CC BY
11
10. Тризно С.К., Козырева Е.Н. Комплексный подход к проблеме метана угольных шахт // Безопасность труда в промышленности. - 1999. - № 4. - С. 35-
11. Методика проведения вакуумно-газовой съемки в дегазационных газопроводах угольных шахт и рекомендации по использованию ее результатов для повышения эффективности дегазации. - Кемерово; 1989. - 23с. В надзаг.: Вос-тНИИ по безопасности работ в горн. пром-ти. ВостНИИ.
12. Карпов Е.Ф., Рязанов А.В. Автоматизация и контроль дегазационных систем. - М.: Недра, 1983. - 196 с.
13. Малашкина В.А. Дегазационные установки: Учеб. пособие. - М.: Изд-во МГГУ, 2000. - 190 с.
14. Макаров М.И., Пронин В.Д. Вероятностная оценка аварийных состояний при эксплуатации шахтных дегазационных систем // Безопасность труда в промышленности. - 1975. - № 2. - С. 49-51. ПГШ
— Коротко об авторе -
Малашкина В.А. - доктор технических наук, профессор кафедры АОТ, Московский государственный грный университет.
В.А. Малашкина, К.Б. Зубков
ОСОБЕННОСТИ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ШАХТНОЙ МЕТАНОВОЗДУШНОЙ СМЕСИ В ПРОЦЕССЕ ЕЕ ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ ОТ СКВАЖИН К ВАКУУМ-НАСОСНОЙ СТАНЦИИ
37.
© В.А. Малашкина, К.Б. Зубков,
2008
229
~ЩЪ современном мире проблема угольного метана при экс-
АД плуатации угольных шахт вышла на первый план. Основными источниками метановыделения в угольных шахтах являются [1]:
• угольный массив и вмещающие породы, не разгруженные от горного давления;
• спутники угольных пластов;
• выработанные пространства;
• породный массив.
Всвязи со значительным возрастанием темпов добычи и увеличением глубины угольных шахт, растет их метанообильность. Даже самые производительные системы вентиляции показали невозможность эффективно справляться с объемами метана, выделяющимися в лаву, и снижать его концентрацию до безопасного уровня.
Для обеспечения допустимого содержания метана в атмосфере горных выработок угольных шахт стала широко применяться дегазация.
На сегодняшнем уровне развития технологии угледобычи применяют различные способы дегазации: при проведении вертикальных выработок (стволов, шурфов, гезенков) дегазация осуществляется скважинами, пробуренными с поверхности или из камер, при проведении квершлагов дегазация осуществляется скважинами также пробуренными из камер, для снижения газообильности выработок, проводимых по угольному пласту, применяется предварительная дегазация пласта или дегазация угольного массива в период проведения выработки, бурение барьерных скважин, при полевой подготовке и расположении полевой выработки не далее 30 м от пласта дегазация осуществляется скважинами, пробуренными вкрест простирания пластов, при проведении выработок вблизи геологических нарушений или при пересечении последних скважины бурят из камер заблаговременно за 30-40 м до подхода к нарушению, дегазация разрабатываемых угольных пластов скважинами, пробуренными из подготовительных выработок, осуществляется при подготовке пластов к выемке, дегазация с предварительным гидроразрывом пластов, дегазация выработанного пространства, скважинами из подземных выработок, дегазация выработан-
230
ного пространства скважинами с поверхности [1]. Критерием, определяющим необходимость применения дегазации является выражение (1), по которому дегазация должна осуществляться в угольных шахтах в том случае, где средствами вентиляции невозможно обеспечить содержание метана в воздухе в пределах установленных норм и если не выполняется условие
Зуч < о,ооп<2УЧС, (1)
где - среднее газовыделение на участке, м3/мин; Qуч - расход
воздуха, подаваемого на выемочный участок, м3/мин; С -
При эксплуатации дегазационной системы в соответствии с принятыми нормативными документами определено, что концентрация метана в транспортируемой метановоздушной смеси должна быть от 0 до 3 и от 25 до 100 %. На практике такие концентрации поддерживать очень сложно. Так как наибольшие концентрации метана в смеси наблюдаются у скважин, то в процессе транспортирования по подземному вакуумному дегазационному трубопроводу они неизбежно уменьшаются.
Одной из причин отрицательно сказывающихся на поддержании безопасных концентраций метана в дегазационном трубопроводе являются подсосы воздуха через соединения звеньев труб.
Основными местами подсосов являются фланцевые соединения трубопроводов и водосбросные емкости, устанавливающиеся по длине дегазационных трубопроводов.
Наличие подсосов обусловлено: недостатками конструкции соединений звеньев труб, нарушением правил монтажа, коррозионным износом трубопроводов, недостаточной надежностью прокладок фланцевых соединений. Основные нарушения возникают при монтаже секций только половиной крепежных соединений и применении нестандартных прокладок, что запрещено «Методическими рекомендациями...» [1].
Нарушения в конструкции транспортной системы обусловлены конструктивными недостатками водосборных емкостей, закрывающихся снизу негерметичной плоской резиновой накладкой, которая удерживается при отсутствии воды только за счет вакуума дегазационного трубопровода. Деформация накладки во время эксплуатации приводит к неплотному прилеганию к емкости и образованию зон подсосов воздуха по контуру
231
накладки, что также приводит как к снижению концентрации метана в транспортируемой метановоздушной смеси, так и к снижению эффективности дегазации шахты в целом.
Дегазационные трубопроводы, представляют собой сложную гидравлическую систему и поэтому требуют обязательного выполнения определенных условий эксплуатации. Так, например, на ОАО «Шахта «Распадская» дегазация осуществляется с помощью двух поверхностных и одной передвижной дегазационных установок. В соответствии с «Методическими рекомендациями...» [1] должны быть обеспечены определенные параметры газовоздушной смеси транспортируемой по подземному вакуумному газопроводу: концентрация метана в смеси должна составлять 0-3 % и 25-100 % , манометрическое давление не должно превышать 0,2 кгс/см2, а температура должна находиться в пределах от +1 до +350 °С.
При эксплуатации дегазационных трубопроводов необходимо контролировать вышеперечисленные параметры. На рисунке представлен пример расположения измерительного блока по проекту для ОАО «Шахта «Распадская».
Контроль параметров метановоздушной смеси только у скважин является недостаточным для обеспечения транспортирования газа с наименьшими потерями по концентрации метана. Измерительные блоки по длине участкового и магистрального газопроводов устанавливают в очень редких случаях. Это существенно снижает возможность своевременного обнаружения дефектных мест в газопроводе с точки зрения их герметичности.
Измерительный отрезок
Водоотделитель
Рис. 1. Подсоединение измерительного блока к дегазационным скважинам
Измерительные блоки предназначенные для контроля параметров смеси по длине подземного газопровода, как правило располагаются вблизи фланцевого соединения звеньев труб, В связи с этим возникают большие отклонения в показаниях измерительной аппаратуры. Из-за неправильности выбора мест установки измерительных приборов, не правильно учитывается объем воздуха подсасывающийся через каждое фланцевое соединение. Перемешивание этого воздуха по сечению трубопровода с движущимся потоком метановоздушной смеси происходит только на определенном расстоянии от флан-цевого соединения. Это расстояние на сегодняшний день не определяется и не учитывается при размещении измерительных блоков. Следовательно, получаемая информация о качестве транспортируемой метановоздушной смеси является не совсем корректной и достоверной. Поэтому этот вопрос требует дальнейшего теоретического и экспериментального уточнения.
- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
233
1. Методические рекомендации о порядке дегазации угольных шахт (РД 15-09-2006). - М.: НТЦ «Промбезопасность», 2007. - 255 с.
2. Правила безопасности в угольных шахтах (ПБ 05-618-03). - М.: НТЦ «Промбезопасность», 2003. - 296 с.
— Коротко об авторах -
Малашкина В.А. - доктор технических наук, профессор, Зубков К.Б. - аспирант,
кафедра АОТ, Московский государственный грный университет.
234
