Введение к работе
Актуальность работы
В настоящее время средняя глубина угледобывающих шахт в странах СНГ уже превысила 450 м, а на отдельных шахтах достигла 800-1500 м. Увеличение глубины разработки угольных месторождений влечет за собой рост выделения метана из источников газовыделения в горные выработки и выработанные пространства. Этот фактор остается одной из основных проблем безопасности подземной добычи. На угольных шахтах взрывы метана и пыли занимают четвертое место среди причин травматизма горнорабочих.
Актуальность работы состоит в том, что при объективном росте газообильности вентиляция не обеспечивает допустимые нормы концентрации метана в атмосфере горных выработок. В таких условиях требуется высокая эффективность дегазации. Так как существующая методика расчета технических характеристик и конструктивных параметров дегазационных установок согласно действующему «Руководству по дегазации угольных шахт» не учитывает гидродинамические особенности движения газовоздушной смеси по вакуумному подземному дегазационному трубопроводу, эффективность работы дегазационных установок даже при их правильной эксплуатации значительно меньше проектной. Это приводит к остановкам выемочных работ для разгазирования выработок.
Кроме того, в последние годы в связи с проблемами пагубного влияния промышленных отходов на экологическую ситуацию в мире, встал вопрос об уменьшении выбросов шахтного метана в атмосферу и более полном его использовании. Таким образом, обоснование и определение рациональных гидродинамических режимов движения метановоздушнои смеси по подземному вакуумному дегазационному трубопроводу для повышения безопасности ведения горных работ, безостановочной работы выемочного комплекса и использования каптируемого метана является актуальной научной задачей.
, І РОС НАЦИОНАЛЬНАЯ |
1 БИБЛИОТЕКА і
Цель работы заключается в установлении рациональных гидродинамических режимов движения частиц влажной метановоздушной смеси по подземному вакуумному дегазационному трубопроводу, обеспечивающих высокую эффективность дегазации и безопасность условий труда в газовых шахтах по фактору метана.
Идея работы состоит в использовании зависимостей чисел гидродинамического подобия от параметров метановоздушной смеси и технических характеристик дегазационных установок, для формирования рациональных режимов работ дегазационных систем, каптирующих метановоздушную смесь из угольных пластов и вмещающих пород на поверхность или к потребителю.
Основные научные положения, разработанные лично соискателем, и их новизна:
1. Одной из основных причин увеличения потерь давления в дегазационной системе является изменение плотности каптируемой влажной метановоздушной смеси при ее движении по вакуумному подземному дегазационному трубопроводу.
2. Полученные зависимости для определения критериальных чисел Рей-
нольдса и Эйлера учитывают гидродинамические особенности движения
влажной метановоздушной смеси по подземному вакуумному дегазацион
ному трубопроводу и позволяют определить рациональные гидродинами
ческие режимы движения каптируемой смеси.
3. Методика гидродинамического расчета конструктивных параметров дега
зационных установок базируется на использовании установленных крите
риев гидродинамического подобия и интервалов рациональных режимов
движения каптируемой смеси по подземному вакуумному дегазационному
трубопроводу.
Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций, содержащихся r работе, подтверждены:
представительным объемом шахтных исследований (семь вакуумно-газовых съемок работы дегазационной установки по 54 замерным пунктам в каждой);
использованием современного математического программного обеспечения для статистической обработки экспериментальных данных: Statgraphics Plus 5.0, Statistica 6.0 и др;
удовлетворительным согласованием полученных зависимостей для определения критериев подобия гидродинамического движения метановоз-душной смеси с данными натурных экспериментов (расхождение не превышает 8 %).
Научное значение работы состоит в установлении гидродинамических зависимостей движения метановоздушной смеси по вакуумному подземному дегазационному трубопроводу для определения рациональных параметров работы дегазационных установок угольных шахт.
Практическое значение работы заключается в разработке методики проектирования дегазационных установок угольных шахт, обеспечивающей рациональные гидродинамические режимы движения каптируемой смеси.
Апробация работы
Основные положения диссертации докладывались на научных симпозиумах «Неделя горняка» в 2001 и 2003 гг., V международной экологической конференции (Москва, МГТУ, 2001 г.) и заседании кафедры «Аэрология и охрана труда» (МГТУ, 2003 и 2004 гг.).
Публикации
По материалам диссертационной работы опубликовано пять научных работ.
Объем работы
Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, содержит 23
рисунка, 12 таблиц, 5 приложений, список использованных источников из 139 наименований.
