книги из ГПНТБ / Морев, А. М. Дегазация угольных шахт и использование метана
.pdfТа б л и ц а 19. Расходы на зарплату трудящимся участка дегазации
Месячная , Необходимое Профессия зарплата, количество руб. трудящихся
Общая сумма, тыс. руб./ГОД.
Начальник участка |
190 |
1 |
2,28 |
Механик участка |
170 |
1 |
2,04 |
Горные мастера |
150 |
5 |
9,00 |
Машинисты вакуум-насосов |
65 |
5 |
3,90 |
Подземные электрос.песари |
150 |
5 |
9,00 |
Слесари поверхности |
90 |
2 |
2,16 |
Лаборант |
65 |
1 |
0,78 |
Итого |
|
|
29,16 |
Т а б л и ц а 20. Общие эксплуатационные расходы на дегазацию
Статьи расходов |
Общая сумма, тыс. |
|
РУ6.; год. |
||
|
||
Зарплата трудящихся |
29,16 |
|
Начисления на зарплату |
2,62 |
|
Материалы |
14,00 |
|
Электроэнергия |
24,40 |
|
Амортизационные отчисления |
5,50 |
|
Расходы на бурение скважин |
47,85 |
|
и проведение камер |
||
Итого |
123,53 |
|
3 _ = 581,60 — 123,53 = |
458,17 тыс, руб.-год. |
Оценка целесообразности применения дегазации про изводится по срокам окупаемости капиталовложений на ее осуществление. Срок окупаемости определяется по формуле
(24)
где Т — фактический срок окупаемости капитальных затрат на дегазацию, годы;
К— капитальные затраты на строительство дега зационной установки, руб.
Сметная стоимость капитальных затрат на строитель ство дегазационной установки (здание, стоимость и мон таж оборудования, газопроводы), по данным Донгипрошахт, равна 250 тыс. руб.
100
Следовательно, срок окупаемости составит
-г 250 Г “ Т Щ 7 - “ 0'55 года-
При реконструкции шахт срок окупаемости прини мается равным 4—5 годам. Из приведенного расчета сле дует, что окупаемость дегазационных мероприятий поч ти в десять раз меньше нормативной.
Существенный дополнительный экономический эф фект получается при использовании газа. На шахте «Пролетарская-Глубокая» в 1960 г. шахтная котельная была переведена на отопление метаном. Сметная стои мость работ по переоборудованию котельной составила 34,1 тыс. руб. Под газовое топливо были переоборудова ны 4 котла со среднегодовым расходом топлива 21 352 т, из которых 18 792 г расходовалось в зимние месяцы. Изза недостатка газа в зимнее время один из четырех кот лов работал на угле, расходуя его около 2 тыс. г в год. Таким образом было сэкономлено около 19 тыс. г угля в год. При стоимости угля 8,24 руб /г эта экономия в де нежном выражении составила 156,5 тыс. руб./год.
После перевода котельной на газ на 12 чел. умень шился штат рабочих, занятых обслуживанием котлов, подвозкой угля и вывозкой золы (табл. 21).
Т а б л и ц а 21. Численность и заработная плата рабочих до и после перевода на газ котельной
шахты «Пролетарская-Глубокая»
|
До перевода |
После перевода |
||
Профессия |
числен |
зарплата, |
числен |
зарплата, |
|
ность |
руб./мес. |
ность |
руб./мес. |
|
рабочих |
рабочих |
||
Водосмотрнтели |
3 |
195 |
5 |
325 |
Лаборанты |
3 |
195 |
4 |
260 |
Кочегары |
18 |
1645 |
12 |
1096 |
1Іодвозчики угля |
9 |
582 |
4 |
258 |
Зольщнки |
7 |
452 |
3 |
194 |
Всего |
40 |
3069 |
28 |
2133 |
Годовая экономия по фонду зарплаты составляет 936X 12=19 656 руб., а с учетом коэффициента начисле ний к основной заработной плате 19 656x1,51 =
101
— 29 680 руб. Общая экономия при использовании газа в котельной равна 156,5+29,68=186,18 тыс. руб./год.
Срок окупаемости затрат на переоборудование ко тельной определяется по формуле (24) и составляет
84 1
, ' - Т ® 8 = 0 ' 1 , №
Из приведенных расчетов следует, что затраты по пе реводу котельной на отопление шахтным газом окупают ся в первые два месяца работы котельной. В дальнейшем шахта ежегодно получает чистую прибыль в размере 186,18 тыс. рублей.
Высокая эффективность достигнута на шахте «Игнатьевская» шахтоуправления им. Калинина комби ната «Донецкуголь», где на отопление газом, извлекае мым дегазационной установкой, переведены котлы ДКВ-10/13 и ВГД-40/8. Здесь использовалось почти в два раза меньше газа, чем на шахте «Пролетарская-Глубо- кая». Экономический эффект по этой шахте включает экономию на топливе, зарплате обслуживающего персо нала котельной и на электроэнергии. Фактический рас ход твердого топлива до переоборудования котельной на газ в 1967 г. составил 8344 т при стоимости расходуемого угля 11,92 руб/т Следовательно, экономия на топливе в денежном выражении равна 11,92X8344 = 99,5 тыс. руб./год.
Результаты расчета экономии по зарплате обслужи вающего персонала приведены в табл. 22.
Т а б л и ц а 22. Численность и заработная плата рабочих до н после перевода на газ котельной шахты «Игнатьевская»
Профессия
Кочегары-операторы Золыцики Слесари-сантехники Слесари по автоматике Лаборанты
Всего
руб ставка. Тарифная,
3,57
2,53
3,57
4,85
2,70
До перевода |
После |
перевода |
|
1 |
|
количе ство ра бочих |
|
количе ство ра бочих |
общая зарпла та, руб./год. |
общая зарпла та, руб./год. |
|
|
|
|
і |
іб |
20848 |
12 |
15636 |
5 |
4617 |
— |
— |
4 |
5212 |
4 |
5212 |
1 |
1551 |
1 |
1551 |
4 |
3120 |
4 |
3120 |
30 |
35 348 |
21 |
25 519 |
102
С учетом начислений на зарплату экономия состав ляет ІО,71 тыс. руб./год. Экономия по электроэнергии в денежном выражении, по данным шахты, равна 1,45 тыс. руб./год. Таким образом, можно подсчитать об щий экономический эффект:
99,5+10,71 + 1,45=111,66 тыс. руб./год.
Капитальные затраты на переоборудование котель ной для отопления газом составили 43,5 тыс. руб. Следо вательно, срок окупаемости затрат
4.Q |
к |
Т = Г17 |
1Г = 0 ,3 9 5 года. |
111,16
Приведенные расчеты не являются абсолютно точны ми, но они достаточно убедительно показывают, что ути лизация газа дает существенный экономический эффект. Шахта «Пролетарская-Глубокая» использовала в год 6920 тыс. лс3 метана, сэкономив 186,18 тыс. руб. Следова тельно, сжигание 1 м3 метана дало экономию 2,69 коп. По шахте «Игнатьевская» использовано 4185 тыс. м3 ме тана в год, и каждый используемый кубометр метана позволил сэкономить 2,66 коп.
Приведенные ранее расчеты показывают, что на шах тах Украины и комбината «Ростовуголь» можно исполь зовать около 300 млн. ж3 метана в год без «кольцевания» дегазационных установок (см. табл. 17). В среднем по требление метана будет давать экономию не менее 2,5 копія3 в год, а общий экономический эффект по ука занному району составит в год около 8 млн. руб. Отсюда следует, что использованию газа нужно уделять больше внимания. В последние годы благодаря мерам, приня тым Министерством угольной промышленности УССР, резко возросло количество газа, направляемого для по требления в шахтные котельные.
Выбор экономически выгодных параметров дегазации спутников угольных пластов
В конкретных горнотехнических условиях достичь тре буемой эффективности дегазации спутников можно при различных сочетаниях разрежения (абсолютного давле ния) в скважинах и расстояния между ними. В свою оче
103
редь разрежение определяется длиной газопроводов, их диаметром и производительностью вакуум-насосов.
Формулу для расчетов газопроводов можно записать в виде
Р 2п — Р гк — |
> |
(25) |
|
где Р п и Р к — давление в начале и конце |
газопровода, |
||
мм. рт. ст.; |
|
|
|
С, — |
коэффициент, равный 1,91 •ІО6; |
||
L э — |
длина эквивалентного газопровода, м; |
||
d-э — |
диаметр эквивалентного газопровода, он; |
||
Под эквивалентным газопроводом понимается газо провод, который обладает таким же сопротивлением, как и реальный.
Р 1 |
[,9і |
-W Q y ^ |
(26) |
|
" |
сі * '33 |
|||
|
|
|||
Из уравнения характеристики насоса следует, что |
||||
|
|
|
|
Qo |
Рк Qm- |
|
|
|
|
|
|
|
|
Рв |
|
|
|
|
Тогда Ян = |
P 62Q2о |
|
Q V -э |
(27) |
|||
|
n |
2Qm2 |
1,91•10е ^5,33 ’ |
|||||
|
|
|
|
|
|
|||
где |
п — количество |
|
параллельно работающих на по |
|||||
|
|
верхности вакуум-насосов. |
|
|
||||
7 V |
Qo |
/■ _ р \ . + |
1,91-10® Н 5,33 |
+ Я Г + |
И 5.33 (28) |
|||
|
|
V «2„Q2п |
|
|
|
им |
“у |
|
где |
Ік — длина магистрального газопровода, м; |
|||||||
|
Іу — длина участкового газопровода, используемо |
|||||||
|
|
го в течение года (годовое подвигание участ |
||||||
|
|
ка) , м; |
|
|
|
|
|
|
|
/іу |
— количество участков с дегазацией; |
|
|||||
|
dM— диаметр магистрального газопровода, см; |
|||||||
|
dy |
— диаметр участкового газопровода, см; |
||||||
|
Р 6 —- барометрическое давление, мм. рт. ст. |
|||||||
Так как Р 6 — Р„ равно разрежению в скважинах, то из формулы (7) следует
104
Д/, = 158 -
X
1+0,0513
где X cli
270 |
QoXсн |
|
|
|
■ X |
|
|
||
|
Q |
|
|
|
|
1 + 0,678-106a |
|
|
|
|
1,91-IO6 |
+ , 5 "33 г |
r f / .вз.»«з Я .у,;. |
|
6 |
VQib\Q\ |
|||
|
(29) |
концентрация метана, доли.
Объем буровых работ по шахте в течение года соста-
бит ~ ^ - + а их стоимость будет равна І - ~ І
где /(б — стоимость бурения погонного метра скважины, включая ее обсадку (в рублях), а + — длина скважины (в метрах).
По данным-шахт К б составляет около 10 рубім.
В стоимость работ по дегазации, кроме бурения сква жин, должны быть включены амортизационные отчисле ния на полное восстановление и капитальный ремонт зда ния вакуум-насосной станции и ее оборудования и стои мость эксплуатации газопроводов, в том числе стоимость их монтажа и заработная плата обслуживающего персо нала:
По данным Донгипрошахта стоимость здания ваку ум-насосной станции составляет
К і = 2940(ян + 1) + 23200, руб.
При среднегодовых амортизационных отчислениях в размере 2% имеем
С,,1 = 58,8/г-н + 523, руб./год.
Стоимость оборудования вакуум-насосной станции с насосами КВН-50/1,5 составляет
К2 = 7490 (п„ + 1) + 28100, руб.
Средние амортизационные отчисления 9,6%, поэтому
СНІ] = 710л.„ + 3410, руб./год.
. Заработная плата постоянного штата трудящихся
СНИІ = 12000 руб./год.
105
Стоимость электроэнергии
СИІѴ = 6930(rt„ + 1), руб./год.
Общие затраты на обслуживание всех вакуум-насо сов составят
Сн = 7700/і,, + 22 830, руб./год.
Заработная плата слесарей, занятых на обслужива нии газопроводов
Сг! «= 0,820(/гу/у + /„) + 7450, руб./год.
Затраты на прокладку трубопроводов: |
|
.і |
|||||||
С + = (0,7Ы М- |
2,11 )/„ + |
(0,71rfv - |
2,11 )1уПу = |
|
|||||
- |
0,71 { d J M+ dytiyly) - |
2,11(/м- |
tiyly), |
руб./год. |
|
||||
|
Q0Xclh |
|
п |
|
„ЯКи |
а выражение |
|||
Учитывая, что |
= g о |
ИЛИ Q o = X СН.1 |
|||||||
|
Q |
|
|
||||||
0,67810~6а —0,1Q, общая стоимость работ |
по дегазации |
||||||||
составит |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С„ = |
|
/С |
|
у |
____________ _____________ _____ >. |
||||
|
|
|
1 + |
0,1 Q |
|
|
|||
|
158 — 270g-0 |
|
|
|
|
||||
|
|
' |
Q sо |
, |
р \ |
|
|||
|
1 + 0,0513 |
|
|||||||
|
Р(і — X |
|
1/ |
____ « _ + |
|
||||
|
|
|
|
|
СН4 |
У |
« 2HQ3m |
|
|
|
+ |
1,91 - 10е |
|
Іи |
|
|
|
+ |
|
|
|
|
|
/ѵ |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
rf«5"33 ' |
«yrfyS-33 , |
|
|||
+ |
770ян -j- (0,71 £зГм— 2,11)/м+ {0J\ dy~2,\ \ )tiyly + |
||||||||
|
+ 0 ,8 2 (Яу/у + /„) + |
30280, |
руб./год. |
(30) |
|||||
Знаменатель первого слагаемого выражает раоптоание между скважинами по простиранию, а выражение в квадратных скобках численно равно вакууму скважин в миллиметрах ртутного столба.
Для обеспечения необходимой эффективности дегаза ции конкретной шахты можно изменять диаметры маги стрального и участкового газопроводов и количество ра ботающих вакуум-насосов. Остальные параметры не из меняются. Поэтому для выбора экономически выгодного варианта дегазации при заданной эффективности необ ходимо определить стоимость дегазационных работ по
106
формуле (30) для возможных сочетаний диаметров газо проводов и количества вакуум-насосов. К реализации принимается вариант с наименьшей стоимостью дегаза ционных работ (С0). На вычислительной машине «Промінь» по зависимости (30) было просчитано большин ство возможных вариантов сочетания переменных, опре деляющих стоимость дегазационных работ (772 вариан та). Установлено, что результаты работы двух и трех ва куум-насосов практически не отличаются друг от друга, а одного и двух — различаются существенно только при коротких газопроводах большого диаметра.
Так как полученная зависимость ввиду сложности и большого числа переменных не может быть номографи рована, то для облегчения пользования ею при проекти ровании дегазации целесообразно составить таблицы возможных вариантов.
Л И Т Е Р А Т У Р А
1. Ли д и н Г. Д., Аиру нн А. Т., Д м и т р и е в А. М. Способы извлечения и утилизации метана угольных месторождений за рубежом. М., Углетехпздат, 1957.
2. Се р г е е в И. В. |
и др. |
Методика и результаты исследований |
|||||
по дегазации разрабатываемых |
угольных пластов. М., изд-во ИГД |
||||||
им. А. А. Скочпнского, 1968. |
|
|
|
|
|
||
3. С к о ч и н с к II й |
А. |
А., |
X о д о т В. В. |
и др. |
Метан в уголь |
||
ных пластах. М„ Углетехпздат, |
1958. |
|
|
||||
4. Щ е р б а н ь |
А. |
Н., |
Ц ы р у л ь н и к о в |
А. |
С. Газопронн- |
||
цаемость угольных |
пластов |
Киев, нзд-во АН УССР, |
1958. |
||||
5. Ф е р т е л ь м е и с т е р |
Я. |
Н., К р и в и ц к а я |
Р. М. Опре |
||||
деление газоносности пластов. Научно-исследовательские работы МакНИИ за 1959—1960 гг. М., Госгортехиздат, 1961.
6. Каптаж и использование метана каменноугольных шахт. М.,
Углетехпздат, |
1958. |
|
|
Glückauf, Ur. 44, 1940. |
|
7. |
F о г s t m а n n. Zur Schlagwetierfrage, |
||||
8. |
П е ч у к |
И. |
М. |
Дегазация спутников угольных пластов сква |
|
жинами. М., Углетехпздат, 1958. |
Некоторые вопросы те |
||||
9. |
К у з н е ц о в |
С. |
В., А й р у н и А. Т. |
||
ории дегазации неразгруженных от горного давления угольных пла стов. A4., изд-во ИГД им. А. А. Скочпнского, 1970.
10.Руководство по дегазации разрабатываемых пластов сква жинами в условиях шахт Донбасса. Донецк, МакНИИ, 1970.
11.Проектирование и применение предварительной дегазации разрабатываемых пластов на шахтах Донбасса (практическое посо бие). Макеевка—Донбасс, МакНИИ, 1969.
12. П р е о б р а ж е н с к а я Е. |
И., |
Л е в и н |
М. |
М. и др. Про |
ектирование, монтаж и эксплуатация |
дегазационных |
установок. М., |
||
«Недра», 1966. |
А. |
Т. и др. |
Исследование зако |
|
13. Л и д и н Г. Д., Айр у н и |
||||
номерностей дегазации разрабатываемых, подрабатываемых и надрабатываемых угольных пластов. М., изд-во ИГД нм. А. А. Скочин-
ского, |
1969. |
14. |
З а б у р д я е в В. С., Р ы ж и к о в В. Г. Определение эф |
фективности дегазации пластов по изменению газового давления.—
«Техника безопасности, охрана |
труда |
и горноспасательное дело». A4., |
||
«Недра», 1968, № 5. |
М., Ка л и мов |
Ю. |
И. Дегазация подготови |
|
15. П о п о в Г. |
||||
тельных выработок на шахтах |
комбината |
«Воркутауголь». Матерна- |
||
108
лы научно-технической конференции, посвященной результатам науч ных исследований в 1967 г. Воркута, 1968.
16.Н о ж к и н Н. В. Заблаговременная дегазация с направлен ным гидравлическим расчленением пласта. М., нзд.-во МГИ, 1967.
17.Ай ру ни А. Т. и др. Дегазация при проведении капиталь ных и подготовительных выработок. Проблемы борьбы с рудничными
газами и пылью. М , «Наука», 1969.
18. Я к у ш и н Н. П., Р у д ь м а н Н. И. О проведении выра боток по газоносным породам с предварительной дегазацией. Иссле дование по шахтному строительству. М., Углетехиздат, 1958.
19.Научные труды КНИУИ, вып. 19. М., «Недра», 1966.
20.М о р е в А. М. Работы МакНИИ в области дегазации за
1960—1964 гг. Материалы Всесоюзного совещания по дегазации угольных пластов на шахтах СССР. М., «Недра», 1966.
21. Выбор схем совместной разработки пологих пластов Дон басса. ГНТИ литературы по горному делу. М., ДонУГИ, ВНИМИ, 1963.
22. М о р е в А. М., Е в р е е в И. И., Б а е в X. А. Расчет эф фективности дегазации спутников угольных пластов в зависимости от интенсивности газовыделения, расстояния между скважинами и ре жима их работы. Сб. статей «Борьба с газом, пылью и выбросами в угольных шахтах». Макеевка—Донбасс, МакНИИ, 1971.
23. Мо р е в А. М. и др. Газовыделение в подрабатываемую вер тикально-горизонтальную скважину, пробуренную с поверхности. — «Уголь Украины», Киев, 1970, № 10.
24. Исходные данные по выбору технологических схем и пара метров дегазации выработанных пространств в условиях шахт, раз рабатывающих пологие пласты Донбасса. Макеевка—Донбасс, МакНИИ, 1970.
25. К а с и м о в О. И., Б а л и н с к и й Б. В. Изолированный от вод метана из выработанных пространств. «Техника безопасности, ох рана труда и горноспасательное дело». М., 1969, № 1.
26. |
Ч е п е л ь |
В. |
М. |
Сжигание газов в топках котлов и печей. |
М., Госгортехиздат, 1961. |
|
|||
27. |
С т а с к е в п ч |
Н. Л. Газоснабжение городов. Том 1. М., Гос- |
||
гортехнздат, 1961. |
|
|
|
|
28. |
П р е т е ч е н с к и й Г. П. Газотурбинные установки. М., Гос- |
|||
энергоиздат, 1957. |
М. |
А., |
К о р о т е е в Т. И. Эксплуатация котель |
|
29. |
В о л к о в |
|||
ных установок на газообразном топливе. М., издательство литерату ры по строительству, 1965.
30. Правила безопасности в газовом хозяйстве. М., «Недра», 1965.
