Металлоизделия в Луганске и области

Металлокострукции, входные двери, заборы, оградки,
решетки, лестницы, ковка, модули,
вальеры, декоративная мебель

Пример совместного расчёта вентиляционных и дегазационных сетей угольных шахт

Рост добычи угля предъявляет новые требования к метанобезопасности выемочных участков, которая до сих пор остаётся на низком уровне. Поэтому в качестве первоочередных задач, как отмечается, необходимо выделить:

разработку модели формирования метанообильности добычного участка, обеспечивающей максимальную нагрузку на очистные забои;

совершенствование управления метановыделением на основе жёсткой взаимосвязи схем вентиляции и дегазации;

совершенствование систем мониторинга безопасности.

Вместе с тем до сих пор расчёты вентиляционных и дегазационных сетей ведутся в отрыве друг от друга без жёсткой взаимосвязи их схем. Так, при расчётах вентиляционных сетей принимается во внимание только квадратичный закон сопротивления, в то время как при расчётах дегазационных сетей используется степенной закон сопротивления для подсосов газов к скважинам, а в газопроводах используются зависимости квадратов давлений от квадратов расходов. Кроме того, эти расчёты не увязаны с процессами фильтрации метана и воздуха в выработанных пространствах, и приходится эмпирическим путём подбирать поступающие в скважины расходы газов. При решении задач управления газовыделением на добычных участках и выборе режимов работы вентиляторов местного проветривания, вакуум-насосов и воздуходувок в основу также полагается степенной закон.

Выполненный автором сравнительный анализ даёт возможность полностью отказаться от степенного закона сопротивлений и брать в основу во всех случаях при расчётах дегазационных и вентиляционных сетей только двучленный закон сопротивлений. Такой подход к расчёту аэродинамических сопротивлений позволяет использовать метод межузловых депрессий (ММД) для расчёта одновременно дегазационных и вентиляционных сетей угольных шахт с их жёсткой увязкой.

В качестве примера рассмотрим схему дегазации и вентиляции добычного участка, представленную на рисунке.

Как видно из рисунка, воздух на участок подаётся по ветви 1-2 и отводится из участка по ветви 3-15-16 с помощью вентилятора главного проветривания (ВГП). Часть воздуха проникает в выработанное пространство по ветви 2-6-5-4 и возвращается в общий поток по ветви 4-3. С вентиляционной выработки на сближенный пласт пробурены скважины 13-10-7, 13-11-8 и 13-12-9.

Характеристики работы ВГП и ВНС на добычном участке приняты в соответствии с [2, 3] линейными.

Результаты расчёта одного из вариантов распределения газовоздушной смеси в вентиляционной и дегазационной сетях приведены в таблице.

Окончание табл.

Расчёт дегазационных и вентиляционных сетей

Максим. узел: т = 17

Кол-во ветвей: п = 31

Ад = 0,000979 м3

Начальный

узел

Конечный

узел

Сопрот. турб. Ял, кПЛхс2м6

Сопрот. лам. Ят, кПахс/м3

Депрес. тяги Н0, кПа

Депрес. ветви Н, кПЛ

Расход смеси д,

м3

14

17

150

1,5

0,00

5,68

0,19

16

1

0

0,01

1,00

0,18

17,92

17

1

0

200

90,00

37,03

0,19

1

7

0

10000

500,00

500,25

0,05

1

8

0

10000

500,00

500,28

0,05

1

9

0

10000

500,00

500,32

0,05

1

2

0

10000

1000,00

1000,32

0,10

Более расширенная таблица содержит колонку расходов смеси газов в м3/мин и колонку концентраций метана в каждом элементе сетей. Выбранный вариант расчёта наиболее близко отражает газовую ситуацию на реальном добычном участке при высокой его газообильности 15 м3/мин и расходе воздуха порядка 1000 м3/мин. При отсутствии или отключённой дегазации концентрация метана в исходящей струе участка составляет 1,4 %, что недопустимо. При дегазации в режиме, указанном в таблице, концентрация снижается до 1 %. Без учёта подсосов воздуха концентрация метана в магистральном трубопроводе составляет 51 %, а к вакуум-насосу с учётом подсосов поступает смесь газов с концентрацией 38 %.

Разработанный метод ММД позволяет производить расчёты дегазационных и вентиляционных сетей любой сложности с учётом жёсткой взаимосвязи их схем и делать прогнозы ожидаемых газовых ситуаций при нарушениях режимов работы ВГП или ВНС.

Форма заказа

Цветная металлургия

Горная проммышленность