- •Часть I
- •Рудничная атмосфера
- •Лекция № 2
- •Рудничный воздух
- •2.1 Атмосферный воздух
- •2.2 Изменение состава и свойств воздуха при его движении по горным выработкам
- •Ядовитые, взрывчатые и радиоактивные примеси рудничного воздуха
- •Литература
- •Лекция № 3 Метан, его происхождение и свойства
- •3.1 Физико-химические свойства метана
- •3.2 Происхождение и формы связи метана с горными породами
- •3.3 Метаноносность и метаноемкость угольных пластов и вмещающих пород
- •Лекция № 4 Метанообильность горных выработок и шахт
- •4.1 Виды выделений метана в шахтах
- •Неравномерность обыкновенного метановыделения
- •4.3 Меры борьбы с выделениями метана
- •4.4 Метанообильность шахт. Деление шахт на категории
- •Литература
- •Лекция № 5 Внезапные выбросы угля и газа в шахтах
- •5.1 Классификация газодинамических явлений в шахтах
- •5.2 Основы теории внезапных выбросов угля и газа
- •5.3 Классификация шахтопластов по признаку выбросоопасности
- •Методы прогноза и способы предотвращения выбросоопасности
- •5.5 Природа локальности выбросоопасности
- •Литература
- •Лекция № 6 Борьба с выбросами угля и газа в шахтах
- •6.1 Общие положения
- •6.2 Отработка защитных пластов
- •6.3 Применение гидрорыхления угольного пласта
- •6.4 Бурение опережающих скважин, образование полостей и торпедирование угольного массива
- •6.5 Применение разгрузочных пазов
- •6.6 Предотвращение выбросов угля и газа при механизированном проведении подготовительных выработок
- •6.7 Способы вскрытия выбросоопасных пластов
- •Литература
- •Лекция № 7 Борьба с метаном методами дегазации
- •7.1 Классификация методов дегазации
- •7.2 Дегазация при проведении подготовительных выработок
- •7.3 Дегазация разрабатываемого пласта скважинами
- •7.4 Дегазация пластов гидроразрывом и гидрорасчленением
- •7.5 Способы дегазации спутников (сближенных пластов)
- •7.6 Дегазация выработанных пространств
- •7.7 Эффективность дегазации
- •Литература
- •Лекция № 8 Рудничная пыль
- •8.1 Общие сведения
- •8.2 Горючие и взрывчатые свойства угольной пыли
- •8.3 Факторы, оказывающие влияние на взрывчатость угольной пыли
- •8.4 Особенности взрывов угольной пыли в шахтах
- •Основные меры борьбы со взрывами угольной пыли в шахтах (пылевой режим)
- •Литература
- •Лекция №9 Тепловой режим шахт
- •9.1 Общие сведения
- •9.2 Тепловой режим и тепловой баланс
- •9.3 Меры борьбы с высокими температурами в горных выработках
- •9.4 Подогрев подаваемого в шахту воздуха
- •Литература
Лекция №9 Тепловой режим шахт
9.1 Общие сведения.
9.2 Тепловой режим и тепловой баланс.
9.3 Меры борьбы с высокими температурами в горных
выработках.
9.4 Подогрев подаваемого в шахту воздуха.
Цель изучения темы:
Значение теплового режима и управление им. Обеспечение нормальных условий в горных выработках по тепловому фактору.
По теме студенты должны знать:
Влияние теплового режима на работу шахтного подъема и вентиляторных установок и самочувствие трудящихся.
Меры по обеспечению нормальных санитарно-гигиенических условий в горных выработках.
Вопросы для контроля и самоконтроля
Какие параметры состояния рудничного воздуха регламентируются ПБ?
Какие основные факторы определяют температуру воздуха в шахтах?
Что такое геотермическая ступень?
Какие меры борьбы применяют с высокими и низкими температурами воздуха в горных выработках?
9.1 Общие сведения
Тепловой режим угольных шахт зависит от следующих факторов:
температуры поступающего в шахту воздуха;
температуры пород;
влажности атмосферы;
скорости движения и количества проходящего по выработкам воздуха и др.
Изучение теплового режима и управление им имеет большое значение для создания санитарно- гигиенических условий и нормального самочувствия трудящихся в процессе работы. Кроме того, при недостаточном внимании к тепловым процессам может быть нарушена нормальная работа шахтного подъема и вентиляторной установки, вследствие обмерзания устьев стволов, рабочих лопаток и каналов вентиляторов в зимнее время.
Большое влияние тепловые условия оказывают на самочувствие трудящихся. Это объясняется тем, что в человеческом организме в процессе жизнедеятельности образуется тепло. Для поддержания постоянной температуры человеческого тела все образовавшееся тепло должно быть выведено из организма.
В целях создания нормальных условий работы в шахтах ПБ регламентируются температура и скорость движения воздуха.
9.2 Тепловой режим и тепловой баланс
В первой половине девятнадцатого века было замечено, что с переходом на разработку более глубоких горизонтов возрастает температура горных пород и, как следствие, повышается температура воздуха и ухудшаются условия работ.
При температуре воздуха более 28оС производительность труда шахтеров снижается на 30÷40%; кроме того, работа в таких неблагоприятных условиях действует изнуряюще, вызывает сонливость, ослабляет внимание.
Основным фактором, определяющим температуру воздуха в шахтах, является температура горных пород.
С 30-х годов XIX века проводились исследования по определению геотермической ступени, т.е. расстояния в метрах, при углублении на которое температура пород увеличивается на 1оС. При этом за начало отсчета принималась зона постоянной средней годовой температуры, находящаяся на глубине 20÷40 м от поверхности.
В настоящее время геотермия основных горнопромышленных районов изучена до глубины порядка 2000 м, а местами – до 3000 м. Геотермическая ступень в Донбассе изменяется от 36 до 43 м.
Температура воздуха в шахтах в зависимости от их глубины и географического расположения изменяется в очень широких пределах и может быть как положительной, так и отрицательной; влажность же обычно держится на высоком уровне – около 70%, повышаясь до 90% и более в обводненных выработках.
Тепловой баланс – соотношение между тепловыделением из различных источников, для каждой шахты свой, но все же можно говорить о среднем балансе.
Для Донбасса теплоотдача от горных пород на глубине 900÷1100м составляет 42÷52%, от окисления угля и дерева, соответственно, 32 и 26%, от охлаждения добытого полезного ископаемого – 8÷9%, от работы механизмов – до 9%, от прочих источников – 5÷6%.
Поскольку наибольшее влияние на температуру воздуха в угольной шахте оказывает тепловыделение из горных пород и, вследствие того, что расстояние от воздухоподающего ствола до очистных забоев достигает нескольких километров, температура воздуха в последних близка к температуре пород. Суточные колебания температуры воздуха на поверхности выравниваются уже в околоствольных дворах и практически не отражаются на температуре воздуха в очистных забоях. Сезонные колебания температуры в очистных забоях составляют 1÷5оС;
В гидрошахтах в зимнее время температура воздуха ниже летней на 4÷12оС.
Тепловые расчеты для определения ожидаемой температуры воздуха в очистных и подготовительных забоях необходимы при проектировании глубоких шахт, а также шахт любой глубины, расположенных в области вечной мерзлоты, в целях установления необходимости искусственного охлаждения или нагрева воздуха и получения необходимых данных для расчета холодильных машин или калориферов.