Главная » 2014»Август»4 » Скачать Разработка метода оценки метаноопасности шахт по комплексной метанообильности. Колмакова, Мария Владимировна бесплатно
4:01 AM
Скачать Разработка метода оценки метаноопасности шахт по комплексной метанообильности. Колмакова, Мария Владимировна бесплатно
Разработка метода оценки метаноопасности шахт по комплексной метанообильности
Диссертация
Автор: Колмакова, Мария Владимировна
Название: Разработка метода оценки метаноопасности шахт по комплексной метанообильности
Справка: Колмакова, Мария Владимировна. Разработка метода оценки метаноопасности шахт по комплексной метанообильности : диссертация кандидата технических наук : 05.26.03 / Колмакова Мария Владимировна; [Место защиты: Кузбас. гос. техн. ун-т] Кемерово, 2008 141 c. : 61 08-5/759
Объем: 141 стр.
Информация: Кемерово, 2008
Содержание:
ВВЕДЕНИЕ
1 СОСТОЯНИЕ ИЗУЧЕННОСТИ ВОПРОСА ГАЗООПАСНОСТИ ШАХТ
11 Анализ критериев современной оценки газоопасноти шахт
12 Газовый баланс шахт
13 Методы прогноза газообильности при оценке газоопасности шахт
Цель и задачи исследований
2 МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ И ВЫБОР ОБЪЕКТОВ НАБЛЮДЕНИЯ
21 Обоснование выбранных методов исследования
22 Анализ достоверности статистических факторов
23 Выбор объектов исследования
Выводы
3 ИССЛЕДОВАНИЕ ГАЗООПАСНОСТИ ШАХТ ПО КОМПЛЕКСНОЙ МЕТАНООБИЛЬНОСТИ
31 Фактическая газоопасность шахт Кузбасса
32 Исследование зависимости комплексной метанообильности от интенсивности добычи угля по районам Кузбасса
33 Исследование зависимости комплексной метанообильности от добычи угля по шахтам Ленинского района
34Исследование влияния каптируемого метана на метанообильность шахт Ленинского района
35 Исследование зависимости комплексной метанообильности от добычи угля по объектам шахты без учета каптажа метана
36 Исследование влияния каптажа метана на комплексную метанообильность шахты
37 Исследование зависимости комплексной метанообилыюсти от добычи угля по выемочному участку и очистной выработке
Выводы
4 РЕАЛИЗАЦИЯ МЕТОДА ОЦЕНКИ МЕТАНООПАСНОСТИ ШАХТ
41 Математическая модель оценки комплексной метанообильности шахт
42 Исследование технических возможностей выемочных комбайнов в метаноопасных очистных забоях
43 Способ определения допустимой нагрузки на очистную выработку по газовому фактору
44 Оценка эффективности вентиляции и дегазации по комплексной метанообильности
45 Расчет расхода воздуха по комплексной метанообильности
46 Технико-экономическая оценка себестоимости угля по интенсивности добычи и метанообильности
47 Сущность метода оценки метаноопасности шахт по комплексной метанообильности
Выводы
Введение:
Актуальность работы. Увеличение интенсивности добычи угля сопровождается ростом газообильности, повышением метаноопасности и ухудшением технико-экономических условий работы шахты. Под газоопасностью понимается повышенное загазирование рудничной атмосферы, которое при определенных условиях создает удушливую или взрывчатую метановоздушную газовую смесь и приводит к тяжелым социальным и экономическим последствиям. Газоопасность характеризуется абсолютной, относительной газообильностью и концентрацией газа в рудничной атмосфере.
Существенный вклад в разработку вопросов связанных с метаноопасностью внесли многие ученые и специалисты академических, отраслевых, учебных и проектных институтов. Исследованию вопроса связанного с метаноопасностью путем деления шахт на категории, в начале на три, позднее на четыре и пять, посвящены фундаментальные труды A.A. Скочинского, М.М. Протодьяконова, Г.Д. Лидина, В.Б. Комарова, Д.Ф. Борисова и др.
В настоящее время в нашей стране и в ряде зарубежных стран газоопасность шахт оценивают по величине категории, т.е. по количеству метана выделяющегося на тонну суточной добычи угля. Например в СНГ все шахты делятся по метаноопасности и углекислотоопасности на 5 3 категорий: четыре с интервалом в 5м /т, и опасные по внезапным выбросам л угля и газа, по водороду на 4 категории с интервалом 7м /т. В КНР шахты по метаноопасности делятся на три категории: две с интервалом в 10м3/т, и опасные по внезапным выбросам. В Бельгии — на слабогазовые, газовые и подверженные внезапным выбросам. Во Франции и США - на явно, слабо I газовые и опасные по выбросам. Кроме того, почти во всех случаях регламентируется допустимая концентрация газа в отдельных выработках.
Анализ показывает, что в нашей стране в качестве критерия газоопасности принята относительная газообильность. Такая оценка газоопасности была приемлема при низкой относительной газообильности от 5 до 15м /т, однако за более чем 60 лет практически все шахты Российской Федерации перешли в верхнюю категорию, и стали превышать ее в 10 раз и более. Одновременно возросла нагрузка на один очистной забой с 500т/сут. до 10000т/сут., и в перспективе намечается довести ее до ЗООООт/сут. Рост добычи угля повлек за собой соответствующее увеличение относительной газообильности шахт до 150м /т. Естественно, что существующая оценка газоопасности шахт нуждается в замене.
В связи с этим тема исследования в направлении установления оценки газоопасности шахт, чему посвящена настоящая работа, является актуальной и важной.
Цель работы состоит в разработке метода оценки метаноопасности шахт по комплексной газообильности на основе установленных зависимостей изменения абсолютной и относительной газообильности от интенсивности добычи угля.
Основная идея работы заключается в использовании закономерностей абсолютной и относительной газообильности с изменением добычи угля, для выявления комплексного критерия оценки и управления газоопасностью шахт.
Задачи исследования:
•установить взаимосвязь абсолютной и относительной метанообильности, формирующую критерий оптимальности управления метаноопасностыо шахт, на основе комплексной метанообильности;
•установить влияние газоотсасывающих вентиляторов на комплексную метанообильность добычных объектов;
•предложить способ определения допустимой нагрузки на очистной забой по газовому фактору на основе комплексной газообильности;
•разработать способ расчета расхода воздуха для вентиляции шахт по комплексной газообильности;
•обосновать методику оценки газоопасности шахт на основе комплексной газообильности.
Методы исследования. Для решения поставленных задач использован комплексный метод включающий: изучение состояния проблемы; постановку цели и задач исследования; анализ экспериментального материала на шахтах; обработку фактических данных методами математической статистики и теории корреляции; математическое моделирование аэрологических процессов, связанных с интенсивностью добычи угля; обобщение и выводы.
Основные научные положения, выносимые на защиту:
•в системе группы шахт, отдельной шахты и ее объектах существует критерий оптимальности управления метаноопасностыо, который определяется, как минимум относительной и максимум абсолютной допустимой метанообильности, что исключает загазирование атмосферы и обеспечивает максимальную по газу интенсивность добычи угля;
•применение газоотсасывающих вентиляторов для каптажа метана из выработанных пространств приводит к возрастанию газоопасности добычных объектов ввиду несоответствия между увеличением добычи и газообильностью;
•допустимая нагрузка на очистной забой по газовому (метановому) фактору зависит от комплексной газообильности, начальной величины интенсивности добычи угля и предельной концентрации метана;
•расход воздуха рассчитанный по комплексной газообильности изменяется в зависимости от интенсивности добычи угля по степенной закономерности, что повышает достоверность его определения и газовою безопасность работ;
•разработанный метод оценки метаноопасности по комплексной метанообильности позволяет повысить газобезопасность и улучшить технико-экономические показатели работы шахт.
Достоверность и обоснованность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается:
•представительным объемом экспериментальных данных на шахтах; -корректным использованием методов математической статистики и теории корреляции;
•использованием достоверных данных при обработке материалов газообильности;
•достаточной для практических целей сходимостью теоретических и расчетных результатов.
Научная новизна работы заключается в обосновании необходимости изменения существующей оценки газоопасности шахт по предложенному критерию - комплексной газообильности и разработке на ее основе способов оптимального управления добычей, расходом воздуха, дегазацией, себестоимостью угля и газоопасностью шахт. Личный вклад автора состоит:
•в формулировке задач и обосновании методов исследования; -в установлении закономерностей комплексной газообильности шахт;
•в выявлении и формулировке критериев оценки газоопасности шахт;
•в разработке способов оптимального управления газоопасностью; -в разработке методики оценки газоопасности шахт. Практическая ценность работы заключается: -в разработке способа определения допустимой нагрузки на очистной забой по газовому фактору;
•в усовершенствовании методики расчета расхода воздуха;
•в методике оценки газоопасности шахт по комплексной газообильности;
•в оценке эффективности дегазации шахт.
Реализация работы. Результаты исследований и оценки газоопасности шахт по комплексной газообильности прошли экспериментальную проверку на ряде шахт Кузбасса, что подтверждается актами.
Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались: на шестой Международной научно-практической конференции «Безопасность жизнедеятельности предприятий в угольных регионах», Кемерово, КузГТУ, 2005г., 2007 г.; на Международной научно-практической конференции «Наукоёмкие технологии разработки и использования минеральных ресурсов», Новокузнецк, 2005г.; на научной конференции кафедры «аэрологии, охраны труда и природы», КузГТУ, Кемерово, 2005г., 2007г.; на Международной научно-практической конференции «Природные и интеллектуальные ресурсы Сибири», Кемерово, КузГТУ, 2006г, 2007г.
Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 10 печатных работ, получено положительное решение на изобретение.
Структура и объем работы. Диссертация включает введение, четыре главы, заключение, список литературы. Общий объем диссертации составляет 140 страниц; в том числе 21 рисунок 32 таблицы, список литературы из 87 источников.
