CC BY
11
С.П. Береснев, Д.Н. Алыменко, 2008
Н.И. Алыменко, И.А. Подлесный, С.П. Береснев, Д.Н. Алыменко
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ О ВОЗМОЖНОСТИ СБРОСА ИСХОДЯЩЕЙ СТРУИ ВОЗДУХА ИЗ ЛАВ В ОТРАБОТАННОЕ ПРОСТРАНСТВО РУДНИКОВ РУП «ПО «БЕЛАРУСЬКАЛИЙ»
Задача по разработке технологических схем выемки пласта в концевой части лавы позволит значительно снизить потери в охранных межпанельных целиках. Проветривание данного объекта является актуальной задачей. На нескольких лавах были проведены опытные работы по частичному извлечению межстолбовых целиков, без вырубки в выработки связанные с отработанным пространством. Были разработаны технологические схемы и схемы проветривания.
Наличие участка лавы с концевой частью любой длины в селективной лаве предопределяет выемку руды в нём только валом за два прохода комбайна, что снижает не только качество добываемой руды, но и производительность комбайна Электра-700 Сел. Селективная выемка слоёв возможна только при наличии в концевых частях лавы бортовых штреков, которые необходимы для выхода и смены положения шнеков. В настоящее время проводятся шахтные опытно-промышленные исследования проветривания лавы № 80 с концевой частью, примыкающей к выработке, связанной с отработанным пространством лавы № 45. Столб исследуемой лавы № 80 расположен на 20-й юго-западной панели гор. -430 м рудника Первого рудоуправления РУП «ПО «Беларуськалий».
При выполнении концевых операций в селективной лаве № 80 и повышения её производительности, увеличена длина лавы за счёт вырубки в транспортный штрек ранее отработанной лавы № 45, находящийся на расстоянии ~14.0 м от вентиляционного штрека. При этом транспортный штрек ранее отработанной лавы № 45, обезопашивается комбайном (шнеком) при вырубке, оборудование на штреке не устанавливается, т.к. привод забойного конвейера
43
размещается в лаве № 80. Для контроля содержания метана в атмосфере из отработанной зоны лавы № 45 на последней линейной секции крепи в лаве № 80 устанавливается дополнительный датчик метан-реле. На вентиляционном штреке устанавливается ВМП, место размещения которого определяется проектом проветривания лавы.
В результате исследований, должна быть определена надежность схемы проветривания концевой части лавы № 80 и доказана возможность ее применения для аналогичных горнотехнических условий рудников РУП «ПО «Беларуськалий».
Работа выполнялась в соответствии с «Методикой и программой проведения шахтных опытно-промышленных исследований проветривания лавы № 80», разработанной в Горном институте УрО РАН и РУП «ПО «Беларуськалий» и утвержденной в установленном порядке. Основанием для проведения исследований является приказ по РУП «ПО «Беларуськалий» № 1987 от 07.12.2007 г.
Как показывают исследования в данной области [1], регулирование потоков воздуха эффективно с помощью активных средств. В результате исследований необходимо найти вариант, при котором во все выработки лавы будут подаваться расходы воздуха не менее нормируемых, причем способы и средства проветривания не должны стеснять выполнение технологических операций при очистной выемке.
Расчет необходимого количества воздуха [2] выполнен по: взрывоопасным газам; тепловому фактору; эффективному выносу пыли; наибольшему количеству людей в смене. Для проветривания лавы № 80 необходимо подавать 213 м3/мин свежего воздуха.
Для реализации нескольких схем проветривания лавы № 80 в концевой ее части на редукторе привода конвейера был установлен вентилятор ВМЭ-5, с возможностью направить струю воздуха в транспортный штрек лавы № 45. В 250 м от лавы в технологической сбойке транспортного штрека лавы № 45 с вентиляционным штреком лавы № 80 установлена солеблочная перемычка с вентиляционным окном сечением 0,35 м2.
В период исследований постоянно на вентиляционном штрека 20 ЮЗП гор. -430 м работала подземная вспомогательная
44
Результаты замеров количества воздуха в лаве № 80
№ п/п Наименование выработки Расход воздуха в замерном сечении, м3/с (м3/мин) вентилятор пылеотсоса комбайна работает
ВМЭ-6 ВМЭ-6 + ВМ-5 ВМ-5
1 Конвейерный штрек 20 м от лавы 5,36 6,64 5,04
(321,6) (416,4) (302,4)
2 Транспортный штрек лавы 2,64 3,52 2,00
(158,4) (211,2) (120,0)
Входящая в лаву струя 1+2 8,00 10,16 7,04
(480,0) (609,6) (422,4)
3 В лаве между конвейерным и вспомогатель- 3,36 3,74 3,58
ным штреком (201,6) (224,6) (214,8)
4 В лаве между вспомогательным и закладоч- 3,96 5,89 4,29
ным № 1 штреком (237,6) (353,4) (257,4)
5 В лаве между закладочным № 1 и вентиляци- 6,49 9,85 6,49
онным штреком (389,4) (591,0) (389,4)
6 Вентиляционный штрек лавы 8,16 5,92 2,56
( 50 м от лавы) (489,6) (355,2) (153,6)
7 Концевая часть лавы (3 м от вентиляционного 1,65* 1,05 3,74
штрека) (99,0) (63,0) (224,4)
8 Концевая часть лавы (12 м от вентиляционного 0,55* 4,07 4,45
штрека) (33,0) (244,2) (267,0)
9 Сброс с лавы № 80 на конвейерный штрек ла- 0,00 4,26 4,47
вы № 45 (000,0) (255,6) (268,2)
10 Вентиляционный штрек лавы № 80 после 8,00 6,34 4,24
сбойки с транспортным штреком лавы № 45 (480,0) (380,4) (254,4)
(250 м от лавы)
11 Сброс с конвейерного штрека лавы № 45 на - 0,42 1,68
вентиляционный штрек лавы № 80 (25,2) (100,8)
4 *- движение воздуха в сторону вентиляционного штрека лавы.
5
вентиляторная установка (ПВВУ) с вентилятором ВМЭ-6 производительностью 20,4 м3/с (1224 м3/мин).
В процессе исследований испытаны три технологические схемы проветривания лавы (рис. 1-4), а также отобраны пробы воздуха на анализ и запыленность.
Производительность вентилятора пылеотсоса комбайна в режиме прямой работы - 138,0 м3/мин, а в режиме реверсивной работы - 45,6 м3/мин.
Результаты замеров количества воздуха по всем вариантам приведены в таблице.
В период выполнения замеров по первому варианту комбайн работал. На начало замеров он находился между вентиляционным штреком лавы и закладочным № 1 штреком лавы. При окончании замеров комбайн находился у вспомогательного штрека лавы. В работе вентилятор ВМЭ-6 на вентиляционном штреке лавы, вентилятор пылеотсоса комбайна работает в прямом режиме. Вентиляционное окно в технологической сбойке между вентиляционным штреком лавы № 80 и транспортным штреком лавы № 45 закрыто. Анализ результатов замеров показал:
- в концевой части лавы наблюдается неустойчивое движение воздуха в сторону вентиляционного штрека с убывающим расходом при увеличении расстояния от вентиляционного штрека лавы, причем все расходы значительно ниже расчетного значения;
- наибольшее значение замеров концентрации пыли в воздухе наблюдаются в концевой части лавы до 695,0 мг/м3;
- температура воздуха, поступающего в лаву, вдоль лавы и в концевой части лавы составляет 21,0 0С, а в районе вентиляционного штрека лавы 22,0 0С;
- пробы рудничного воздуха на анализ по длине лавы и в концевой части лавы не показали превышения санитарных норм.
Таким образом, проветривание концевой части лавы по первому варианту не обеспечивает поступление расчетного количества воздуха в концевую часть лавы, а это исключает возможность использования этой схемы проветривания.
В период выполнения замеров по второму варианту комбайн работал. Забойный конвейер работал в реверсивном режиме для осуществления закладки. В работе вентилятор ВМЭ-6 на вентиляционном штреке лавы, вентилятор ВМ-5 в концевой части лавы, вентилятор пылеотсоса комбайна работает в прямом режиме. Вен-
46
тиляционное окно в технологической сбойке между вентиляционным штреком лавы № 80 и транспортным штреком лавы № 45 открыто. Анализ результатов замеров показал:
- расход воздуха в концевой части лавы, прилегающей к вентиляционному штреку лавы, менее расчетного значения в 3 раза, где наблюдается наибольшая концентрация пыли - 1435,0 мг/м3 при ведении закладочных работ;
- температура воздуха, поступающего в лаву, вдоль лавы и в концевой части лавы составляет 22,0 0С;
- пробы рудничного воздуха на анализ по длине лавы и в ее концевой части не показали превышения санитарных норм;
- сравнение расходов воздуха поступающего в лаву по конвейерному и транспортному штреку лавы № 80 и исходящего из нее по вентиляционному штреку после сбойки с транспортным штреком лавы № 45 показывает, что по транспортному штреку лавы № 45 далее сбойки с вентиляционным штреком лавы № 80 уходит 10,16 - 6,34 = 3,82 м3/с воздуха;
- расход воздуха через технологическую сбойку между вентиляционным штреком лавы № 80 и транспортным штреком лавы № 45 составляет 25,2 м3/мин;
Проветривание концевой части лавы по второму варианту не обеспечивает поступление расчетного количества воздуха на всем протяжении концевой части лавы, что вызывает повышенную запыленность в местах с расходами воздуха менее расчетного значения, и исключает возможность использования этой схемы проветривания.
В период выполнения замеров по третьему варианту комбайн работал. На начало замеров он находился в концевой части лавы. В работе вентилятор ВМЭ-5 в концевой части лавы, вентилятор пы-леотсоса комбайна работает в прямом режиме. Вентиляционное окно в технологической сбойке между вентиляционным штреком лавы № 80 и транспортным штреком лавы № 45 открыто. Анализ результатов замеров показал:
- в концевой части лавы наблюдается устойчивое движение воздуха в сторону транспортного штрека лавы № 45 с расходом более расчетного значения по всей длине концевой части лавы;
- температура воздуха, поступающего в лаву, вдоль лавы и в концевой части лавы составляет 22,0 0С;
47
- пробы рудничного воздуха на анализ по длине лавы и в ее концевой части не показали превышения санитарных норм;
- значение замеров концентрации пыли в воздухе в концевой части лавы составляет 1250,0 мг/м3, при ведении закладочных работ и 520,0 мг/м3 при работе лавы на выдачу руды;
- сравнение расходов воздуха поступающего в лаву по конвейерному и транспортному штреку лавы № 80 и исходящего из нее по вентиляционному штреку после сбойки с транспортным штреком лавы № 45 показывает, что по транспортному штреку лавы № 45 далее сбойки с вентиляционным штреком лавы № 80 уходит 7,04 - 4,44 = 2,80 м3/с воздуха;
- расход воздуха через технологическую сбойку между вентиляционным штреком лавы № 80 и транспортным штреком лавы № 45 составляет 100,8 м3/мин;
- по вентиляционному штреку лавы поступает воздуха больше, чем необходимо для его использования в качестве запасного выхода. Как показали результаты моделирования перераспределение воздуха в пользу транспортного штрека лавы № 45 можно произвести за счет увеличения площади сечения вентиляционного окна до 1 м2 в перемычке на технологической сбойке между транспортным штреком лавы № 45 и вентиляционным штреком лавы № 80.
- совсем убирать перемычку в технологической сбойке между транспортным штреком лавы № 45 и вентиляционным штреком лавы № 80 не целесообразно, так как возможно движение воздуха по вентиляционному штреку лавы в сторону лавы, то есть может возникнуть рециркуляционный контур.
Таким образом, проветривание концевой части лавы по треть -ему варианту обеспечивает поступление расчетного количества воздуха на всем протяжении лавы и ее концевой части, что позволяет использовать эту схему для проветривания лавы.
Исследования будут проводиться в течение 2008 года.
Рекомендации
1. Обязательно комплексное рассмотрение факторов, влияющих на формирование газовой обстановки в отработанном пространстве (существующие схемы, способы и средства проветривания рудников; связь воздухоподающих и исходящих струй воздуха с отработанным пространством; гипсометрия пластов; га-
48
зоносность горных пород в различных условиях эксплуатации и залегания калийных горизонтов).
2. Для организации устойчивого проветривания и подачи в лаву расчетного количества воздуха в концевой части лав, аналогичных по горно-геологическим и горнотехническим условиям, должен быть установлен осевой или центробежный вентилятор с производительностью и давлением не ниже чем у вентилятора ВМЭ-5.
3. На последней секции крепи в концевой части лавы для контроля газовой обстановки устанавливают метан-реле.
4. Включение электрических машин, аппаратов и возобновление работ, после длительной остановки, разрешается только после восстановления нормального режима вентиляции и предварительного замера содержания метана последовательно на расстоянии не менее 20 м со стороны свежей струи от мест установки электрических машин и аппаратов, питающих забойное оборудование, возле них и в местах производства работ. Замеры должны производиться техническими специалистами и рабочими, имеющими на это право.
5. При сбросе исходящей струи воздуха из лавы с концевой частью в примыкающие выработки соседнего, ранее отработанного столба необходимо рассмотреть вопросы технологии подготовки и отработки столбовой системы разработки.
- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Рудничная вентиляция: Справочник /Под ред. К.З. Ушакова. - 2-е изд., пе-рераб. и доп. - М.: Недра, 1988. - 440 с: ил.
2. Правила технической безопасности при разработке подземным способом соляных месторождений Республики Беларусь - Мн: МОУП Слуцкая укрупненная типография, 2006. - 143 с. ГГ7ТЗ
— Коротко об авторах -
Алыменко Н.И., Алыменко Д.Н. - Горный институт УрО РАН, г. Пермь,
Подлесный И.А., Береснев С.П. - РУП «ПО «Беларуськалий», г. Солигорск, Беларусь.
49
