БЕЗОПАСНОСТЬ

Оригинальная статья

УДК 622.807 © А.Н. Тимченко, 2020

ISSN 0041-5790 (Print) • ISSN 2412-8333 (Online) • Уголь № 5-2020 /1130/

DOI: http://dx.doi.org/10.18796/0041-5790-2020-5-15-19

Название

Экспериментальное определение расчётных коэффициентов для проектирования проветривания проходческих забоев с учётом работы пылеотсосов

Автор

Тимченко А.Н., заместитель начальника Управления противоаварийной устойчивости предприятий АО «СУЭК», соискатель кафедры «Безопасность и экология горного производства» Горного института НИТУ «МИСиС», 115054, г. Москва, Россия, e-mail: TimchenkoAN@suek.ru

Аннотация

Рост влияния пылевого фактора обусловлен тем, что за последние 20 лет взрывы с участием угольной пыли в шахтах РФ происходят с частотой 1-2 взрыва за трехлетний период (2004, 2007, 2010, 2013 и 2016 гг.) и являются видом аварий с наиболее тяжелыми последствиями – число погибших шахтеров при взрывах пыли достигает 80-90% общего числа смертельно травмированных за указанные годы, а также пыль при длительном контакте работников с ней вызывает тяжелые формы заболеваний верхних и нижних дыхательных путей (пылевые бронхиты, пневмокониозы), которые составляют 18–20% общего числа профессиональных заболеваний шахтеров. Для определения эффективности существующих схем проветривания подготовительных выработок по вентиляционному фактору с учётом использования систем пылеотсоса (отсутствие реверсирования струи в зоне пылеотсоса) необходимо экспериментальное определение аэродинамических параметров применяемых систем в шахтных условиях с учетом циклограммы работ и характеристик проходческого оборудования, в том числе проведение замеров фактической запыленности и дисперсного состава пыли. Существующие математические зависимости, описывающие процессы изменения концентрации пыли в подготовительной выработке содержат ряд эмпирических коэффициентов, которые можно определить только для действующих участков.

В данной статье представлены результаты натурных исследований по определению одного из таких коэффициентов. Натурными измерениями установлено, что при изменении условий ведения проходческих работ, коэффициент меняется незначительно, следовательно, его можно использовать для проектируемых участков.

Ключевые слова

Безопасность, угольная шахта, проветривание, проходческий забой, пыль, пылеотсос, скруббер.

Список литературы

1. Аварийность и противоаварийная защита предприятий угольной промышленности // Ежемесячный информационный бюллетень ФГУП ЦШ ВГСЧ. 2017. № 1.

2. Воробьёва О.В., Костеренко В.Н., Тимченко А.Н. Анализ причин взрывов с целью повышения эффективности системы управления безопасностью труда угледобывающих предприятий // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2018. № 12. (Специальный выпуск № 61). 16 с.

3. Отчёт о научно-исследовательской работе «Исследование и анализ воздействия факторов производственной среды на здоровье работников, занятых на подземных работах». Клин, 2018. 328 с.

4. Инструкция по борьбе с пылью в угольных шахтах. Приказ Ростехнадзора № 462 от 14.10.2014 (ред. от 25.09.2018) «Об утверждении Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности». URL: http://docs.cntd.ru/document/420229046 (дата обращения: 15.04.2020).

5. Приказ Ростехнадзора от 06.11.2012 № 634 (ред. от 22.06.2016) «Об утверждении Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности «Инструкция по локализации и предупреждению взрывов пылегазовоздушных смесей в угольных шахтах» / Консультант плюс. [Электронный ресурс]. URL: http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_141069/ (дата обращения: 15.04.2020).

6. Воронин В.Н. Параметры вентиляционной струи, характеризующей эффективность выноса пыли из горных выработок. М.: Издательство АН СССР, 1953. Т. I. С. 97–114.

7. Бурчаков А.С., Москаленко Э.М. Динамика аэрозолей в горных выработках. М.: Наука, 1965. 170 с.

8. Романченко С.Б., Руденко Ю.Ф., Костеренко В.Н. Пылевая динамика в угольных шахтах. М.: Издательство «Горное дело» ООО «Киммерийский центр», 2011. 256 с.

9. Kaledina N.O., Kobylkin S.S. Ventilation of blind roadways in coal mines // Problems and solutions Eurasian Mining. 2015. Vol. 2. P. 26-30.

10. Каледина Н.О., Кобылкин С.С. О выборе способа проветривания тупиковых горных выработок газообильных угольных шахт // Горный журнал. 2014. № 12. С. 99-103.

11. Кобылкин С.С., Кобылкин А.С. Трехмерное моделирование при проведении инженерных расчетов по тактике горноспасательных работ // Горный журнал. 2018. № 5. С. 82-85.

12. Validation of the geometrical model and boundary conditions for modeling the process of air intake into the body of a coal waste dump taking into account area geodynamics / A. Batugin, A. Kobylkin, V. Musina et al. / International Multidisciplinary Scientific GeoConference Surveying Geology and Mining Ecology Management, SGEM. 2018. Vol. 18 (1.3). P. 1111-1118.

13. Skotniczny P. Three-dimensional numerical simulation of the mass exchange between longwall headings and goafs, in the presence of methane drainage in a U-type ventilated longwall // Archives of Mining Sciences. 2013. Vol. 58. N 2. P. 705-718.

14. Yi Zhebg, Jerry C. Tien, Ying Li. Comparison of diffuser assisted ventilation and Push-pull systems for DPM Control in a Dead-end Entry 16th North American Mine Ventilation symposium. Colorado USA, 2017. P. 149-158.

15. Mine face ventilation: a comparison of CFD results against benchmark experiments for CFD code validation / A.M. Wala, S. Vytla, C.D. Taylor, G. Huang // Mining Engineering. 2007. Vol. 59. P. 10-17.

Иллюстрации

Рис. 1. Структура суммарной нагрузки по вредным факторам рабочей среды и трудового процесса за период 2011-2017 гг.

Рис. 2. Технологическая схема размещения системы обеспыливания к комбайну DOSKOMD1100 и размещение замерных точек

Рис. 3. Упрощенная трёхмерная модель тупиковой горной выработки с пылеотсасывающей установкой

Для цитирования

Тимченко А.Н. Экспериментальное определение расчётных коэффициентов для проектирования проветривания проходческих забоев с учётом работы пылеотсосов // Уголь. 2020. № 5. С. 15-19. DOI: 10.18796/0041-5790-2020-5-15-19.

Информация о статье

Поступила в редакцию: 13.01.2020

Одобрена рецензентами: 18.02.2020

Принята к публикации: 23.03.2020

РЕЦЕНЗИЯ

на статью: «Экспериментальное определение расчетных коэффициентов для проектирования проветривания проходческих забоев с учетом работы пылеотсосов», автор: Тимченко А.Н.

Рецензент

Кобылкин С.С., доктор техн. наук, профессор кафедры «Безопасность и экология горного производства» Горного института НИТУ «МИСиС».

Представленная на рецензию научная статья носит актуальный характер. Актуальность данной работы заключается в научном обосновании применяемых коэффициентов в расчетах величины запыленности горных выработок угольных шахт.

Автором на основе проведенных исследований на действующих угольных шахтах получены эмпирические коэффициенты, значение которых могут быть использованы при проектировании вентиляции тупиковых горных выработок, работы пылеотсасывающих установок и систем пылевзрывозащиты на любых шахтах. В работе автор приводит краткий анализ травматизма на горных предприятиях, что также подчеркивает актуальность темы исследований. Также автор предлагает использование современных систем компьютерного трехмерного моделирования в развитии своих исследований по пылевой динамике в проходческих забоях.

В целом содержание рецензируемой статьи структурировано и логически увязано. Материал статьи изложен на профессиональном языке и не требует внесения корректировок.

Статья «Экспериментальное определение расчетных коэффициентов для проектирования проветривания проходческих забоев с учетом работы пылеотсосов» соответствует требованиям, предъявляемым к научным работам, и рекомендуется к публикации в журнале «Уголь».