Безопасность ведения горных работ и горноспасательное дело. Часть I пылевзрывобезопасность горных выработок при ведении горных работ. Учебно-методичес

№ 4332 М И Н И С Т Е РС Т В О Н АУ К И И В ЫС Ш Е ГО О Б РА З О ВА Н И Я РФ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «МИСиС»

ГОРНЫЙ ИНСТИТУТ

Кафедра безопасности и экологии горного производства

А.С. Кобылкин

БЕЗОПАСНОСТЬ ВЕДЕНИЯ ГОРНЫХ РАБОТ

И ГОРНОСПАСАТЕЛЬНОЕ ДЕЛО

Часть  I: Пылевзрывобезопасность горных выработок при ведении горных работ

Учебно-методическое пособие

Рекомендовано редакционно-издательским советом университета

Москва 2022

УДК 622.457.2.001.2 К55

Р е ц е н з е н т д-р техн. наук, проф. С.С. Кобылкин

Кобылкин, Александр Сергеевич.

К55 Безопасность ведения горных работ и горноспасательное дело. Часть  I: Пылевзрывобезопасность горных выработок при ведении горных работ : учеб.-метод. пособие / А.С. Кобылкин. – Москва : Издательский Дом НИТУ «МИСиС», 2022. – 38 с.

В пособии представлены методики определения пылеобразующей способности пластов угля, количества инертной пыли для осланцевания горных выработок, количества подаваемого в выработку свежего воздуха, необходимого для разжижения концентрации пыли до предельно допустимых норм; контроля осланцевания горных выработок; измерения запыленности воздуха.

Данное учебно-методическое пособие предназначено для проведения лабораторных работ у студентов вузов и техникумов, изучающих дисциплину «Безопасность ведения горных работ и горноспасательное дело».

УДК 622.457.2.001.2

Кобылкин А.С., 2022

НИТУ «МИСиС», 2022

3

ВВЕДЕНИЕ

Данное пособие является частью серии учебно-методи- ческих пособий по безопасному ведению горных работ и горноспасательному делу.

В основе пособия лежат существующие методики расчетов, разработанные как на кафедре «Безопасность и экология горного производства» Горного института НИТУ «МИСиС» (ранее кафедра «Рудничной вентиляции» МГИ, «Аэрологии и охраны труда» МГГУ, 1996–2015), так и в ведущих научно-ис- следовательских институтах СССР и РФ.

4

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Данное учебно-методическое пособие предназначено для изучения дисциплины «Безопасность ведения горных работ и горноспасательное дело». В рамках работы с данным учебным пособием при выполнении лабораторных работ будут получены более глубокие знания о вредном и опасном факторе производственной среды – угольной пыли, а также будут приобретены навыки по работе с приборами, осуществляющими контроль запыленности и пылевзрывобезопасности горных выработок.

Учебно-методическое пособие состоит из пяти лабораторных работ.

5

ТРЕБОВАНИЯ К ОФОРМЛЕНИЮ РАБОТ

Лабораторные работы представляются в виде рукописи и имеют следующую структуру:

1)  титульный лист (указывается название работы, ФИО студента выполнившего данную работу, дата);

2)  введение (цель работы);

3)  текст работы (данные, полученные в ходе выполнения работы, заносятся в таблицы, проводится расчет);

4)  графическая часть (строятся, если есть необходимость, графики);

5)  выводы.

6

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №  1 Определение пылеобразующей способности пластов угля

Цель работы – изучение методики определения пылеобразующей способности пластов угля, получение практических навыков проведения лабораторного анализа проб угля.

Теоретическое введение

Для выбора требуемого комплекса средств борьбы с пылью при проектировании новых шахт или переходе на глубокие горизонты, а также для оценки эффективности их применения в конкретных горногеологических условиях и для предварительной оценки горных машин и комплексов по пылевому фактору на стадии проектирования необходимо правильно определять ожидаемый уровень запыленности воздуха при выемке угля [1].

Пласты угля по пылевому фактору разделяются по количеству пыли, выделяющейся в атмосферу очистного забоя, отнесенному к общей массе разрушенного угля (по удельному пылевыделению).

Удельное пылевыделение рассчитывается по суммарному содержанию в разрушенном угле частиц, способных переходить во взвешенное состояние (размером менее 70 мкм), для условий выемки угля комбайнами, у которых конструкция исполнительного органа и режим разрушения угля при любых горнотехнических условиях приняты постоянными (эталонными); скорость движения воздушной струи равна 1 м/с.

При расчете удельного пылевыделения учитываются вынимаемая мощность и влажность шахтопласта. Другие физикохимические свойства пласта, оказывающие влияние на удельноепылевыделение,учитываютсякомплекснопоказателемугля к измельчению.

Удельное пылевыделение (qпл, г/т) рассчитывается по зависимости

7

где апл – содержание в разрушенном угле частиц размером менее 70 мкм при эталонном режиме разрушения, %; KВ – коэффициент, учитывающий средневзвешенное значение влажности угля; KН – коэффициент, учитывающий средневзвешенное значение вынимаемой мощности пласта (определяется по графику, представленному на рисунке  1.1); KТ – коэффициент, учитывающий влияние отрицательной температуры пласта в условиях угольных месторождений, расположенных в зоне многолетнемерзлых пород (определяется по графику, представленному на рисунке  1.2).

Кн

2,5

2,0

1,5

1,0

0,5

0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 H, м

Рисунок  1.1 – Зависимость коэффициента KН от мощ-

ности пласта H

КТ

1,6

1,5

1,4

1,3

1,2

1,1

0 -2 -4 -6 -8 -10 оС

Рисунок  1.2 – Зависимость коэффициента KТ от температуры пласта

8

Содержание в разрушенном угле частиц размером менее 70 мкм рассчитывается по формуле

где l – показатель степени измельчения угля, определяемый для эталонного режима, характеризуемого показателем приведенной степени измельчения Kм.эт = 0,04; m – показатель способности угля к измельчению.

Показатель способности угля к измельчению определяется по данным ситового анализа эксплуатационных проб угля, разрушенного угледобывающей машиной. Пробы угля отбираются в соответствии с ГОСТ  16094–78 и 10742–71, число проб должно быть не менее 3.

Оборудование и материалы для проведения лабораторной работы

1  Сита для рассева с квадратными отверстиями размером 0,5; 1; 2; 3,15; 5; 10 мм.

2  Проба угля. 3  Весы.

4  Транспортир. 5  Калькулятор.

Порядок выполнения работы

Студентам пробу выдает преподаватель. Величину m определяем графическим путем. Для этого по данным ситовых анализов определяются средние значения (по числу проб) суммарного выхода подрешетного продукта, которые затем наносятся на функциональную сетку гранулометрического состава (рисунок  1.3). Тангенс угла наклона к оси абсцисс прямой, проведенной через нанесенные точки, равен искомой величине m.

Пробы должны рассеиваться на ситах с квадратными отверстиями размером 0,5; 1; 2; 3,15; 5; 10 мм.

Осредненный суммарный выход подрешеточного продукта определяется по показаниям рассева пробы угля и заносится в таблицу  1.1.

9

Рисунок  1.3 – Координатная сетка для определения значений показателя способности угля к измельчению

Таблица 1.1 – Суммарный выход подрешеточного продукта

10