Результат интеллектуальной деятельности: Способ прогноза запыленности выработанного пространства очистного участка

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 тонко дисперсной 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.