Технологии горноспасательного дела. Ч.II Ликвидация внезапных прорывов воды в горные выработки. Учебно-методическое пособие

№4427 МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РФ

УниверситетнаукиитехнологийМИСИС

ГОРНЫЙИНСТИТУТ

Кафедрабезопасностииэкологиигорногопроизводства

С.С.Кобылкин

ТЕХНОЛОГИИ ГОРНОСПАСАТЕЛЬНОГО ДЕЛА

Часть  II:

Ликвидациявнезапныхпрорывовводы вгорныевыработки

Учебно-методическоепособие

Рекомендованоредакционно-издательским советомуниверситета

Москва2023

УДК 622.867:658.5 (083.95) К55

Р е ц е н з е н т д-р техн. наук, проф. В.А. Малашкина

Кобылкин, Сергей Сергеевич.

К55 Технологии горноспасательного дела. Часть  II : Ликвидация внезапных прорывов воды в горные выработки : учеб. метод. пособие / С.С. Кобылкин. – Москва : Издательский Дом НИТУ МИСИС, 2023. – 74 с.

В пособии представлен поясняющий и справочный материал по физическим явлениям и технологическим процессам, описывающий ход и тактику горноспасательных работ. Приведены методики и примеры инженерных расчетов, даны задания для самостоятельной работы.

Предназначено для студентов вузов и техникумов, обучающихся по направлению «Горное дело», для самостоятельной работы, курсового и дипломного проектирования. Пособие может быть использовано горными инженерами, горноспасателями, членами ВГК горных предприятий при изучении тактики горноспасательных работ, проектировщиками при разработке Плана ликвидации аварий, студентами, магистрами и аспирантами вузов при изучении горноспасательного дела.

УДК 622.867:658.5 (083.95)

Кобылкин С.С., 2023

НИТУ МИСИС, 2023

3

ВВЕДЕНИЕ

Учебно-методическое пособие является II  частью серии учебно-методических пособий по тактике горноспасательного дела и продолжением серии учебных брошюр по горноспасательному делу.

Первая часть «Технологии горноспасательного дела» посвящена вопросам определения стадии эндогенных пожаров, расчетам параметров экзогенных пожаров, выбора средств тушения экзогенных пожаров, расчетам взрывчатости загазированных пожарными газов рудничной атмосферы и расчету параметров ударно-воздушных волн.

Вторая часть учебно-методического пособия «Технологии горноспасательного дела» посвящена вопросам предупреждения и ликвидация внезапных прорывов воды в горные выработки.

В основе данного учебно-методического пособия лежат существующие методики инженерных расчетов, описанные в монографии Евгения Павловича Калмыкова [5].

Учебно-методическое пособие составлено таким образом, чтоб учащийся смог проследить ход аварийно-спасатель- ных работ в постоянно изменяющихся условиях.

Оно включает пять заданий, выполнение которых позволит изучить порядок выполнения аварийно-спасатель- ных работ и понять, что лежит в основе инженерных расчетов. В теоретической части приведены некоторые выкладки применяемых формул, что необходимо для управления ходом локализации и ликвидации затоплений горных выработок как в подземных горных выработках шахт и рудников, так и для условий ведения открытых горных работ.

Учебно-методическое пособие дополнено теоретическими основами по тактике горноспасательного дела.

4

ОСНОВНЫЕОБЩИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕПОЛОЖЕНИЯ

Данное учебно-методическое пособие предназначено для изучения дисциплин «Безопасность ведения горных работ и горноспасательное дело» и «Технологии горноспасательного дела» и для приобретения навыков проведения инженерных расчетов по тактике горноспасательных действий бойцов ВГСЧ.

Учебно-методическое пособие состоит из пяти отдельных задач по определению параметров развития и стадии аварии на горном предприятии. Полученные результаты инженерных расчетов позволяют определить тактику горноспасательных работ.

В соответствии с ФНиП, вместимость водосборников главного водоотлива должна быть рассчитана не менее чем на 4 часовой максимальный приток без учета заиливания, а участкового – на 2 часовой приток.

Основными регламентирующими документами при ведении горноспасательных работ является Устав ВГСЧ по организации и ведению горноспасательных работ.

Рекомендуемая литература для изучения дисциплины: а)  основная:

1  Приказ МЧС России от 09.06.2017 № 251 «Об утверждении Устава военизированной горноспасательной части по организации и ведению горноспасательных работ».

2  Приказ ФГУП «ВГСЧ» от 30.12.2019 № 48 «О такти- ко-технической подготовке в подразделениях ФГУП «ВГСЧ».

3  Безопасность ведения горных работ и горноспасательное дело : учебник для вузов / К.З. Ушаков, Н.О. Каледина, Б.Ф. Кирин и др. ; под ред. К.З. Ушакова. М. : Изд-во Академии горных наук, 1999. 48 с. ISBN 5–7892–0041–9.

б)  дополнительная:

1  Соболев Г.Г. Организация и ведение горноспасательных работ в шахтах. 3 е изд., перераб. и доп. М. : Недра, 1988. 280 с. ISBN 5–247–00077–3.

5

2  Калмыков Е.П. Борьба с внезапными прорывами воды в горные выработки. М. : Недра, 1988. 280 с.

3  Наставление по тактике горноспасательных работ в шахтах и рудниках. Липецк : Липецкое издательство, 2000. 232 с. ISBN 5–221–00167–5.

6

ОБЩИЕТРЕБОВАНИЯКОТЧЕТУ

Результаты всех инженерных расчетов по тактике горноспасательного дела представляются в виде рукописи или машинописным текстом и имеют следующую структуру:

1)  титульный лист;

2)  оглавление;

3)  введение;

4)  текст работы (расчеты с пояснениями);

5)  чертежи;

6)  заключение.

Требованиякоформлениютекста

Основной текст должен быть разделен на главы и параграфы или разделы и подразделы, которые нумеруют арабскими цифрами. Во введении дается краткое описание поставленной задачи (лист задания). В заключении работы излагаются итоги выполненной работы, анализируются полученные результаты.

Заголовки располагают по центру страницы без точки в конце. Перенос слов в заголовке не допускается. Заголовки отделяют от текста сверху и снизу одним интервалом.

Текст должен быть выполнен печатным способом, набранном в текстовом редакторе Word, печать – на одной стороне листа белой бумаги формата А4 (210×297 мм) с межстрочным интервалом – 1,5 и размером шрифта 14. Выравнивание – по ширине. Допускается использование графических и табличных приложений нестандартного размера, которые в сложенном виде соответствуют формату А4.

Абзацный отступ должен быть одинаковым по всему тексту и равен пяти знакам, или 1,25 см. Страницы работы должны иметь следующие поля: левое – 20 мм, правое – 20 мм, верхнее – 20 мм и нижнее – 20 мм.

7

Все страницы работы, включая иллюстрации и приложения, нумеруются по порядку без пропусков и повторений. Первой страницей считается титульный лист, на котором нумерация страниц не ставится, на следующей странице ставится цифра «2» и т.д. Порядковый номер страницы печатают в центре нижнего поля страницы.

Рисунки должны быть встроены в текст, формулы набраны в MathType.

Работа должна иметь мягкий переплет.

Допускается выполнение работы в рукописном виде с соблюдением всех требований.

Оформлениетитульноголиста

Титульный лист является первой страницей работы, служит источником информации, необходимой для обработки и поиска документа.

На титульном листе приводят следующие сведения: 1)  наименование организации, где выполнена работа; 2)  вид работы (практическая работа, курсовой проект,

расчетно-графическое задание и т.п.); 3)  название работы («Инженерные расчеты по горно-

спасательному делу»); 4)  фамилию, имя, отчество автора без сокращений, но-

мер учебной группы; 5)  шифр и наименование специальности (по номенкла-

туре специальностей обучающихся, например: по направлению (специальность) 21.05.04 (130400) «Горное дело» специализация «Технологическая безопасность и горноспасательное дело»);

6)  фамилию, имя, отчество руководителя или консультанта, его ученую степень, ученое звание и должность;

7)  место и год написания работы.

Номер страницы на титульном листе не ставится.

8

ПРАКТИЧЕСКАЯРАБОТА  №  1  Расчетывеличиныгидростатическогодавления воды,притоковводыивременизатопления

выработокпривнезапныхпрорывахводы

Цель работы – научиться рассчитывать величины гидростатического давления воды, притоков воды и времени затопления выработок при внезапных прорывах воды, а также изучить существующие методики определения притоков воды при внезапных прорывах.

Общиетеоретическиеположения

Гидростатическое давление – давление вследствие силы тяжести находящейся в равновесии жидкости в любой точке внутри этой жидкости. Оно увеличивается пропорционально глубине жидкости, так как чем глубже погружено тело в воде, тем больше вес жидкости, который действует на ту же поверхность.

где рг – гидростатическое давление, Па; r – плотности жидкости, кг/м3; р0 – внешнее давление, Па. Принимается равным атмосферному давлению (р0 = 101 325 Па); g – ускорение свободного падения, м/с2, g = 9,81 м/с2; h – глубина по жидкости, м.

При ликвидации внезапных прорывов воды в горные выработки шахт очень важно знать притоки воды из прорывов, а также время затопления горных выработок шахты, от величины которых в значительной мере зависит выбор того или иного метода их ликвидации.

9

Методикаопределенияпритоковводы привнезапныхпрорывах

Определение притоков воды при внезапных прорывах в горные выработки приближенно производится:

1)  по объему затопленных выработок;

2)  по подъему воды в выработках;

3)  по скорости течения воды в выработках.

Определение притоков воды по объему затопленных выработок производится в случаях, когда шахтный водоотлив не справляется с откачкой притока воды из прорыва и горные выработки частично или полностью бывают затоплены. В рассматриваемых условиях приток воды из прорыва может быть определен по формулам (м3/ч):

при отсутствии водоотлива

при работе водоотлива

где W – объем затопленных выработок, м3 (определяемый по планам горных работ); t – время от начала прорыва воды до момента определения притока ее, ч; q – нормальный приток воды в горные выработки, м3/ч; q0 – производительность одного насоса, м3/ч; nн – число насосов, занятых откачкой воды.

Общий приток воды в горные выработки

и, соответственно, определяется по формулам

10