Технология подземной разработки калийных месторождений
..pdfВремя |
|
|
Концентрация. % |
Номер |
точки |
||
после |
|
|
окиси |
условной окиси |
отбора |
га |
|
|
ОКИСЛОВ |
зовой |
пробы |
||||
взрыва |
азота |
углерода |
углерода |
на |
схеме |
||
забоя, |
|
||||||
мин |
|
|
|
|
|
|
|
I |
|
0,003 |
0,055 |
0,0745 |
|
|
I |
13 |
|
0,001 |
0,32 |
0,3265 |
|
|
I |
21 |
|
0,002 |
0,305 |
0,318 |
|
|
I |
31 |
|
0,0015 |
0,37 |
0,37975 |
|
|
I |
48 |
|
0,005 |
0,4325 |
0,465 |
|
|
I |
56 |
|
0,0013 |
0,445 |
0,45345 |
|
|
I |
71 |
|
0,003 |
0,47 |
0,4895 |
|
|
I |
101 |
|
Более 0,005 |
0,44 |
0,479 |
|
|
I |
I |
|
0,0035 |
0,045 |
0,0678 |
|
|
2 |
13 |
|
0,005 |
0,18 |
0,2125 |
|
|
2 |
21 |
|
0,001 |
0,115 |
0,1215 |
|
|
2 |
31 |
|
0,0012 |
0,165 |
0.Г728 |
|
|
2 |
48 |
|
Более 0,005 |
0,14 |
0,179 |
|
|
2 |
56 |
|
0,005 |
0,135 |
0,1675 |
|
|
2 |
71 |
|
0,002 |
0,12 |
0,133 |
|
|
2 |
Ю1 |
|
0,002 |
0,115 |
0,128 |
|
|
2 |
|
Фактическая уходка за цикл |
составляла 1,5 м, тагам |
образом, |
за один взрыв отбивается 6 м3 горной массы в массиве. Для опре деления фактического коэффициента разрыхления был построен про филь отвала взорванной породы и подсчитан объем горной массы в отбитом состоянии, составивший 7,82 м3. В результате коэффициент разрыхления получился равным 1,3 . Это означает, что объем пустот во взорванной породе составляет 1,8 м3.
Анализ данных эксперимента по газосодержанию отвала взор ванной горной массы показывает, что в процессе проветривания вы работки газовыделение из отвала очень незначительно - концентра ция газов практически не изменяется. Гэзосодержание отвала сни жается по мере удаления от забоя, т .е . наиболее интенсивный захват ядовитых газов обрушаемой породой происходит вблизи груда забоя. Средняя концентрация ядовитых газов в пустотах взорванной
мессы с учетом црофядя отвала л пест расположения точек замере
составила |
в |
пересчете |
на СО^сл 0 ,3 |
9 ?. |
Таким образом, в |
отбитой породе |
находится 1 ,8 м3 газовоздуш |
||
ной смеси |
со |
средней концентрацией 0,39$, что дает 7,02 л га за . |
||
Следовательно, составляющая полной газавости имеет величину |
||||
0,29 л на |
I |
кг ВВ. |
|
|
Анализ газовых проб, взятых в атмосфере выработок в период цроветривания, показывает, что количество подаваемого в забой воздуха (75-105 м3/мин) снижает концентрацию ядовитых газов да уровня 0,0085? СОусл в течение 30 мин.
Организация работ на руднике построена таким образом, что скреперование начинается примерно через 2,5 часа после взрыва. В процессе скреперования ЕМП во время работ по уборке породы отключали. Осредненные данные результатов измерения концентра ции ядовитых газов в атмосфере выработок в период скреперования представлены в табл. 2 .
|
|
|
Таблица 2 |
|
Изменение концентрации ядовитых газов в атмосфере |
||||
|
выработок при скреперовании |
|
||
Время после |
|
КОнпентоашя. ? |
|
|
начала скре |
ОКИСЛОВ |
окиси углерода |
условной окиси |
|
перования, |
||||
азота |
|
углерода |
||
мин |
|
|||
|
|
|
||
I |
0,0002 |
0,0012 |
0,0025 |
|
4 |
0,002 |
0,00115 |
0,001415 |
|
6 |
0,002 |
0,00415 |
0,01715 |
|
14 |
0,0015 |
0,0037 |
0,01345 |
|
16 |
0,002 |
0,0042 |
0,0172 |
|
18 |
0,0015 |
0,00475 |
0,0145 |
|
21 |
0,0015 |
0,00525 |
0,015 |
|
т/ерез 22-25 |
мин после |
начала скреперования включали ВШ |
и выработку быстро проветривали. Однако, именно в эти 22-25 мин за счет интенсивного выделения ядовитых газов при уборке дороДы их концентрация дэркится на уровне 0,011-0,015? С0у£ли досте гает в отдельных экспериментах 0,029? в пересчете на Щ с л 9 Что в 17 раз кревкгаает цредельно допустимую концентрацию. Сво его максимума кривая и з м е н я я концектряции достигает /ш 4-6 мин, Пос;;е чего ч>;чяьается ее пленное снижение.
Из табл. 2 видно, что процентное содержание окислов азота в СОуСЛ выше содержания огаои углерода, т .е . в процессе газовнделения цри уборке порода окислы азота играют основную роль и их необходимо строго учитывать.
|
ШШИОГРАШЧЕСКИЙ СПИСОК |
1. |
Балковой П .И ., Оотроушко А.И. 0 захвате ядовитых газов |
горными |
юродами / / Борьба с ядовитыми газами цри взрывных ра |
ботах и |
новые метода испытаний промышленных ВВ: Сб.ст. М.,1970. |
* 68/25. С. 37-47.
2 . Бересневич Q.B. Бэзовыделение из взорванной горной маосы в карьерах / / физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 1968. № 6. С. 64-69.
3 . Юанелев С.Ф., Кустов В.Н ., Мун В.М. Газовость промышлен ных ВВ на рудниках. Алма-ата: Наука, 1974. 144 с.
4 . Янов А.П., Ващенко В.С. Защита рудничной атмосферы от загрязнений. М.: Недра, 1977 . 273 о.
5 . Ярембаш И.Ф. К вопросу |
определения количества ядовитых |
газов, образующихся цри взрыве |
ВВ / / Уголь. 1969. № 12. С. 51-53. |
УДК 622.411
А.Н. Веденин, В.В. Смирняков
■О ГАЗОНОСНОСТИ ПОРОД И ГАЗОПРОЯВЛЕНИЯХ В РУДНИКАХ ПРИКАРПАТСКИХ МЕСТОКВДЕНИЙ КАЛИЙНЫХ СОЛЕЙ
(Ленинградский горный институт)
Специальных исследований газоносности пород прикарпатсдах месторождений до настоящего времени не проводилось. Однако в период эксплуатации этих месторождений имели место случаи выде ления метана в тупиковых выработках, в связи с чем разрабаты вающие их рудники переведены на газовый режим. Наиболее интен сивные выделения метана наблюдались в рудниках Кадушского мес торождения, где за 1960-1962 г г . было зарегистрировано 116 слу чаев выделений метана с концентрацией от 0 ,1 до 22!?, цричем в 40 из них содержание газа превышало норму. Подавляющее болыпинство случаев газопроявлений наблюдалось в выработкахСеверного
сильвинитового поля в цределах УП-1Х горизонтов и, как правило,
в |
местах встречи выработок и скважин с трещиной или полостью |
с |
газом. Газопроявления представляли собой локальные выделения |
типа суфляров, быстро иссякающих при вскрытии. Газовые горизонты залегают и в Калуш-Голынском районе на глубине 300-600 м ниже поч вы соляной толщих \
Изучение результатов анализов около 22 тыс. плановых проб рудничного воздуха, отобранных службой ВЮТ в рудниках Стебни-
ковского месторождения |
за период |
с 1966 |
- 1985 |
г г . показало, |
что только в 15 цробах |
(0,07# от |
общего |
числа) |
обнаружен метан. |
При этом концентрация его составляла от 0,01 до 0,63#. Все случаи наличия метана имели место в тупиковых выработках и, как цравило, во время производства взрывных работ. При проходке выработок околоствольного двора П горизонта рудника & 2 СтКЗ наблюдалось выде ление метана из шпура (7,74#), при этом в атмосфере призабойного цространства концентрация его составляла 0,05#.
О том, что соленосные отложения Прикарпатских месторожде ний содержат горючие газы, свидетельствуют и наблюдения за сос тавом атмосферы в шпурах, пробуренных в подготовительных выра ботках. Пробы воздуха из шпуров отбирали сразу после их бурения вакуумным способом и затем проводили их анализ в химлаборатории^; Проведенные исследования показали, что в атмосфере большинства
шпуров, цробуренных как по пластам |
полезного ископаемого, |
так |
и по вмещающим породам, содержатся |
горючие газы (таблица), |
ос |
новным компонентом которых является метан, а водород и тяжелые углеводороды содержатся в незначительных количествах.
Содержание горючих газов в атмосфере шпуров
йф аботка, пласт |
Глуби |
Содержание |
горючих |
Примечание |
|
|
на |
газов. % |
|
||
|
шпуров, |
|
|
" , |
|
|
м |
|
|
|
|
Рудник им. 50-летия |
Октября Калушского месторождения |
||||
Квершлаг # 12,го р .+ |
2,0 |
80,34 |
0,36 |
Следа |
Шпур про |
+190 м, пласт "Каи- |
2 ,0 |
91,22 |
0,16 |
0,05 |
бурен в |
нит-Верхний" |
прикон- |
||||
|
2,0 |
20,12 |
0,25 |
0,15 |
тактной |
|
|
|
|
|
зоне |
Кореневский С.М. Газоносность соляных и подсолевых пород Калуш-1Ълынского района / Тр. ЕВДИГ. Выл. 35. 1959.
ЮЗ
Выработка, пласт |
Глуби- |
Содержание |
горючих |
|||||
|
|
|
|
на |
газов, |
ъ |
|
|
|
|
|
|
шпуров, |
СНЧ |
с„ Н - |
|
|
|
|
|
|
м |
|
|||
|
|
|
|
|
П |
/77 |
|
|
Разведочный штрек, |
2 ,1 |
77,22 |
Следа |
0,03 |
||||
го р .+140 м, пласт |
2,0 |
0,41 |
0,00 |
0,00 |
||||
"Кавнит-Верхний" |
2,0 |
4,24 |
Следа |
0,11 |
||||
|
|
|
|
|||||
Камера |
20/2, |
|
2,2 |
0,34 |
Следа |
0,04 |
||
пласт |
ЛК-П |
|
|
2,1 |
0,11 |
0,00 |
0,00 |
|
|
|
|
|
2,0 |
0,46 |
0,08 |
0,00 |
|
Руддвор главного |
2,0 |
0,93 |
Следа |
0,01 |
||||
ствола,гор.+90 м, |
2,0 |
2,05 |
0,09 |
0,00 |
||||
порода |
|
|
|
|||||
|
|
|
2,0 |
0,09 |
0,00 |
0,00 |
||
|
|
|
|
|||||
|
|
|
Рудник № 2 Стебниковского месторождения |
|||||
Штрек 7/П, |
десятый |
2,0 |
0,3 |
0,00 |
0,00 |
|||
пласт |
|
|
|
1,9 |
0,48 |
Следа |
0,00 |
|
|
|
|
|
|||||
Подсечной |
орт камеры |
2,1 |
0,02 |
0,00 |
0,00 |
|||
Л 6 со штрека |
2 /1 , |
2,0 |
0,17 |
0,00 |
0,00 |
|||
основной пласт |
|
|||||||
|
2 ,0 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
||||
|
|
|
|
|||||
Скреперный орт |
каме |
2,1 |
Следы |
0,00 |
0,00 |
|||
ры & 19 со |
штрека 1/П,’ |
2,1 |
0,49 |
0,00 |
0,03 |
|||
основной пласт |
|
2 .1 |
0,05 |
0,00 |
0,03 |
|||
|
|
|
|
|||||
йгддвор вспомогатель |
2,1 |
Следы |
0,00 |
0,00 |
||||
ного ствола Шгори |
2,0 |
0,02 |
0,00 |
0,00 |
||||
зонта .порода |
|
|||||||
|
2,0 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
||||
|
|
|
|
Примечание
Шпур про бурен в црикон
тактной
зоне
Из таблицы видно, что концентрация горючих газов в атмосфере шпуров рудника им. 50-летия Октября Кйлушского месторождения зна чительно выше, чем в атмосфере шцуров рудника Стебниковского место рождения. Характерно высокое содержание метана (свыше 905?) в про бах, отобранных из шпуров, пробуренных в цриконтактной зоне. Это свидетельствует о том, что в зонах контактов пласта с породами имеются скопления свободных газов с большим содержанием метана. При вс|фытии этих зон горными выработками возможны суфдярные выде ления этого газа .
Гвзовоздушными съемками f цроведеиными на выемочных участках рудников Калушского и Стебниковского месторовдений в 1972-1973 г г . , установлено, что цри бурении скважин и скреперовании руда абсолют ное газовнделение условного метана не цревышает тысячных долей м3/мин. При взрывных работах в камерах абсолютное газовнделение увеличивается, но и в этом случае не цревышает нескольких десятых и сотых долей м3/мин соответственно в рудниках Калушского и Стеб никовского месторовдений. Горючие газы в рудниках обоих месторож дений представлены, в основном, метаном и водородом, концентрация которых не цревышает 0 ,1 -0 ,2 $ .
Следует отметить, что при указанных исследованиях в камеры поступало всего около 100 м3/мин воздуха. При аналогичных наблю дениях, проведенных в руднике № 2 СтКЗ в 1986 г . на исходящих струях очистных камер, в которые поступало около 2000 м3/мин возду ха, горючих газов обнаружить не удалось.
В тупиковых подготовительных выработках того же рудника вы деление горючих газов наблюдается как цри буровзрывных работах,
так и при комбайновом способе |
цроходки. Основным компонентом |
||||
этих газов цри скреперовании |
руда, бурении шпуров и комбайновой |
||||
проходке является |
метан, |
цричем концентрация его |
как в |
цризабой- |
|
ном цростра нс тве, |
так и |
на исходящей из выработки |
струе |
не цре |
|
вышает сотых долей процента. При взрывных работах в выработках |
|||||
выделение горючих газов |
резко |
возрастает, но и в |
этом случае абсо |
лютное газовнделение не цревышает десятых долей м3/мин, что зна чительно ниже, чем в рудниках Верхнекамского месторождения.
Приведенные данные позволяют заключить, что образование взрывоопасных скоплений газов в выработках рудников Прикарпат ских месторовдений за счет обычных газовыделений маловероятно. Однако цри пересечении выработками цриконтактных зон и геологи ческих нарушений возможны суфлярные газовыделения с повышенным содержанием горючих газов. В этих случаях необходим гадательный контроль состава рудничной атмосферы и соблюдение необходимых мер предосторожности.
Н.И. Захаров, Н.Ф. Красин, В.Ф. Коротаев
ГАЗОВЫЙ БАЛАНС КАРНАЛЛИТОВОГО УЧАСТКА
(Пермский политехнический институт)
Оцределение газообильности карналлитового участка важно не только для оценки газового баланса рудника в целом, но и для объективной оценки количества воздуха, необходимого для проветри вания этого участка. Данная работа посвящена определению газово го баланса карналлитового участка рудника Первого Березниковского рудоуправления.
Отработка запасов карналлитового пласта ведется буровзрывным способом (мелкошпуровая отбойка) почвоуступным забоем.Восьмая за падная панель, на которой выполнялись работы, подготовлена полевым откаточным,пластовым выемочным в вентиляционным штреками «Панель ный полевой откаточный штрек уклоном соединяется с пластовым вые мочным штреком (рисунок). Выемочный штрек сбит трассой закладки с выемочным штреком участка, отрабатывающего запасы сильвинитового пласта "Красный П".
Рис. Схема проветривания камер карналлитового участка: <Р - вентилятор; О - рабочий рудоспуск; Ф - нерабочий рудоспуск; х - вентиляционная перемычка;— ►- свежая струя;------- ► - исходящая струя; а - места установки пробоотборников
Газовые пробоотборники были установлены по схеме, приведен ной на рисунке, что позволило контролировать воздух, поступающий на панель, в камеры и исходящую струю.
Результаты анализа состава отобранных цроб воздуха показали,
что поступающий на участок воздух содержит в значительном коли
честве |
окись |
углерода (содержание СО в |
одной пробе |
составило |
|
0,0016 |
$). В исходящей же струе в ID цробах из |
18 содержание оки |
|||
си углерода |
превышало ЩЦС и изменялось |
от 18* |
КГ4# |
до 31* К Г 4# . |
Даже средняя величина содержания СО в исходящей струе по всем
18 пробам составила 16,8* Ю"4# |
(ПДК - 17*10~ Н ), |
|||
|
Содержание горючих газов - |
метана, этана, пропана и водоро |
||
да - |
не превышало ПДК. За |
сутки на участок поступает с воздухом |
||
36,44 |
м3горючих газов, |
а |
выносится 171,98 м3. При среднесуточной |
|
нагрузке на забой в 931 |
т |
относительная газообильность |
- |
т .яв-зе.ы, |
j |
г * |
Ш --------------------о .п б м г. |
Окончательная оценка полного газового баланса участка потре бовала установки дополнительных пробоотборников на вентиляцион
ные рукава, подающие воздух в |
камеры |
17;21 и |
проходческий |
забой |
|||
(выемочный штрек). При этом, |
кроме |
суточных |
проб, |
отбирали еще |
|||
и разовые (контрольные). |
|
|
|
|
|
|
|
Получены |
следующие результаты. В камере |
17 в |
суточных цро |
||||
бах содержание |
горючих газов |
не превышало ПДК. В разовых |
цробах |
||||
в двух случаях отмечено цревышение ПДК по окиси углерода |
(19 и |
||||||
24* К Г 4# ) . Суммарный суточный объем горючих газов |
по суточным |
||||||
цробам составил 16,70 м3. В исходящей |
струе |
камеры |
17 отмечено |
||||
шесть случаев превышения ПДК по окиси |
углерода (от |
18* К Г4# до |
|||||
26* К Г4# ) . |
|
|
|
|
|
|
|
Суммарный объем горючих газов, |
содержащихся в |
исходящей |
из камеры 17 струе, составил 44,22 м3. Таким образом, суточный
объем выделившихся горючих газов из |
камеры 17 составил (44,22 |
- |
||
- 16,70) = 27,52 м3 , |
окиси углерода |
(4,16 - 3,31) = 0,85 м3 , |
|
|
сероводорода |
(0,0029 |
- 0,0017) = 0,0012 м3. |
|
|
В камере |
19 в поступающей струе |
были отобраны только три |
ра |
зовые пробы. В исходящей струе отбирали суточные пробы. Содержа
ние СО (27,4*10~Н ) превысило ПДК в 1,7 р аза. |
Суточный |
объем го |
|
рючих газов составил 53,43 м3, сероводорода - |
0,015 м3 , |
кислоро |
|
да - 0,0031 м3. |
|
содержанию СО , |
|
В камере 21 также отмечено цревышение ПДК по |
|||
цричем и в поступающей, и в исходящей струях |
(22,6 |
и 2 2 ,1 ‘К Г 4# ) . |
Объем горючих газов в поступающей струе по суточным пробам соста вил 23,14 м3 , в исходящей cipye 53,95 м3. Следовательно, суточный
объем выделявшихся горючих газов в камере 21 составил 36,75 м3, сероводорода - 0,0014 м3 , сернистого газа - 0,0001 м3.
При проходке выемочного штрека отбирали разовые пробы из по ступающей в скважину струи и из вентиляционной трубы, подающей воздух в забой, и суточные пробы исходящей струи в 15 м от каме
ры 21.
Химический состав проб воздуха на поступающей струе показал, что в нем содержится больше горючих и токсичных газов, чем в возду хе, поступающем по вентиляционной трубе. При отсутствии подсосов воздуха через неплотности в месте установки вентилятора на выемоч ном штреке воздух, поступающий по скважине и вентиляционной трубе, не должен сильно разниться по составу. Следовательно, в данном случае вентиляция рабочих камер осуществлялась с рециркуляцией
воздуха, |
поступающего с |
выемочного штрека. Причем объем рецирку |
||||
лируемых горючих газов |
в исходящей струе камеры составил |
|
||||
. |
юо = 57$, т .е . |
больше половины. |
|
|
||
76,81 |
|
|
|
|
|
|
Суммарный объем горючих газов в исходящей струе камер и штрека |
||||||
составил |
(44,22 |
+ 53,43 + 53,95 + 76,81) = 228,41 м3, а в поступа |
||||
ющей по вентиляционным |
трубам (16,70 |
+ 28,74 + 23,14 + 43,84) |
= |
|||
= 112,42 |
м3, т .е . общая рециркуляция |
по участад |
составила |
|
||
.дао =49$. |
|
|
|
|
||
228,41 |
|
|
|
|
|
|
Средний объем горючих газов, поступающих в |
забой камеры, |
|
||||
составил |
112»4- |
= 28,10 |
м3 , а в исходящей струе |
S S L il - 5 7 ,1 0 |
м3. |
4 |
|
|
4 |
Средний суточный объем выделившихся горючих газов при горных |
|||
работах в одной камере (57,10 - |
28, ГО) = 29,0 |
м3. |
|
При выемке в среднем 300 т руды в сутки, |
относительная газо - |
||
обильность камеры составит 0,096 |
м3/ т . |
|
|
Количество горючих газов в свежей струе на участке по отноше |
|||
нию к исходящей струе составляет |
-- • ЮО |
= 21 |
$. |
|
171,98 |
|
|
Примерно такое же соотношение и для проходческого |
забоя - |
Разница в 3% подтверждает равенство соотношений объемов горючих газов в свежей струе, поступающей в камеры и на участок.
Учитывая рецирадляцию на участке, составляющую 5755 по объеод горючих газов, относительная газообильность участка, отрабатывающе го запасы карналлитового пласта В, составляет 0,105 м3/ т .
Разница относительной газообильности камеры и участка с уче том рецирвдляцзи невелика, и результаты оценки газового баланса участка и камер можно считать достоверными.
Ш543.271.08:622.817
В.М. Гинголвд, А.С. Триполко
РЕЗУЛЬТАТЫ ПРОМЫШЛЕННЫХ ИСПЫТАНИЙ ГОРНОСПАСАТЕЛЬНОГО ЭШШОЗИМЕТРА ЭГ-1 В КАЛИЙНОМ РУДНИКЕ
(ВНИИГД, ПО "Уралкалий")
В Днецропетровском отделе ВНИИГД разработай переносной горно спасательный эксплозиметр ЭГ- I , предназначенный для обеспечения безопасности по фактору "взрыв газа" находящегося в горных выра ботках персонала [ I ] . ЭГ- I обеспечивает автоматическое измерение довзрывоопасных концентраций метана, водорода, окиси углерода, этана, цропана, бутана и их смесей в диапазоне от 0 до 50$ от ниж него предела воспламенения (ЕПВ). При показаниях 40$ НПВ в нем автоматически включается световая и звуковая сигнализация. Предел допустимой основной погрешности прибора по метану 6$, по водороду 15$, по смеси оцределяемых компонентов 20$ НПВ.
Для проверки эксплуатационных и метрологических характеристик эксплозиметра в условиях калийного рудника, установления возмож ности использования прибора для контроля степени взрывоопасности рудничной атмосферы цри выполнении операций технологического цик ла добычи руды (цри бурении шпуров, взрывных работах и при отгруз ке руда), а также цри выполнении горноспасательных работ в февралеапреле 1987 г . на руднике БКПРУ- I были цроведены промышленные ис пытания опытного образца эксплозиметра ЭГ-1.
Испытания проводились на карналлитовом участке рудника, отра батывающем наиболее опасный по газовыделениям и внезапным выбросам карналлитовый пласт В, силами Березниковского отдельного горноспа сательного отряда (БО ВГСО) с участием ПО "Уралкалий", Днепропетров
ского отдела ВНИИГД и Уральского филиала |
ВНИИГ по утвержденной про |
||||
грамме в методике. |
|
|
|
|
|
С 5 февраля по 23 апреля 1987 |
г . эксплозиметр |
наработал |
|||
300,5 часа (51 |
смена). За |
это время было |
отобрано |
13 црсо воздуха |
|
для химанализа |
на Сп^%//„ |
, СО и |
02 , |
п р о и зв е л о 267 параллель- |