьшается эффективность комплекса противопылевых мероприятий, что приводит к увеличению пылеотложения. Взрывоопасное количество пыли вблизи источников пылеобразования накапливается за сутки, смену и менее. Возникший и погашенный с помощью водяных или сланцевых заслонов на расстоянии 60-300 м от места его возникновения взрыв приводит к значительным разрушениям и образованию большого количества опасного для жизни оксида углерода [1]. Известно, что этот газ является основной причиной гибели горнорабочих, находящихся в выработках с исходящей струей воздуха. В связи с этим мероприятия по предупреждению взрывов пыли остаются первой и определяющей линией защиты в горных выработках.
В соответствии с " Инструкция по борьбе с пылью и взры-возащите" оценка состояния пылевзрывобезопасности должна производиться одним из следующих способов [3]:
1. По изменению средней концентрации витающей в воздухе пыли по формуле:
Р0 = С - С . дв, --(1)
(¡2 -11) ■ s ■ t м ■ сут
2. По количеству пыли отложившейся на полки (подложки) по формуле:
137
Р = 4,35 ^ , ^^ (2)
м ■ сут
где С1, С2 - запыленность воздуха соответственно в 1-м и 2-м сечениях, г/м ; 11,12 - расстояние между замерными сечениями, м; -количество воздуха, прошедшего через выработку за время замера; Ь - ширина выработки по почве, м; т - масса осевшей пыли на подложке, г; ^ - суммарная площадь подложки, м2; ^ - продолжительность замера, сут.
Оба эти способа не могут дать во многих горно-механических условиях фактических величин интенсивности пыле-накопления. Первый способ приемлем только при точеч-ном источнике пыли, т. е. при условии, что нет дополнительных источников и концентрация более менее равномерно распределена в сечении выработки. Второй способ малоэффективен особенно при высокой интенсивности пыленакопления, так как требует расположения специальных подложек, сбор их и определение привеса в лабораторных условиях. По сути это косвенные методы, которые как показала практика, требуют значительных трудозатрат и дают большую ошибку измерения.
С целью оценки ошибки измерения рекомендуемыми способами была разработана методика эталонного определения интенсивности накопления пыли на поверхности выработки [5]. В таблице приведены результаты измерения интенсивности пылеотложе-ния методами, рекомендованными "Инструкцией..." [3] и эталонным методом.
Результаты измерения интенсивности пылеотложения
№ п/п № замерного сечения Интенсивность пылеотложения, г 3 м • сут
C - C P= Cl 4 • q c (k-li) • s • t Чв P= 4,35 6 ^M n S • F • t Эталонный метод P 1 ЭТ
1 I-I I-I-II-II 80,12 873,79 561,09
2 II-II 756,62 472,46
3 III-III I-I-III-III 54,94 739,23 515,94
138
Анализ выполненных исследований показал, что при рекомендованных "Инструкцией..." [3] методах контроля пы-леотложения показатели отличаются более чем на порядок. При этом по первому способу (ф.1), показатели занижены более чем в 10 раз, что обусловлено рядом факторов, основными из которых являются крайне неравномерное распределение концентрации пыли в сечении выработки, неизокинетичность отбора, и др. При втором способе (ф.2) завышенные показатели обусловлены тем, что отбор проб ведется на почве выработки. Выбор места установки поверхности отложения (подложки) по высоте выработки позволит устранить этот недостаток.
В этой связи актуальной является задача разработки автоматизированных средств контроля интенсивности пылеотложения. Для условий угольных шахт наиболее приемлем дистанционный контроль с передачей информации о состоянии пылевзрывоопасно-сти горных выработок на диспетчерский пункт шахты. Система дистанционного контроля пылевзрывобезопасности горных выработок должна основываться на одном из способов контроля, рекомендованных "Инструкцией." [3]. При этом необходимо иметь ввиду, что второй метод (ф.2) имеет более высокую точность и надежность получаемых результатов. Поэтому ему отдается предпочтение при поисках технических решений при разработке системы автоматического дистанционного контроля пылевзрывобезопасно-сти горных выработок.
Система дистанционного контроля пылевзрывобезопас-ности должна состоять из стационарных датчиков интенсивности пыле-отложения, блоков сбора и передачи информации на диспетчерский пункт и устройства отображения результатов контроля и состояния системы.
При создании таких систем должна обеспечиваться их взаимосвязь (интерфейс) с общешахтными системами мониторинга рудничной атмосферы. Отдельные элементы аппаратной части (подземные подстанции, каналы передачи данных, барьеры безопасности, компьютерная сеть поверхностного уровня) могут быть унифицированными с системой контроля шахтной атмосферы. Принципиально новыми узлами являются датчики интенсивности пыле-отложения (ДИП) и программное обеспечение системы поверхностного уровня.
139
Система дистанционного контроля пылевзрывобезопасности
Датчики должны обеспечивать стабильность показаний в условиях шахтной атмосферы, характеризующейся высокими относительной влажностью, и температурой, не иметь движу-щихся узлов и элементов, быть искро- и взрывобезопасными.
Программное обеспечение (ПО) должно проводить обра-бот-у и представление результатов в удобном для диспетчера виде. ПО должно решать задачи по расчету концентрации пыли на основании показаний датчиков, пересчитывать концентрации пыли по длине выработок и в местах ее интенсивного образования.
На рисунке представлен один из вариантов построения системы дистанционного контроля пылевзрывобезопасности.
Стационарные ДИП устанавливаются по сети горных выработок в местах интенсивного пылеобразования. Питание ДИП осуществляет сетевой искробезопасный источник питания (СИИП). С выходов ДИП сигнал в стандартном аналоговом виде (0,4-2,0В) поступает на подземное вычислительное устройство (ПВУ). ПВУ входит в состав общешахтной системы мониторинга рудничной атмосферы, и осуществляет сбор данных с датчиков, и дистанционную передачу их на диспетчерский пункт.
- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Морев А.М., Поздняков Г.А. Иванов И.И. "Взрывы газа и пыли угольных шахтах" Научные сообщения / ННЦ ГП - ИГД им. А. А. Скочинского - М., № 321/2001, c.122-123.
2. "Борьба со взрывами угольной пыли в шахтах." М.И. Нецепляев, А.И. Любимова, П.М. Петрухин и др. М. 1993 - 298с.
3. "Инструкция по борьбе с пылью и взрывозащите." - Липецк: Липецкое издательство, 1999. - 109 с.
4. Поздняков Г.А., Закутский Е.Л. "Мониторинг пылевзрывобезопас-ности горных выработок". Взрывное дело. Выпуск № 97/54. - М,:ЗАО "МВК по взрывному делу", 2007 - с 203-209.
5. Поздняков Г.А., Закутский Е.Л "Процесс накопления пыли и контроль пы-левзрывобезопасности горных выработок." Научные сообщения ННЦ ГП - ИГД им. А.А. Скочинского. №333/2007. - ННЦ ГП - ИГД им. А.А. Скочинского, 2007. [■ГШ
— Коротко об авторах -
Поздняков Г.А. - доктор технических наук,
Закутский Е.Л. - аспирант,
ФГУП ННЦ ГП - ИГД им. А.А. Скочинского.
141
