Способ прогноза запыленности выработанного пространства очистного участка

Авторы патента:

E21F5/00 - Способы и средства для предотвращения образования пыли, для связывания, осаждения или удаления пыли; предотвращение взрывов или рудничных пожаров (перемычки E21F 17/103; нанесение жидкостей или других текучих материалов на поверхности вообще B05)

Владельцы патента RU 2680570:

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ Институт проблем комплексного освоения недр им. академика Н.В. Мельникова Российской академии наук (ИПКОН РАН) (RU)

Изобретение относится к горному делу, преимущественно к угольной промышленности, и может быть использовано для прогноза запыленности выработанного пространства на выемочном участке при отработке не склонного к самовозгоранию угольного пласта за счет определения утечек воздуха из лавы, отводимого газоотсасывающей вентиляторной установкой, и количества взвешенной в нем взрывоопасной тонкодисперсной угольной пыли. Техническим результатом является определение количества взрывоопасной тонкодисперсной угольной пыли в выработанном пространстве действующей лавы. Изобретение включает проведение на выемочном участке подготовительных выработок, сооружение на фланге выемочного поля газоотсасывающей вентиляторной установки, отбойку угля в лаве очистным комбайном, схему проветривания участка с использованием газоотсасывающей вентиляторной установки, измерение расхода воздуха и его запыленности угольной пылью. Новизна состоит в том, что расходы воздуха и его запыленность определяют одновременно при работе комбайна по отбойке угля в потоках воздуха на входе и выходе из участка и вблизи газоотсасывающей вентиляторной установки, в 4 пунктах призабойного пространства лавы, исключая косые заезды, в смеси, отводимой газоотсасывающей вентиляторной установкой, и 4 пунктах подготовительной выработки с исходящей из участка струей, по измеренным расходам воздуха и его запыленности устанавливают объемы утечек воздуха из лавы через выработанное пространство в вентиляционную выработку и к газоотсасывающей вентиляторной установке и определяют количество взвешенной в воздушных потоках взрывоопасной тонкодисперсной угольной пыли.

Известен способ, включающий проведение на выемочном участке подготовительных выработок, сооружение на фланге выемочного поля газоотсасывающей вентиляторной установки, схему проветривания участка с ее использованием и измерение расхода воздуха (Руководство по проектированию вентиляции угольных шахт. Макеевка-Донбасс, 1989. - 319 с.; стр. 70-81).

Недостатком способа является отсутствие операций по определению запыленности выработанного пространства действующей лавы взрывоопасной тонкодисперсной угольной пылью, выносимой утечками воздуха из лавы.

Известен способ, включающий проведение на выемочном участке подготовительных выработок, отбойку угля очистным комбайном, схему проветривания выработок выемочного участка, измерение расхода воздуха и его запыленность угольной пылью (Инструкция по борьбе с пылью в угольных шахтах. - М.: Ростехнадзор, 2014. - №462. - 30 с.; стр. 1-4, 9-11, 17-18).

К недостаткам способа следует отнести отсутствие измерений тонкодисперсных фракций пыли в рудничном воздухе и в выработанном пространстве лавы.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ, включающий проведение на выемочном участке подготовительных выработок, сооружение на фланге выемочного поля газоотсасывающей вентиляторной установки, схему проветривания участка с ее использованием, измерение расхода воздуха и пылевыделения в выработках выемочного участка (Инструкция по применению схем проветривания выемочных участков шахт с изолированным отводом метана из выработанного пространства с помощью газоотсасывающих установок // Бюллетень нормативных актов федеральных органов исполнительной власти, 2012. - №17, 77 с.; стр. 1-12).

К недостаткам способа относится отсутствие операций по определению запыленности выработанного пространства лавы тонкодисперсной угольной пылью, способной при определенных обстоятельствах взрываться.

Технической задачей изобретения является определение количества взрывоопасной тонкодисперсной угольной пыли в выработанном пространстве действующей лавы.

Поставленная цель достигается тем, что в способе прогноза запыленности выработанного пространства очистного участка, включающем проведение на выемочном участке подготовительных выработок, сооружение на фланге выемочного поля газоотсасывающей вентиляторной установки, отбойку угля в лаве очистным комбайном, схему проветривания участка с использованием газоотсасывающей вентиляторной установки, измерение расхода воздуха и его запыленности угольной пылью в призабойном пространстве лавы, расходы воздуха и его запыленность определяют одновременно при работе комбайна по отбойке угля в потоках воздуха на входе и выходе из участка и вблизи газоотсасывающей вентиляторной установки, по измеренным расходам воздуха и его запыленности устанавливают объемы утечек воздуха из лавы через выработанное пространство в вентиляционную выработку и к газоотсасывающей вентиляторной установке и определяют количество взвешенной в воздушных потоках взрывоопасной тонко дисперсной угольной пыли.

Способ осуществляют следующим образом.

На подготовленном к отработке участке угольного пласта с механизированной крепью, по принятой схеме проветривания выработок выемочного участка с частичным отводом воздуха из призабойного пространства лавы газоотсасывающей вентиляторной установкой, сооруженной на фланге выемочного поля, выемку угля производят высокопроизводительным очистным комбайном с наперед заданной минутной производительностью по отбойке угля. Измеряют расходы воздуха и содержание в нем метана и угольной пыли одновременно при работе комбайна по отбойке угля, в сети выработок выемочного участка и в отводимом газоотсасывающей вентиляторной установкой воздуха, а также на поступающей в лаву струе, в призабойном пространстве очистного забоя, на исходящей струе лавы, в участковой выработке с исходящей струей воздуха и на газоотсасывающей вентиляторной установке. При этом расходы воздуха в призабойном пространстве лавы измеряют не менее чем в 4 пунктах(n) по ходу воздушного потока: (или n-1 пункт при прямоточной схеме и или n-2 при возвратноточной схеме)

- вне косых заездов комбайна, равных 15-20 м, в центральной части призабойного пространства;

- по середине выделенных замерными пунктами участков лавы между косыми заездами и центральной частью лавы.

При этом на исходящей струе воздуха выемочного участка устанавливают пункты замеров воздуха с учетом схемы проветривания выработок участка:

- при возвратноточной схеме устанавливают 2 пункта в пределах 10-15 и 30-40 м от лавы;

- при прямоточной схеме устанавливают 4 пункта замеров воздуха в интервале 100-150 м от очистного забоя.

Расходы воздуха в выделенных пунктах измерения определяют стандартным способом:

-измеряют скорость воздушного потока (, м/сек);

- измеряют сечение выработки (s, м²).

Измеренные показатели используют в формуле расхода

Производительность газоотсасывающей вентиляторной установки (м³/сек) принимают по ее паспорту, а расход воздуха (м³/мин) - по фактическим данным измерения.

В выделенных на участках пунктах измерения воздуха (м³/мин) отбирают пробы запыленного воздуха с помощью прибора фильтрующего действия (путем протягивания запыленного воздуха через фильтры), при этом фиксируют объем отобранного воздуха и определяют количество тонкодисперсной угольной пыли (фракции 70 мкм и менее), отложенной на фильтре, путем подсчета числа частиц с помощью микроскопа (число частиц пыли в кубическом сантиметре воздуха) с последующим расчетом взвешенной тонко дисперсной угольной пыли в воздухе (мг/м³), протекающем в пункте измерения.

Таким образом на исходящей струе воздуха выемочного участка устанавливают пункты замеров воздуха с учетом схемы проветривания выработок участка:

- при возвратноточной схеме устанавливают 2 пункта в пределах 10-15 и 30-40 м от лавы;

- при прямоточной схеме устанавливают 4 пункта замеров воздуха в интервале 100-150 м от очистного забоя.

Отбор общей и тонкодисперсной пыли в потоке воздуха, поступающего к газоотсасывающей вентиляторной установке, осуществляют вблизи ее регулировочного окна. Пылемер располагают перед регулировочным окном со стороны поступающего к установке потока воздуха.

Во всех пунктах измерения фиксируют концентрацию метана в воздухе.

Содержание взрывоопасной угольной пыли дополнительно определяют в сонаправленной потоку воздуха выработке в интервале до 100-150 м от очистного забоя и перед газоотсасывающей вентиляторной установкой в регулировочном окне.

Внедрение способа по прогнозу запыленности выработанного пространства на выемочном участке с использованием газоотсасывающей вентиляторной установки позволит оценить пылегазовую ситуацию и рекомендовать технологические решения по предотвращению возможной взрывоопасной ситуации в угольных шахтах.

Способ прогноза запыленности выработанного пространства очистного участка, включающий проведение на выемочном участке подготовительных выработок, сооружение на фланге выемочного поля газоотсасывающей вентиляторной установки, отбойку угля в лаве очистным комбайном, схему проветривания участка с использованием газоотсасывающей вентиляторной установки, измерение расхода воздуха и его запыленности угольной пылью в призабойном пространстве лавы, отличающийся тем, что расходы воздуха и его запыленность определяют одновременно при работе комбайна по отбойке угля в потоках воздуха на входе и выходе из участка и в 4 пунктах призабойного пространства лавы, исключая косые заезды, в смеси, отводимой газоотсасывающей вентиляторной установкой, и 4 пунктах подготовительной выработки, на исходящей струе воздуха выемочного участка устанавливают пункты замеров воздуха с учетом схемы проветривания выработок участка, при этом при возвратноточной схеме устанавливают 2 пункта в пределах 10-15 и 30-40 м от лавы, а при прямоточной схеме устанавливают 4 пункта замеров воздуха в интервале 100-150 м от очистного забоя, по измеренным расходам воздуха и его запыленности устанавливают объемы утечек воздуха из лавы через выработанное пространство в вентиляционную выработку и к газоотсасывающей вентиляторной установке и определяют количество взвешенной в воздушных потоках взрывоопасной тонко дисперсной угольной пыли.

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к способам и устройствам локализации взрывов метановоздушной смеси и угольной пыли. Техническим результатом является повышение эффективности и надежности локализации взрывов метана, но прежде всего угольной пыли, распространяющихся по сети горных выработок.

Способ прогноза содержания оксида углерода в атмосфере выработанного пространства выемочных участков угольных шахт // 2668091

Изобретение относится к горному делу, а именно к области техники безопасности и профилактики эндогенных пожаров при подземной разработке угольных пластов, склонных к самовозгоранию.

Плоскощелевой эжектор // 2666683

Плоскощелевой эжектор предназначен для перемещения текучих сред методом эжекции. Эжектор состоит из нескольких труб, имеющих по две плоские щели каждая, при этом трубы расположены параллельно друг другу на одном уровне так, что их носовые части находятся в одном направлении, торцы труб соединены трубопроводами для транспортировки от нагнетателя к трубам эжектирующей текучей среды, перед носовой частью каждой трубы находится симметричный, серповидный, в поперечном сечении, обтекатель, прямые края каждого обтекателя и носовая часть каждой трубы составляют две плоские щели, каналы которых, в поперечном сечении, являются сужающимися соплами, полость между обтекателем и носовой частью трубы является ресивером - сосудом для выравнивания колебаний давления, который сообщается с внутренней полостью труб через отверстия в носовой части труб.

Способ спектрально-акустического прогноза выбросоопасности угольных пластов // 2661498

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для прогноза динамических явлений типа внезапного выброса угля и газа, горного удара и им подобных.

Способ предотвращения взрывоопасных скоплений метана вблизи очистного комбайна // 2659043

Изобретение относится к горному делу, преимущественно к угольной промышленности, и может быть использовано для предотвращения опасных скоплений метана вблизи очистного комбайна.

Многофункциональная автоматическая система локализации взрывов пылегазовоздушных смесей в подземных горных выработках и входящие в нее устройства локализации взрывов // 2658690

Группа изобретений относится к горной промышленности, в частности к технологии и техническим средствам защиты производственного и иного персонала, находящегося в подземных горных выработках, оборудования, размещенного в них и самих подземных горных выработок, от взрывов смесей шахтного газа или(и) угольной пыли (пылегазовоздушные смеси), содержащихся в атмосфере угольных шахт.

Радиоизотопный способ измерения пылеотложения в горных выработках и устройство для реализации // 2656652

Изобретение относится к технике контроля запыленности поверхности на предприятиях угольной, горно-металлургической и других отраслей промышленности и сельскохозяйственного производства, где присутствует взрывчатая пыль: угольная, сульфидная, мучная и др.

Способ локализации взрыва метановоздушной смеси и угольной пыли и устройство для его осуществления // 2651821

Способ обнаружения подземных пожаров // 2631516

Радиоизотопный способ измерения отложения пыли в горных выработках и устройство для его реализации // 2618268

Изобретение относится к технике контроля запыленности поверхности горных выработок, промышленных помещений на предприятиях угольной, горно-металлургической и других отраслей промышленности и сельскохозяйственного производства, где присутствует взрывчатая пыль: угольная, сульфидная, мучная, пластмассовая и др.