авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 7 |
-- [ Страница 1 ] --

Министерство образования и науки, молодежи и спорта Украины

Донецкий национальный технический университет

Институт горного дела и геологии

Кафедра «Охрана

труда и аэрология»

ПРОМЫШЛЕННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ

И ВЕНТИЛЯЦИЯ ПОДЗЕМНЫХ

СООРУЖЕНИЙ В XXI СТОЛЕТИИ

Материалы международной научно-

практической конференции

посвященной

90-летию Донецкого национального технического

университета

21-22 апреля 2011 года Донецк 2011 УДК 331.45, 622.8, 622.4 Промышленная безопасность и вентиляция подземных сооружений в XXI столетии: Материалы Международной научно-практической конференции посвященной 90-летию Донецкого национального технического университета.

– Донецк: ДонНТУ. – 2011. – 168 С.

В сборнике приведены результаты научных разработок ведущих специалистов и молодых ученых, представленные на международной научно практической конференции, посвященной 90-летию Донецкого национального технического университета (ДонНТУ). Конференция была организована кафедрой «Охрана труда и аэрология» института горного дела и геологии при ДонНТУ и проводилась 21–22 апреля 2011 года. В конференции приняли участие ученые из ДонНТУ, горно-металлургической академии в Кракове, силезской политехники, Санкт-Петербургского государственного горного института им. Г.В. Плеханова и др.

Редакционная коллегия:

докт. техн. наук, проф. Булгаков Ю.Ф.

докт. техн. наук, проф. Александров С.Н.

докт. техн. наук, проф. Николин В.И.

докт. техн. наук, проф. Подкопаев С.В.

канд. техн. наук, проф. Стукало В.А.

канд. техн. наук, доц. Николаев Е.Б.

канд. техн. наук, доц. Кавера А.Л.

За справками обращаться по адресу:

83000, г. Донецк, ул. Артема, 58, Донецкий национальный технический университет, Горный факультет, тел. (+38062)302-81-80, e-mail: ota@mine.dgtu.donetsk.ua СЕКЦИЯ 1. ПРОМЫШЛЕННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ УДК 622.8:622. Малеев Н.В., к.т.н., Мартынов А.А., к.т.н. (ГП «ДЭТЦ Госгорпромнадзора Украины», Донецк) ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ И НАПРАВЛЕНИЯ ПО ПОВЫШЕНИЮ УРОВНЯ ПРОМЫШЛЕННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ГАЗООБИЛЬНЫХ ШАХТ Изложены основные требования и приоритетные научно-технические направления по обеспечению безопасности работ в комплексно-механизированных производительных лавах с высоким газовыделением. Уделено внимание обеспечению очистных забоев расчетным расходом воздуха, применению дегазации, своевременному выполнению горно геологических прогнозов и реализации комплекса мер при работе лав в зонах горно геологических нарушений, применению при выемке угля эффективных систем и средств орошения, внедрению систем и средств по контролю безопасности ведения горных работ.

Шахта, производительная лава, газообильность, безопасность работ.

Современное развитие добычи угля на шахтах Украинской части Донбасса связано с постоянным внедрением высокопроизводительных технологий выемки угля и проходки горных выработок. При этом, главным требованием к угольным предприятиям со стороны государственного горного надзора остается гарантированное обеспечение безопасности работ, дальнейшее повышение уровня промышленной безопасности и улучшение состояния охраны труда. Этот основополагающий принцип в производственной деятельности любого предприятия независимо от формы собственности реализуется в Украине в соответствии с Законом «Об охране труда».

Проблемы промышленной безопасности в угольной отрасли в Украине относятся к категории особой государственной и общественной значимости, решение которых является одним из приоритетных заданий национальной безопасности.

Решение насущных проблем и задач в области повышения уровня безопасности труда на угледобывающих и шахтостроительных предприятиях крайне важно и необходимо, так как большая часть шахт Украины являются по горно-геологическим и горнотехническим условиям разработки пластов одними из самих сложных в мире. Только в Донецкой области более 70 шахт являются сверхкатегорными и опасными по внезапным выбросам угля и газа.

Многие шахты отрабатывают самовозгорающиеся пласты, относятся к категории опасных по взрывчатости угольной пыли. Более 20 шахт ведут горные работы на глубинах 1000-1380 м, среди них - им. А.Ф.Засядько, «Краснолиманская», им. А.Г.Стаханова, «Шахтерская Глубокая», им. А.А. Скочинского и ряд других. Мощность разрабатываемых пластов на шахтах составляет 0,6-1,8 м.

Быстрыми темпами стареет шахтный фонд. Более половины шахт работают многие последние десятилетия без реконструкции, имеют сложные протяженные вентиляционные сети и многоступенчатый подземный транспорт.

В таких сложных условиях ведение горных работ в угольных с высоким газовыделением шахтах всегда представляет повышенную опасность.

Уровень общего производственного травматизма и травматизма со смертельным исходом на угольных предприятиях Украины, при существующей позитивной тенденции в последние несколько лет по ежегодному снижению [1], остается в настоящее время достаточно высоким (рис.1).

В 2006 году в шахтах Украины было травмировано со смертельным исходом 168 чел., в 2007 г. – 268, 2008 г. - 174, 2009 г. - 152, 2010 г. – 131. Каждый миллион добытого угля в Украине уносит жизни 2-3 горняков.

Сушествует по шахтам и жестокая статистика по происшедшим крупным авариям с групповыми несчастными случаями со смертельным исходом.

Крупные аварии с тяжелыми последствиями произошли: 4 апреля 1998 г. на шахте им.

А.А. Скочинского ПО «Донецкуголь» (взрыв метановоздушной смеси и угольной пыли в горных выработках, погибло 63 чел.);





19 июля 2004 г. в ГП «Угольная компания «Шахта Краснолиманская» (взрыв метановоздушной смеси в горных выработках, погибло 36 чел.);

18 ноября 2007 г. на АП «Шахта им. А.Ф. Засядько» (взрыв метановоздушной смеси в горных выработках, погибло 106 чел., в т.ч. 5 горноспасателей в период выполнения горноаварийных работ);

23 мая 2008 г. в ГП «Угольная компания «Шахта Краснолиманская»

(внезапный выброс угля и газа, погибло 11 чел.);

18 июня 2008 г. на шахте им. К.Маркса ГП «Орджоникидзеуголь» (взрыв метановоздушной смеси в стволе, погибло 13 чел.) и др.

Рис. 1 – Динамика общего и смертельного производственного травматизма в шахтах Украины Указанные крупные аварии с гибелью людей, а так же другие, которые имели место в шахтах Украины в последнее десятилетие, связаны были с газом метаном - взрывами метановоздушной смеси, вспышками метана, загазированием горных выработок с высокой его концентрацией.

В Донецком регионе Украины более 30 шахт имеют абсолютную газообильность по метану в пределах 40-100 м3/мин и выше. Абсолютная газообильность таких шахт, как им. А.Ф.Засядько, №1», Донбасса», «Красноармейская-Западная «Комсомолец «Краснолиманская» превышает 200 м /мин.

Значительное содержание метана в угольных месторождениях является одним из главных факторов, определяющих сложность и опасность добычи.

Поэтому главным требованием и приоритетным направлением в работе каждой газообильной шахты во взаимодействии с отраслевыми институтами, под постоянным контролем со стороны органов государственного горного надзора, было и остается – не допустить аварийного загазирования, своевременно принять меры по предупреждению нарушений проветривания и пылегазового режима горных выработок.

К основным задачам по выполнению этого требования и направления в работе во взаимодействии всех указанных сторон относятся следующие.

Разработка и внедрение эффективных схем и параметров проветривания выемочных участков и подготовительных тупиковых забоев с применением автоматизированных комплексов газовой защиты. Проветривание каждого выемочного участка на шахте должно иметь определенный резерв «прочности». Схема и расчетные параметры вентиляции, надежная работа систем контроля и безопасности должны исключать любой негатив при возможных аварийных ситуациях (непрогнозируемое повышенное выделение метана в рудничную атмосферу и др.). Особенно это должно касаться работы высоконагруженных лав.

Работа лав с высоким газовыделением при объемах добычи в современных условиях 1000-2500 т/сут и более без решения вопросов по интенсивному проветриванию выработок выемочных участков, эффективной дегазации и без применения прямоточных схем проветривания с подсвежением всегда была и будет сопряжена с опасностью аварийного загазирования отдельных участков выработок (тупиковая часть погашения вентиляционного штрека при столбовой системе разработки, верхняя часть очистного забоя при сплошной системе и др.). Поэтому предлагаемые сегодня наукой технические решения по разработке высоко метанообильных угольных пластов, вентиляционные расчеты по выемочным участкам должны все эти аспекты учитывать, и прежде всего, с точки зрения обеспечения гарантированной безопасности работ.

В повышении уровня безопасности работ на шахтах всегда превалирующим был и остается вопрос обеспечения безопасной отработки выбросоопасных пластов угля и газа. В 2010 году только на шахтах Донецкой и Луганской областей произошло газодинамических явлений, при этом было травмировано со смертельным исходом 10 чел.

Что касается происшедших в последние годы крупных аварий в шахтах, связанных с внезапными выбросами угля и газа, следует выделить следующие. В 2008 году при внезапном выбросе более двух тысяч тонн угля и 55 тысяч м3 газа метана во время комбайновой проходки выработки на шахте «Краснолиманская» 14 чел. было травмировано, в том числе 11 чел. – со смертельным исходом. Трагедия, связанная с внезапным выбросом угля и газа, произошла в 2009 году на шахте им.А.А. Скочинского, 51 чел. травмирован, в том числе 13 чел. - со смертельным исходом.

Особое внимание в решении вопросов борьбы с газом метаном в выработках должно уделяться применению эффективных технологий дегазации угольных пластов и выработанного пространства. При указанных выше уровнях абсолютной газообильности средствами вентиляции без осуществления эффективной дегазации невозможно обеспечить безопасную отработку пластов.

В классическом варианте сегодня добыча угля в условиях высокогазообильных шахт должна рассматриваться в комплексе с добычей газа метана.

С одной стороны, метан угольных месторождений - враг шахтеров, на вентиляцию шахтных выработок и на предотвращение аварийных ситуаций с тяжелыми последствиями расходуются значительные средства, и, в то же время, это полезное ископаемое – значительный резерв углеводного сырья. В Донбассе с вентиляционными потоками каждый год выбрасывается в атмосферу из шахт до 3,5 млрд.м3 метана.

В угледобывающем комплексе Украины 52 шахты имеют действующие дегазационные системы. Основной технологией дегазации является бурение подземных дегазационных скважин в выработанное пространство и спутники угольных пластов. Объем метана, полученного вследствие дегазации угольных пластов и пород, составляет немногим больше 200 млн. м3, или менее 10% от общего газовыделения. Около 50 млн. м3 добытого метана приходится на скважины, которые пробурены с поверхности. Эффективность дегазации, в среднем, составляет 25-30%. Уровень использования отдельными шахтами газа от дегазации для собственных нужд составляет около 18%. Это значительно меньше, чем в угледобывающих странах Европы.

Для решения данной научно-технической проблемы по повышению эффективности дегазации на шахтах в Украине ведется определенная работа.

В 2009 году принят Закон Украины «О газе (метане) угольных месторождений».

Отдельные высокопроизводительные шахты реализуют проекты по увеличению объемов извлечения газа метана с применением современной буровой техники.

Государственный Комитет Украины, ныне Государственная служба горного надзора и промышленной безопасности Украины, с 1998 года сотрудничает с Министерством труда Соединенных Штатов Америки в области охраны труда шахтеров. Главным направлением сотрудничества и совместной деятельности является профилактика взрывов газа метана и угольной пыли в шахтах Украины. Сотрудничество находит в настоящий период дальнейшее развитие.

Для шахт разработаны и используются на практике различного типа системы, аппаратные комплексы и средства для контроля параметров производственной среды, технологических процессов и работы подземных объектов, Применение их позволяет своевременно установить потенциально опасные горные объекты, работающие в нештатном режиме, и аварийно опасное для дальнейшей эксплуатации горношахтное оборудование, объективно разобраться в возникновении аварийных ситуаций.

МакНИИ разработан аппаратно-программный комплекс представления и обработки информации об аэрогазовой обстановке в горных выработках (КАГИ) [2,3]. Данный комплекс предназначен для использования в угольных шахтах III категории по газу и выше для приема, обработки, выдачи и хранения поступающей на поверхность шахты информации от аппаратуры автоматического контроля концентрации метана в рудничной атмосфере, телеконтроля расхода воздуха в горных выработках, а также от другой аппаратуры и датчиков, имеющих унифицированный выходной сигнал. КАГИ внедрен на многих шахтах Донецкого региона.

В последние годы разработаны новые системы и средства контроля за безопасностью ведения горных работ, например, система комплексной безопасности типа СКБ и др.

Наличие таких систем и комплексов на шахтах дисциплинирует и повышает ответственность руководителей предприятий, их служб и участков, лиц ведомственного контроля в целом за обеспечение на угольных предприятиях безопасных и здоровых условий труда.

В последние несколько лет на ряд шахт Донецкого региона поставлены для улучшения тепловых условий в выработках глубоких горизонтов холодильные машины типа МХРВ холодопроизводительностью 1 МВт [4].

Другими направлениями в повышении промышленной безопасности работы газообильных шахт являются следующие.

Во-первых, необходимо своевременно и обстоятельно выполнять горно-геологические прогнозы по готовящимся к отработке участкам шахтного поля, не допускать в периоды как проведения подготовительных выработок, так и эксплуатации лав, нарушений, связанных с выполнением комплекса предусмотренных работ по обеспечению безопасности труда в зонах горно-геологических нарушений. Специальные расследования крупных аварий на шахтах показали, что во многих случаях прямой или косвенной причиной происшедшего в подготовительных забоях или выработках выемочных участков явилось неудовлетворительное выполнение таких мер по обеспечению безопасности ведения горных работ.

Во-вторых, принципиально подходить к решению вопросов по ограничению добычи угля в высоконагруженных лавах шахт, не имеющих резерва расхода воздуха для развития горных работ, и гарантированного обеспечения конкретных лав при увеличившихся объемах добычи расчетным расходом воздуха.

Анализ результатов расследования аварий, происшедших в лавах в периоды технологических циклов по выемке угля комбайнами, так же показывает, что весьма важным является вопрос безусловного применения эффективных систем и средств орошения. Этим самым исключается возможность возгорания, вспышек газа метана при его повышенной концентрации в непосредственной зоне разрушения угольного пласта при работе комбайна.

В снижении производственного травматизма значительная роль должна отводиться, прежде всего, ведомственному надзору шахт. Это твердая позиция государственного горного надзора. Подтверждением служит то, что причинами большинства (более 75%) несчастных случаев со смертельным исходом на шахтах являются организационные причины.

Важнейшей составляющей в снижении уровня производственного травматизма на угольных предприятиях Украины является профессиональная и требовательная работа инспекторского состава государственного горного надзора.

Над совершенствованием надзорной деятельности, повышением эффективности горного надзора постоянно работают Государственная Служба горного надзора и промышленной безопасности, ее территориальные управления и горные округа в угледобывающих регионах Украины.

В 2010 году государственными горнотехническими инспекторами проведено на угольных шахтах свыше 46 тыс. обследований. В случаях выявления грубых нарушений Правил безопасности в угольных шахтах работы и эксплуатация объектов на них приостанавливались 20,8 тыс. раз. На руководителей и работников угольных предприятий, допустивших нарушения, было наложено свыше 21 тыс. штрафов. По многим фактам выявленных грубых нарушений законодательных и нормативных документов по охране труда и промышленной безопасности на виновных лиц органами государственного горного надзора материалы были переданы в прокуратуру.

С целью усиления государственного горного надзора на шахтах, прежде всего, на наиболее опасных по газу метану и угольной пыли, отрабатывающих пласты, опасные по внезапным выбросам угля и газа, периодически в течение года вводится и осуществляется локальный особый режим организации государственного надзора. Последний предусматривает усиленный инспекторский надзор на данных шахтах с включением в эту работу большого количества инженерно-технических работников угольных предприятий, ответственных работников ГВГСС и др.

Одним из действенных рычагов снижения аварийности и производственного травматизма является тщательное рассмотрение Центральными и территориальными органами государственного горного надзора ежегодных Программ развития горных работ по каждой шахте с акцентированием внимания на решение вопросов по безопасности работ, реконструкции и капитальному строительству. Таким образом, выявляется целый ряд проблемных направлений, решение которых существенно влияет на улучшение состояния промышленной безопасности шахт.

Снизить травматизм в отрасли, а, вернее, не допускать его можно только тогда, если на шахтах будет работать грамотный и профессиональный персонал от горнорабочего до директора. В связи с этим, первоочередное требование горного надзора – это обязательный профессиональный отбор, качественное обучение и повышение квалификации в специализированных организациях кадров для угольной отрасли.

В Украине и, прежде всего, в Донецкой области работает целый ряд академических и отраслевых научно-исследовательских институтов, связанных с повышением уровня безопасности работ на угольных шахтах Донбасса. Среди них такие институты, как МакНИИ, ДонУГИ, НИИГД «Респиратор», ИГМ им.Федорова, Институт физики горных процессов НАН Украины и другие. Их роль в различных ситуациях, возникающих на шахтах, бывает просто неоценимой. Поэтому и в дальнейшем шахтам необходимо тесно взаимодействовать с научно-исследовательскими институтами и организациями, решать совместно возникающие проблемные вопросы. В конечном итоге это скажется на повышении уровня промышленной безопасности и улучшении состояния охраны труда на шахтах.

Дальнейшее развитие в настоящий период получает научно-техническая поддержка государственного надзора за промышленной безопасностью и охраной труда, осуществляемая Экспертно-техническими центрами Госгорпромнадзора Украины, в том числе и Государственным предприятием «Донецкий экспертно-технический центр Госгорпромнадзора Украины».

Со стороны Донецкого ЭТЦ, выполняющего экспертные работы в области промышленной безопасности и охраны труда с 1995 года, вопросам совершенствования, разработки и внедрения новых безопасных технологий горного производства, безопасности ведения горных работ в шахтах всегда уделялось и будет впредь уделяться самое пристальное внимание, а научно-исследовательским институтам и другим предприятиям и организациям в решении проблем горной безопасности, оказывается и будет оказываться всесторонняя поддержка.

Выводы. Основными направлениями в повышении уровня промышленной безопасности газообильных шахт при высоких нагрузках на очистные забои являются:

наличие резерва для гарантированного обеспечения очистных забоев расчетным расходом воздуха;

применение эффективных систем дегазации;

своевременное выполнение горно геологических прогнозов и разработанных комплексов мер при работе лав в зонах горно геологических нарушений;

применение при выемке угля эффективных систем и средств орошения;

внедрение на шахтах надежных систем и средств контроля безопасности ведения горных работ.

Список литературы 1. Малєєв М.В., Мартинов А.А., Здановский В.Г. Експертна оцінка стану виробничого травматизму та основні напрямки щодо підвищення рівня промислової безпеки багатогазових шахт // Інформаційний бюлетень з промислової безпеки. – Київ, 2010, С. 45 – 55.

2. Ткачук С.П., Бобров.А.И., Жуйков С.Ю., Иванов Ю.А. Перспективы автоматизации контроля аэрогазовой обстановки в угольных шахтах. Киев, Охрана труда.- 1998, № 8. - С.29-32.

3. Бусыгин К.К., Иванов Ю.А., Кошман А.В. Применение комплекса КАГИ при автоматизации контроля и управления проветриванием в тупиковых выработках. Макеевка:

Сб. научн. трудов МакНИИ «Способы и средства создания безопасных и здоровых условий труда в угольных шахтах», 2001. - С.174-179.

4. Мартынов А.А., Малеев Н.В., Яковенко А.К., Орищак В.А. Способы и направления улучшения температурных условий в глубоких шахтах // Уголь Украины. – 2010 – № 5.

УДК. 622: Булгаков Ю.Ф., д.т.н., проф., Костенко Т.В., асистент (ДонНТУ) ПІДВИЩЕННЯ БЕЗПЕКИ ГІРНИЧОРЯТУВАЛЬНИКІВ ПІД ЧАС ВЕДЕННЯ АВАРІЙНИХ РОБІТ У ГАЗОВИХ ШАХТАХ Виконано оцінку основних ризиків враження гірничорятувальників під час виконання робіт з ліквідації найскладніших підземних аварій у газових шахтах. Запропоновано методику визначення вибуховості трикомпонентних газових сумішей.

Ступінь ризику травматизму, складні підземні аварії, інертизація атмосфери.

Аналіз літератури і статистичних даних дозволяє зробити висновок про те, що більшість підземних аварій, які були ліквідовані Державною Воєнізованою Гірничорятувальною службою, пов’язані із пожежами, питома вага яких складає 54%, з обрушеннями гірничих порід (22,5%) і загазуванням (7,7%). При обсязі видобутку вугілля, який складає 2% від світового, кількість аварій 1-ї категорії, що пов’язані із пожежами, вибухами газу і пилу, на українських шахтах складає 37% від загальної кількості у вугільній промисловості усіх країн світу. Крім прямих збитків, які пов’язані із втратою техніки, гірничих виробок і запасів вугілля, що підготовлені до виїмки, в виїмкових полях, що інтенсивно відпрацьовуються, особливо великі аварійні збитки, які пов’язані із простоями лав або несвоєчасною підготовкою фронту очисних робіт. За останні роки пожежами були виведені із експлуатації або ускладнена підготовка найпродуктивніших в Україні виїмкових полів на шахтах «Привольнянська», ОП «Шахта ім. О.Ф.Засядька», «Краснолиманська», ім. Г.Г. Капустина, «Самосновська-Західна». Подобні аварії траплялися на шахтах Росії («Распадская»), Казахстану («Имени Ленина»), Китаю («Санджуван») та інших.

Найбільш складні аварії виникають у важкодоступних місцях, таких як вироблений простір, цілики, за кріпленням підготовчих виробок. Технологія придушення вогнищ горіння в таких умовах є складною і небезпечною процедурою, тому нерідко характеризується найбільш високими рівнями травматизму і тривалістю ліквідації такого роду підземних аварій. В останні роки намітилась тенденція до збільшення тривалості та трудомісткості їх ліквідації.

Одним з найбільш перспективних способів ліквідації ендогенних і екзогенних пожеж у шахтах є інертизація атмосфери аварійної дільниці, під якою розуміють штучне зниження концентрації кисню в атмосфері гірничих виробок шляхом подавання до неї газу флегматизатору. Інертизація за допомогою газоподібного азоту дозволяє вирішити наступні задачі під час ліквідації підземної пожежі: скоротити час ліквідації аварії;

попередити вибухи газоповітряної суміші на аварійній дільниці;

прискорити охолодження високотемпературної зони до безпечного рівня;

скоротити до мінімуму або цілком припинити процес горіння. Все це дозволяє досягнути головної мети досліджень – підвищити безпеку праці гірничорятувальників.

На підставі аналізу ходу робіт з ліквідації аварій визначені види ризиків вражень, які найчастіше трапляються з гірничорятувальниками. Серед основних: враження теплотою вогнища горіння, токсичними продуктами пожежі, ударною хвилею від вибуху газоповітряної суміші, теплотою і токсичними продуктами вибуху, обваленням порід в гірничі виробки, ядухою.

Розташування основних зон вище перелічених вражень при гасінні підземних пожеж наведено на рис. 1 [1,2].

Загальний ризик травмування гірничорятувальників R дорівнює сумі ризиків за причинами, що спричинили травмування:

n R = P ( Пi ), (1) i = де Пі - показник, що характеризує заходи і засоби профілактики травматизму, Lзони P = N зм, (2) 360 vвідділення де N зм - кількість змін, протягом яких відбуваються роботи;

Lзони - протяжність зони ризику;

vвідділення - швидкість переміщення відділення гірничорятувальників по зоні ризику;

360 хв – час, протягом якого триває зміна (6 годин).

12 3 4 5 6 7 8 9 16 15 14 13 12 Рис. 1 – Розташування зон вражень при ліквідації аварії:

1-вентиляційна виробка;

2,3 – зони враження, відповідно, ударною хвилею і високою температурою від вибуху ГПС та токсичними продуктами вибуху;

4,5 – відповідно, перемичка та зона обвалення порід;

6 – сходячий струмінь газів;

7,9 – відповідно, зони теплового та токсичного враження пожежними газами;

8 – очисний вибій;

10 – вогнище горіння;

11,12 - струмені інертних газів та втік повітря, відповідно;

13 – трубопровід інертних газів;

14 – зона ядухи;

15, 16- струмінь повітря та повітряподаюча виробка На підставі (1) були розраховані ступені окремих видів ризику травмування гірничорятувальників при веденні робіт у виробках газових шахт без використання засобів захисту і з використанням найефективніших сучасних засобів захисту (рис. 2).

Отримані чисельні значення ризиків окремих видів аварійно-рятувальних робіт в шахті. Встановлено, що при гасінні підземних пожеж у важкодоступних місцях найбільша величина ризиків від: впливу ударної хвилі складає 3-16%, дії токсичних продуктів пожежних газів – 30-60%, токсичних продуктів вибуху газоповітряної суміші – 13-66%. При цьому ступінь ризику травматизму прямо пропорційний протяжності зони враження і обернено пропорційний швидкості пересування гірничорятувальників по даній зоні.

Це дозволило розробити науково обґрунтовані рекомендації по вибору напрямків управління ризиками та забезпечення безпечного гасіння пожеж у важкодоступних місцях (таблиця 1).

1, 1, 1 0,03 0, 0, 0, 0, 0, 0,60 0,60 0, 0,6 0, 0, 0,01 0, 0,4 0, 0,30 0, 0, 0, 0,26 0, 0,2 0, 0, 0, 0,13 0, 0,16 0, 0,01 0, 0,07 0, 0, 0,01 0, 0,07 0,07 0, 07 0, 0,03 0, 0 0,00 0, 1 2 3 4 1 2 3 4 обвалення в районі зведення перемички О враження токсичними продуктами вибуху Вр ядуха Я враження високою температурою від вибуху ГПС Вр враження високою температурою пожежних газів В враження ударною хвилею від вибуху ГПС Вр враження токсичними продуктами пожежних газів В а б Рис. 2 – Ступені основних ризиків під час виконання основних робот з ліквідації джерела горіння вугілля у важкодоступних місцях (а - без використання засобів захисту, б– з використанням засобів захисту): 1 - розвідка, 2 – зведення перемички на вентиляційному штреку, 4 – зведення перемички на конвеєрному штреку, 5 – подавання азотної суміші з вмістом кисню 15% 6 - подавання азотної суміші з вмістом кисню 5%, 7 - подавання азотної суміші з вмістом кисню 2%.

Таблиця Основі напрямки управління ризиками Види ризиків враження Засоби зменшення ризиків Ударною хвилею від вибуху комплекс противибуховий швидкозводимий типу КПШ ГПС 1) охолоджуючий елемент в респіраторі Високою температурою від 2) протитеплова куртка вибуху ГПС 3) протитепловий костюм 1) саморятівник (tзд*=50хв) Токсичними продуктами 2) допоміжний респіратор Р-34 (tзд=120хв) вибуху ГПС 3) основний респіратор типу Р-30 або РХ-4E (tзд=240хв) 1) саморятівник (tзд*=50хв) Токсичними продуктами 2) допоміжний респіратор Р-34 (tзд=120хв) пожежних газів 3) основний респіратор типу Р-30 або РХ-4E (tзд=240хв) 1) охолоджуючий елемент в респіраторі Високою температурою від 2) протитеплова куртка пожежних газів 3) протитепловий костюм 1) саморятівник (tзд*=50хв) 2) допоміжний респіратор Р-34 (tзд=120хв) Ядуха 3) основний респіратор типу Р-30 або РХ-4E (tзд=240хв) 4) провітрювання тупикової виробки 5) апаратура автоматизації для дистанційного гасіння пожеж Обвалення порід в районі 1) механізоване зведення перемички зведення перемички 2) зведення безврубової перемички * tзд – час захисної дії саморятівника або респіратору, хв Аналізуючи табл. 1 ми бачимо, що є досить ефективні засоби захисту гірничорятувальників під час ведення аварійно-рятувальних робіт майже від усіх шкідливих чинників. Знизити ймовірність виникнення вибуху, а відповідно і ризики враження від дії вибухів газоповітряної суміші можна також шляхом керування складом атмосфери у аварійних дільницях мережі гірничих виробок.

У зв’язку із тим, що на оснащенні гірничорятувальних підрозділів є досить сучасні технічні засоби газового гасіння підземних пожеж (наприклад, мембранні газорозділюючі установки), виникла необхідність скоригувати існуючу методику [3] оцінки вибуховості газоповітряних сумішей з урахуванням впливу флегматизатору. Особливо важливо мати таку оцінку при гасінні пожеж способом ізоляції на період закриття ляд у ізолюючих спорудженнях, коли внаслідок перехідних вентиляційних процесів можливо створення вибухових сумішей поблизу вогнища горіння. Однак визначити це неможливо через відсутність відповідної методики.

Зручно розглядати газову суміш, як трикомпонентну систему, яка складається із окислювача, пального (горючі гази) і флегматизатору. При цьому компоненти системи знаходяться у взаємозв'язку:

C о + C г + С ф = 100, (3) де Cо, Cг, Сф - відповідно сумарні концентрації окислювача, горючих і флегматизуючих газів, %.

Геометрично таку трикомпонентну суміш зображено в системі трьох координат «окислювач-горючий газ-флегматизатор» як площину, що перетинає координатні осі в точках 100% (рис.3). Область вибухових сумішей знаходиться в трикутнику Lні, Lві, E П, де значення Lні і Lві відповідно нижня і верхня межа вибуховості суміші, E П – пік спалаху.

Рис. 3 – Схема визначення області вибуховості трикомпонентних газових сумішей:

Cоі, Cгі, Сфі - концентрації у складі суміші відповідно окислювача, флегматизатора, горючого газу;

Lні і Lві – відповідно нижня і верхня межа вибуховості газової суміші, де і – процентний вміст флегматизатору у складі суміші;

E П – пік спалаху суміші за киснем;

1,2 – лінії, що характеризують газові середовища з початковим вмістом флегматизатору відповідно 79 і 90 %.

Якщо до газокисневої суміші додавати флегматизатор, то розмір трикутника зменшується. Так для сумішей з початковим вмістом флегматизатору 79 % і 90 % отримані трикутники Lн 79, Lв 79, E П і Lн 90, Lв 90, E П. Традиційний трикутник вибуховості є проекцією побудованого нами Lні, Lві, E П на горизонтальну площину.

Аналізуючи характер зміни інтервалу вибуховості сумішей із різним вмістом флегматизуючих газів встановлено, що зі збільшенням долі інертних газів у складі суміші, інтервал вибуховості значно зменшується. При цьому нижня межа вибуховості змінюється повільно, динаміка обумовлена зміною верхньої межі.

Сторони трикутника з вершинами можна охарактеризувати Lні, Lві, E П математичними залежностями ліній, що проходять через дві точки (рис. 4). Разом із (3) вони створюють систему рівнянь:

Рис.4 – Фрагмент трикутника Lні, Lві, E П : 1, 2 – відрізки, що характеризують діапазони вибуховості газових сумішей, Lн1, Lн 2 і верхні Lв1, Lв 2 межі вибуховості із відповідними значеннями концентрацій горючого газу - Cгі, окислювача - Cоі, флегматизатору - Сфі.

Сф Cфн Сг Cгн1 Со Cон С C = С C = С C гн 2 гн1 он 2 он1 фн 2 фн С C Сф Cфв С Cов г (4) =о = гв Сгв 2 Cгв1 Сов 2 Cов1 Сфв 2 Cфв С С С г + о + ф = 100 100 Для перевірки справедливості запропонованої теорії були проведені дві серії експериментів за допомогою установки, що зображена на рис.5а. Експеримент математично планувався [4].

В лабораторних умовах проводилось змішування хімічно чистих кисню, азоту і метану у необхідних пропорціях. Приготовлені суміші досліджувалися на горючість і вибуховість. При цьому було використано два способи ініціювання: зовнішнім джерелом відкритого полум'я і електродетонатором, який був розміщений у вибуховій ємності (рис.5б).

а б Рис. 5 – Загальний вигляд лабораторної установки (а) і ініціювання горіння суміші від електродетонатору, що розміщений у вибуховій ємності(б):

1 – дозувальний пристрій;

2 – вибухова ємність для суміші, що досліджується;

3 – ємність для газового інгредієнту;

4 - вентиль;

5 – проміжна еластична ємність;

6 – електричні контакти;

7 – джерело постійного струму 12V.

При ініціюванні суміші джерелом відкритого полум'я жодна з приготованих сумішей не вибухнула і не спалахнула, займання відбувалось лише при ініціюванні за допомогою електродетонатора (табл. 2).

Результати лабораторних досліджень були порівняні із результатами теоретичних досліджень (див. рис. 6) і виявилося, що вони майже такі самі.

Таким чином, вперше теоретично обґрунтований і експериментально підтверджений факт зменшення діапазону горючості трикомпонентної газової суміші. Встановлено, що верхня межа вибуховості суміші зменшується з 15 % до 8 % зі збільшенням концентрації азоту з 79 % до 90 %.

Таблиця Результати випробувань, що були проведені при ініціюванні спалаху суміші електродетонатором, який був розміщений у вибуховій ємності Вміст газового № компоненту в суміші, % Результат Темп вигорання п/п N2 O2 CH Суміш не є вибуховою Відсутній 1 78 17 Суміш вибухова Швидкий 2 78 15 Суміш вибухова Повільний 3 79 15 Суміш не є вибуховою Відсутній 4 79 17 Суміш не є вибуховою Відсутній 5 80 15 Суміш не є вибуховою Відсутній 6 81 15 Суміш вибухова Швидкий 7 73 20 Рис. 6 – Порівняння теоретичних і експериментальних досліджень:

точки – результати займання експериментальних газових сумішей (червоні – суміш вибухова, білі – суміш не вибухова) Список літератури 1. Костенко Т.В. Обеспечение безопасности горноспасателей при тушении подземных пожаров в труднодоступных местах // Международный форум-конкурс молодых ученых «Проблемы недропользования»: Сборник научных трудов. – Санкт-Петербург, 2010. – С. 113-115.

2. Костенко В.К. Забезпечення безпеки гірничорятувальників при ліквідації підземних пожеж у важкодоступних місцях / В.К.Костенко, Ю.Ф.Булгаков, Т.В.Костенко // Вісті Донецького гірничого інституту: Всеукраїнський науково-технічний журнал гірничого профілю. – Донецьк, ДВНЗ «ДонНТУ», 2008. - №2. – С. 47-53.

3. ДНАОП 1.1.30 - 4.01.97. Статут ДВГРС по організації і веденню гірничорятувальних робіт. – Київ, 1997 – 454 С.

4. Костенко В.К. Оценка взрываемости флегматизированных смесей воздуха и горючих газов / В.К.Костенко, Ю.Ф.Булгаков, Т.В.Костенко, Л. Штрох, Л. Мокош, М. Флейшингер // ІХ Міжнародна науково-технічна конференція «Пожежна безпека-2009»: Збірник тез доповідей. – Львів, 2009. – С. 262-264.

УДК 622. Александров С.Н., д.т.н., проф., Подкопаев С.В., д.т.н., проф., Александров С.С., инж. (ДонНТУ) АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СХЕМ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО УВЛАЖНЕНИЯ УГЛЯ В МАССИВЕ НА ПЛАСТАХ КРУТОГО ПАДЕНИЯ На шахтах Донбасса для целей борьбы с пылеобразованием широкое применение получили следующие технологические схемы нагнетания воды в угольные пласты:

1. Увлажнение массива через короткие шпуры. При этой схеме шпуры диаметром 43мм и длиной 2-3м бурятся из очистного забоя перпендикулярно его плоскости с интервалами между шпурами 4-5м.

2. Увлажнение массива через короткие скважины диаметром 43мм и длиной 10-15м.

Бурятся также из очистного забоя перпендикулярно его плоскости с интервалами между скважинами 10-15м.

3. Увлажнение массива через длинные скважины, пробуренные из подготовительной выработки параллельно плоскости забоя по падению или восстанию пласта. Диаметр скважин 120 мм, длина 60-120 м (чаще 60-80 м) с интервалами между скважинами 10-15м.

Рассмотрим все три технологические схемы. Казалось бы, способ увлажнения угля через длинные скважины должен быть наиболее технологичным, экономически выгодным и приемлемым для большинства пластов. Однако, этот способ не свободен и от существенных недостатков. К числу их следует отнести относительно высокую стоимость буровых работ, сложность направленного бурения скважины, трудность герметизации, невозможность применения схемы при работе через орты на полевые штреки и на пластах со сложной гипсометрией негативное влияние на устойчивость боковых пород.

Это привело к существенному снижению числа забоев с применением данной схемы и одной из главных причин снижения, по условиям безопасности, явились «частые случаи скопления в загерметизированной скважине газа под высоким давлением, размыва и обрушения боковых пород по длине скважины, переход которых очистными работами нередко приводил к травмам и большим осложнениям.

Из-за отмеченных недостатков возникла необходимость поиска новых технологических схем нагнетания, одной из которых и явилась схема коротких скважин, пробуренных из лавы перпендикулярно груди очистного забоя.

Способ нагнетания воды через короткие скважины сочетает в себе основные преимущества шпурового способа (простота герметизации, умеренные вес и габариты оборудования) и способа нагнетания воды через длинные скважины (нагнетание в более однородную по структуре зону пласта, увлажнение значительных объемов угольного массива через одну скважину, меньшая трудоемкость).

Однако и эта схема обладает рядом существенных технологических и организационных недостатков, одним из которых является периодическое включение операций по нагнетанию в общей технологический цикл в очистном забое, т.е. требуют выделения отдельной смены или нескольких смен для производства работ по бурению и нагнетанию воды в пласт. Схема коротких шпуров отличается простой, однако требует выделения отдельной смены каждые сутки.

Анализ литературных источников показывает, что использование в нормализованных режимах рассмотренных схем нагнетания воды приводит к примерно, одинаковому снижению запыленности воздуха. Это обстоятельство позволяет решать вопросы оптимизации параметров предварительного увлажнения угля в массиве, прежде всего с позиций рациональной схемы и совершенствования технологии работ по увлажнению Совершенствованием технологии работ по увлажнению можно считать и варьирование параметрами увлажнения угля в массиве. Это, прежде всего длина и глубина герметизации скважин, длина фильтрующей части скважин, место заложения скважин. При исследованиях технологических схем [1] длина фильтрующей части скважин изменялась от 0,1 – 0,2м («точечный источник») до 60м.

Анализы пластово-дифференциальных проб угля убедительно показали, что при нагнетании через скважины с минимальной длиной фильтрующей части («точечный источник») распределение влаги в массиве является наиболее равномерным, а геометрия контура увлажнения наиболее полно соответствует расчетной. Кроме того, время становления режима фильтрации с уменьшением длины фильтрующей части шпура (скважины) уменьшается, причем, наиболее сильно эта разница сказывается при увлажнении через длинные скважины.

В случаях длинных скважин при нагнетании воды, как с фильтрующей частью, так и через скважины ограниченной длины с «точечным источником», геометрия контуров увлажнения является приблизительно равноценной. В обеих случаях контур увлажнения вытянут по восстанию пласта практически на всю высоту этажа и простирается на 15-20м в обе стороны от скважины. При этом, в случае «точечного источника» влага по пласту распределяется более равномерно, чем при скважине с фильтрующей частью. В случае скважины с «точечным источником», влияние структуры пласта на равномерность увлажнения может оказаться решающим только в случае попадания «точечного источника»

непосредственно в одну или систему трещин, что, конечно, мало вероятно. Во всех остальных случаях пересечение контуром увлажнения системы трещин не приведет к существенному изменению его геометрии (а, следовательно, и равномерности увлажнения), так как тот незначительный объем воды, который находится в торце скважины, не будет иметь непосредственной гидростатической связи со встреченной полостью. Также, практически исключается размыв боковых пород, а отсюда обрушение пород кровли и сползания почвы.

Просто объясняется и факт более быстрого установления режима фильтрации и стабилизации этого режима для случая «точечного источника». Темп нагнетания в случае скважин с фильтрующей частью большой протяженности несколько выше, чем в случае скважин с «точечным источником». Однако, при увеличении площади фильтрации в 100- раз, темп нагнетания увеличивается всего лишь на 15-20%. Это позволило прийти к выводу, что во всех случаях нагнетание идет преимущественно через один или несколько «точечных источников» с той лишь разницей, что при скважинах с фильтрующей частью большой протяженности этих источников может быть несколько и расположение их совершенно неопределенно, что с одной стороны увеличивает время становления режима фильтрации, с другой – затрудняет возможность получения заданного контура увлажнения.

Анализ проб вмещающих пород в зоне расположения скважин показал, что при наличии фильтрующей части скважин (50-60 м) при нагнетании имеет место размыв пород почвы и кровли пласта. В случае скважины без фильтрующей части («точечный источник») прирост влаги в боковых породах почти во всех случаях отсутствует.

При всех схемах нагнетания наибольшая равномерность распределения влаги, наилучшая геометрия контура увлажнения, наименьшее время становления режима фильтрации и наибольшая устойчивость этого режима наблюдается при нагнетании воды через точечный источник. При этом был отмечен факт преимущественного распространения воды вверх, что может быть объяснено действием основных трех причин;

увеличением давления пород и газа с глубиной, разгрузкой вышележащего массива и связанной с ним, направленной вверх миграцией газа, капиллярным поднятием воды. Не вдаваясь в оценку доли влияния каждого из перечисленных факторов, необходимо отметить, что действие их геометрически проявляется одинаково. Это позволило в основу оптимизации способа увлажнения массива положить применение скважин ограниченной длины.

Из условий оптимизации ведения горных работ эти скважины необходимо бурить и затем нагнетать из просека. Это допускает беспрепятственное ведение работ в очистном забое и подготовительной выработке (откаточном штреке) (рис. 1).

Рис. 1 – Схема нагнетания воды через восстающие скважины ограниченной длинны, пробуренные в нависающий массив угля из просека: 1 - гидрозатворы;

2 - метталические удлинители;

3 - высоконапорный шланг;

4 - высоконапорный насос;

5 - шпур для увлажнения нижней части массива Как показали ранее проведенные исследования, шахтопласты Донбасса разделяются на 3 группы: легко увлажняемые (32,4 %), увлажняемые (53,6 %) и трудно увлажняемые (14 %), т.е. в целом нагнетание воды в пласт, как способ борьбы с пылью следует считать перспективным. Существенное уменьшение пылевыделения наблюдается при значениях прироста влаги 1,2-1,4 %, а по достижении прироста влаги равного 4,5-5,0 % снижение уровня пылевыделения практически прекращается.

При оптимальных параметрах увлажнения минимальная величина прироста влаги при всех технологических схемах должна составлять 2,4 % для легкоувлажняемых углей, 2,0 % для увлажняемых и 1,5 % для трудноувлажняемых, а эффективность обеспыливания при этом составит 75-80;

65-70 и 60-65 % соответственно.

Список литературы 1. Александров С.Н., Поздняков Г.А. Эффективность пылеподавления при предварительном увлажнении угольных пластов через короткие скважины. «Уголь»,1971, №3.

2. Александров С.Н., Бобрицкий В.П. Нагнетание воды в крутые угольные пласты. Уголь, 1972, №3.

УДК 622.867. Конопелько Е.И., к.ф-м.н., доц. (ДонНТУ), Ильинский Э.Г. к.т.н., Плетенецкий Р.С.

ст.науч.сотр. (НИИГД «Респиратор») СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПУНКТОВ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ В РЕЗЕРВНЫЕ САМОСПАСАТЕЛИ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ В УГОЛЬНЫХ ШАХТАХ В статье обоснована необходимость применения коллективных средств защиты органов дыхания для обеспечения безопасности горняков в современных условиях угледобычи и требования к конструкции дыхательного аппарата. Описана эволюция пунктов переключения с целью повышения их функциональности.

Коллективные средства защиты, самоспасатель, аппарат с химически связанным кислородом, система самоспасения горняков, аварийные маршруты выхода, пункт переключения в резервные самоспасатели.

Проблема повышения безопасности на угольных шахтах.

Высокая аварийность на шахтах Украины вынуждает искать новые методы и средства для уменьшения от них трагических последствий в горных выработках. Анализ показал, что существующая одноступенчатая система самоспасения шахтеров, которая предусматривала использовании, в основном, самоспасателей типа ШСС-1, не может обеспечить в достаточной степени безопасность людей при возникновении в горных выработках непригодной для дыхания среды. Это связано с большой длиной аварийных маршрутов выхода на свежую струю воздуха, их сложностью и, следовательно, энергоемкостью.

Для повышения безопасности в настоящее время на шахтах внедряется многоступенчатая система самоспасения, которая учитывает разнообразие условий разработки угольных месторождений, степень безопасности шахт, профессию, расположение рабочих мест шахтеров и другие факторы [1]. Эта система предусматривает использование в шахтах различных типов самоспасателей, учитывая длину выхода людей из аварийных участков на струю свежего воздуха, способы вентиляции горных выработок и размещение в них дополнительно коллективных средств защиты.

Разработкой таких средств защиты НИИГД «Респиратор» занимается уже много лет.

Одним из первых промышленно внедренных аппаратов является переносной спасательный аппарат ПСА. ПСА-1 [2] состоит из футляра, в котором размещаются изолирующие самоспасатели, раструбы для подачи воздуха и распределительный клапан. Футляр ПСА- представляет собой металлический контейнер, изготовленный из листовой стали. Снизу к нему привинчен штуцер для подключения воздухоподающей системы аппарата к шахтной пневмосети. Новым техническим решением, реализованным в ПСА-1, является конструкция раструба, выполненного в виде конической пружины, обтянутой сверху эластичным материалом. Это позволяет сжать его при закрывании аппарата, что приводит к уменьшению габаритных размеров ПСА-1. Распределительный клапан обеспечивает автоматическую подачу воздуха из шахтной пневмосети к раструбам при открытой крышке и перекрывает воздуховод при закрытой крышке аппарата.

Учитывая, что использование переносных спасательных аппаратов ПСА-1 возможно только в выработках мощностью пласта более 0,5 м, для более тонких пластов был разработан аппарат ПСА-2 с аналогичным назначением. ПСА-2 представляет собой контейнер, состоящий из трех цилиндрических отсеков. Два из них предназначены для самоспасателей типа ШСС-1, а в одном размещаются распределительный клапан и отводы сжатого воздуха. Так как аппарат ПСА-2 подвешивается в очень стесненных выработках, в нем вместо раструбов в качестве лицевых частей применены две полумаски. Подача воздуха к полумаске производится через дозирующее устройство. Аппарат ПСА-2 подвешивается к стойкам шахтной крепи, имеет быстровскрываемый замок.

С целью дальнейшего повышения безопасности горняков в случае возникновения аварии были проведены исследования, целью которых было создание аппарата для использования в более мощных выработках.

Анализ исследований.

При разработке аппарата были проведены исследования для выяснения количества воздуховодов, необходимых для безопасного переключения всех людей, находящихся в момент аварии на участке и идущих на участок на работу. Оно определяется исходя из теории массового обслуживания. Аппарат и его воздуховоды можно рассматривать как многоканальную систему массового обслуживания с отказами, так как при условии занятости всех воздуховодов подошедший горняк не может ожидать в очереди, находясь в непригодной для дыхания атмосфере. Особенностью функционирования таких систем является то, что всякое требование, поступившее в систему в некоторый момент времени, либо начинает сразу обслуживаться, либо теряется, если в момент его поступления все обслуживающие приборы заняты.

Теория массового обслуживания позволяет установить зависимость вероятностных характеристик системы от плотности потока требований, производительности устройства, их количества и т.д. Для определения параметров, необходимых для расчета, были проведены исследования параметров выхода горняков с аварийных участков в шахтных условиях [3].

Методика исследований заключалась в том, что по условному сигналу все горняки участка включились на своих рабочих местах в самоспасатели и выходили на вентиляционный штрек, где был размещен пункт переключения, в котором находились резервные самоспасатели и несколько отводов сжатого воздуха. У пункта горняки переключались в воздуховоды, а затем – в резервные самоспасатели. При этом фиксировалось время переключения и интервалы подхода людей к пункту.

Исследования показали, что для различных шахтопластов время выхода горняков из лавы является случайной величиной. Случайной величиной является также и время переключения их у пункта. Полной характеристикой этих величин могут служить законы их распределения.


Статистическая обработка полученных данных свидетельствует о том, что поток подхода людей к пункту для переключения является простейшим, а время переключения их у пункта распределено по нормальному закону. Для этих условий оценить функционирование такой системы можно с помощью формул Эрланга [4].

Учитывая, что для дыхательной аппаратуры вероятность выполнения заданной функции принимается, как правило, не менее Р=0,995, можно было бы ограничиться четырьмя воздуховодами, но, учитывая высокое социальное значения средства спасения, экономические и габаритные характеристики, более целесообразно остановиться при разработке пункта на шести воздуховодах. При этом вероятность одновременной занятости всех шести воздуховодов чрезвычайно мала (Р6= 0,00004). Для спасения горняков в ситуации, когда все воздуховоды окажутся занятыми, предусмотрена возможность переключения из своего самоспасателя, время которого заканчивается, в резервный, находящийся в аппарате, что полностью исключает ожидание переключения в непригодной для дыхания атмосфере. Такие аппараты получили название пунктов переключения в резервные самоспасатели.

Средства коллективной защиты для угольной отрасли.

Пункты переключения отличаются способом кислородопитания. Например, в передвижном спасательном пункте (ПСП) для дыхания используется подача воздуха из баллона. С целью экономного расхода воздуха и обеспечения удобства дыхания в ПСП использованы легочные автоматы, дозирующие подачу воздуха к дыхательным путям человека. К ним подсоединены гофрированные шланги, оканчивающиеся полумасками или загубниками.

Система переговорной связи, которой оснащаются ПСП, представляет собой комплект искробезопасной громкоговорящей аппаратуры связи и аварийного оповещения типа ИГАС-3. Он включает в себя штатив реле и усилителей, сигнальное табло, пульт главного инженера и двадцать абонентских комплектов, устанавливаемых в ПСП и в других точках подземных выработок. Одновременно с открытием двери ПСП автоматически устанавливается связь с диспетчером шахты. Один из включившихся в полумаску благодаря наличию в ней герметичной переговорной мембраны может в загазированной атмосфере доложить диспетчеру обстановку, создавшуюся на участке в результате аварии.

В связи с тем, что большинство шахт, разрабатывающих пласты, опасные по внезапным выбросам угля и газа, имеют магистраль сжатого воздуха, на базе ПСП был разработан вариант пункта переключения в резервные самоспасатели с подключением его воздухоподающей системы непосредственно к шахтной пневмосети. Подключение пункта к шахтной пневмосети позволило убрать из него баллон с воздухом, что привело к снижению массы и габаритных размеров ПСПМ и сняло ограничение с времени пребывания людей, включенных в его воздуховоды.

Отдельной группой аппаратов являются пункты переключения с использованием химически связанного кислорода. Аппараты групповой защиты органов дыхания АД, использующие химически связанный кислород, работают автономно и устанавливаются в тупиковой горной выработке на расстоянии от 40 м до 50 м от забоя или на пути следования горнорабочих на протяженных маршрутах выхода в местах, предусмотренных планом ликвидации аварий. Аппарат АД выпускался в трех модификациях: АД-360 с временем защитного действия (ВЗД) 6 ч для установки в протяженных тупиковых выработках;

АД 180-2 и АД-180 с ВЗД – 3 ч для использования их в качестве пункта переключения в резервные самоспасатели. Эти аппараты наиболее просты по конструкции, длительная эксплуатация в шахтах показала их высокую надежность. Одновременно с этим проявились некоторые эксплуатационные и технологические недостатки. Это – неудобство использования аппарата по назначению в аварийной экстремальной ситуации из-за близкого расположения лицевых частей, выполненных в виде загубников и сложностью и, следовательно, дороговизной регенеративных патронов, применяемых в АД.

С целью устранения указанных недостатков был разработан пункт АСП [5]. Он состоит из:

- корпуса в виде металлического контейнера сварной конструкции со скобами для переноски и крепления его в горной выработке;

корпус закрывается двумя створками двери с запорным устройством, допускающим опломбирование;

- воздуховодной системы, состоящей из дыхательного мешка с избыточным клапаном, гофрированных шлангов с клапанами в них, обеспечивающих круговую систему дыхания, и шести загубников, закрепленных на внутренней поверхности створок двери;

- регенеративного патрона, снаряженного в качестве кислородсодержащего вещества надпероксидом калия (КО2);

- клапана безопасности;

- двух пусковых устройств.

Время защитного действия (ВЗД) при легочной вентиляции 60 дм3/мин – 90 мин.

Масса с самоспасателями типа ШСС-1 в количестве 15 шт. не более 135 кг.

Аппарат АСП запатентован и в 2010 году занял первое место но всеукраинском конкурсе «Сто найкращих товарів”.

Предусматривается включение АСП в систему УТАС (унифицированная телекоммуникационная автоматизированная система) [6]. С этой целью он оснащается аудиовизуальной сигнализацией и датчиком открытия дверей. Включение АСП в систему УТАС позволяет диспетчеру, находящемуся на поверхности, немедленно подавать сигнал горнорабочему о произошедшей аварии. В свою очередь горнорабочие, включаясь в АСП, при открытии дверей пункта подают сигнал диспетчеру, в случае если тот еще не извещен о произошедшей аварии. Таким образом, включение АСП в систему УТАС позволяет более оперативно обмениваться информацией об аварийной ситуации между горнорабочими и диспетчерской службой. Следует отметить, что аудиовизуальная сигнализация имеет, помимо аварийного (непрерывный сигнал), и дежурный режим (сигнал через 2-5 сек).

Сигнализация в дежурном режиме позволяет значительно сократить время обнаружения пункта горнорабочим. В таком исполнении АСП функционируют уже на 6 шахтах.

Для шахт, где отсутствует УТАС, разработан пункт переключения ППС, аналогичный АСП с автономной системой аудиовизуальной сигнализации. В отличие от АСП аппарат ППС снабжен 5 загубниками и полумаской с переговорной мембраной, что дает возможность горнорабочему сообщить на диспетчерский пункт о происшедшей аварии по шахтной связи.

Система звуковой и световой сигнализации ППС в дежурном режиме подает сигнал с периодом (75±15) с. При открывании дверей система переходит в аварийный режим (непрерывный сигнал), после чего, через (10±2) мин, снова возвращается в дежурный режим.

Выводы 1. На основании теории массового обслуживания произведен расчет оптимального количества лицевых частей.

2. В процессе совершенствования пунктов переключения расширились их функциональные возможности, что повысило систему самоспасения горняков и их безопасность в аварийных условиях.

Список литературы 1. Система саморятування гірників. Загальні вимоги: СОУ 10.1-00174102-002-2004.- (Чинний від 2005-07-01).- Донецьк, 2006.- 24 с. (Стандарт Мінпаливенерго України).

2. Ильинский Э.Г., Диденко Н.С., Козаченко В.В. Передвижные спасательные пункты для включения в резервные самоспасатели// Уголь Украины, 1976.- № 10. – С. 43-44.

3. Ильинский Э.Г. Исследование и разработка системы и технических средств самоспасения горнорабочих при внезапных выбросах угля и газа: автореферат дисс. на соиск. ученой степени канд. техн. наук: спец. 05.26.01 «Техника безопасности и противопожарная техника»/Э.Г. Ильинский. – Москва: ИГД им. А.А. Скочинского, 1977. – 19 с.

4. Иванова В.М., Калинина В.Н., Нешумова Л.А., Решетникова И.О.: Математическая статистика/[Иванова В.М., Калинина В.Н., Нешумова Л.А., Решетникова И.О.]. – М.: Высшая школа, 1975. – 398 с.

5. Ильинский Э.Г., Конопелько Е.И., Овчаров В.К. Коллективные средства защиты органов дыхания //Уголь Украины.-2008.- № 12.- ст. 36-40.

6. Брюм В.З., Ильинский Э.Г., Конопелько Е.И., Костомаров А.Л. Повышение эффективности применения пунктов переключения в резервные самоспасатели / В кн.:

Горноспасательное дело. Сб. н. тр. НИИГД, №45, Донецк, 2008. – С. 141-146.

УДК 622.867 : 623.459. Бурего Н.Н., ст.науч.сотр., Ковалевская М.М., ст.науч.сотр., Говжеев В.В. ст.науч.сотр.

(НИИГД «Респиратор») ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СИСТЕМЫ ЖИЗНЕОБЕСПЕЧЕНИЯ ДЛЯ СТАЦИОНАРНЫХ КАМЕР-УБЕЖИЩ В статье исследуется применение на угольных предприятиях многоступенчатой системы самоспасения горняков согласно СОУ 10.1-00174102-002-2004 «Система саморятування гірників. Загальні вимоги», предусматривающая использование во время подземных аварий индивидуальных (изолирующие самоспасатели) и коллективных средств защиты органов дыхания, к которым относятся стационарные камеры-убежища.

Рассматривается целесообразность использования системы жизнеобеспечения для стационарной камеры-убежища, приведены ее конструктивные и технические характеристики.

Система самоспасения, самоспасатель, шахтная пневмосеть, стационарная камера убежище, система жизнеобеспечения.

Добыча угля в Украине сопряжена с большой объективной опасностью, поэтому вероятность возникновения подземных аварий весьма значительна. Анализ аварийности, исследование маршрутов аварийных выходов показывают, что применение только изолирующих самоспасателей, использование которых регламентировано «Правилами безопасности в угольных шахтах» [1] при выходе из аварийных участков, недостаточно. В настоящее время на шахтах Украины, в основном, представлены изолирующие самоспасатели типа ШСС-1, номинальное время защитного действия которых 50 мин [2].

При разработке длинных выемочных столбов, когда выход горнорабочих не обеспечивается временем защитного действия шахтного самоспасателя и размещением в горной выработке пунктов переключения в резервные самоспасатели, следует применять специальные камеры убежища [3]. В Украине, как и во многих угледобывающих странах, начато сооружение стационарных камер-убежищ в выработках с общешахтной пневмосетью [4], которые являются неотъемлемой составной частью в системе самоспасения горняков [5].


Стационарные камеры-убежища сооружаются в нише, пройденной из выработки и герметично изолированной от нее. Высота камеры-убежища должна быть 1,8…2,0 м. Люди должны заходить и выходить из камеры через специальный шлюз. Площадь камеры, S в квадратных метрах, должна отвечать следующим требованиям [5]:

S1,4 n (1) где n – максимальное количество людей, которые могут находиться в камере во время аварии.

Минимальная площадь стационарной камеры-убежища – 12 м2 [4]. Объемный расход воздуха для дыхания одного человека при нахождении в камере-убежище не менее 4 часов должен быть - 100 дм3/мин. Для отдыха горнорабочих и горноспасателей в камере-убежище должны быть установлены скамейки. Камера должна быть оборудована звуковой и световой сигнализацией, которая помогает определить место ее расположения в горной выработке во время аварии, также в камере должен находиться запас резервных самоспасателей типа ШСС-1, количество которых определяется исходя из количества горняков, которые могут быть застигнуты при аварии на данном участке. Камера-убежище должна быть оборудована газоанализаторами для определения диоксида углерода и кислорода и телефоном для связи с шахтным диспетчером.

Схема стационарной камеры-убежища приведена на рисунке 1.

Для предотвращения попадания вредных и токсичных веществ в помещение камеры убежища в ней поддерживается избыточное давление не менее 50 Па.

Количество воздуха Qk в кубических метрах за минуту, которое необходимо подать в камеру-убежище, зависит от ее герметичности и может быть определено по формуле:

h Qk = 60 k, (2) Rk где hk –избыточное давление воздуха (депрессия) между камерой и прилегающей к ней виработкой, Па;

Rk - эквивалентное сопротивление камеры, Па·с2/м6.

Если камеру-убежище с трех сторон окружают неподвижные породы, то ее эквивалентное сопротивление определяется герметичностью стенки, которая отделяет нишу от действующей выработки и может быть определено по таблице 1.

Однако при подаче воздуха из общешахтной пневмосети в помещение камеры убежища могут попасть различные опасные и токсичные вещества, такие как пары масел, акролеин, диоксид углерода и др. Для очистки воздуха от вышеперечисленных веществ в камере устанавливается система жизнеобеспечения СЖК, включающая в себя систему трубопроводов с арматурой, систему специальных фильтров, турбохолодильники и манометры.

Рис. 1 – Схема камеры-убежища: 1 – выработка;

2 – звуковая и световая сигнализация;

3 – шлюз;

4 – система СЖК;

5 –самоспасатели;

6 – газоанализатор;

7 – телефон;

8 – аптечка;

9 –скамейки для отдыха;

10 – камера-убежище;

11 –пневмосеть;

12 – вентиляция.

Таблица Зависимость аэродинамического сопротивления стенки от ее площади Аэродинамическое сопротивление стенки, Площадь стенки, м Пас2/хв 7 10 15 20 25 При создании системы СЖК выдерживались следующие технические и конструктивные требования:

- подача воздуха в камеру осуществляется из шахтной пневмосети. Состав воздуха, проходящего через СЖК, должен быть следующим: объемные доли диоксида углерода не более 3,0 % и кислорода не менее 18 %, причем состав воздуха должен быть неизменным на протяжении не менее 7 суток. Очистка воздуха, поступающего из пневмосети, осуществляется при помощи специальных фильтров, которые удаляют из воздуха вредные и токсичные примеси, и тем самым, обеспечивают необходимый состав воздуха;

- температурный диапазон использования системы СЖК от минус 5 °С до 60 °С;

- система СЖК состоит из двух ответвлений, включенных параллельно, каждое из которых имеет в своем составе фильтр влагоотделитель, фильтр тонкой очитки, фильтр поглотитель вредных газов и примесей. Кроме того, в каждом ответвлении установлен турбохолодильник и манометр. При работе системы СЖК может быть задействовано либо одно из ответвлений, либо оба вместе;

- объемный расход воздуха при прохождении через одно из ответвлений СЖК составляет не менее 30 дм3/мин при рабочем давлении шахтной пневмосети 3,0…6,0 МПа;

- турбохолодильник снижает температуру воздуха, поступающего из пневмосети, не менее чем на 10 °С. Если температура в горной выработке не превышает 26 °С, то использование турбохолодильника в системе СЖК не целесообразно.

Габариты основных составных частей системы СЖК, мм, не более:

блок подготовки воздуха:

- высота – 660;

- длина – 870;

- ширина – блок охлаждения:

- высота – 330;

- длина – 320;

- ширина – Масса основных составных частей системы СЖК, кг, не более:

- блок подготовки воздуха – 4,6;

- блок охлаждения – 9,5.

Система работоспособна после механических нагрузок в процессе транспортирования, а также воздействия температурно-влажностных составляющих в процессе транспортирования, хранения и эксплуатации. Наработка системы на отказ (замена фильтроэлементов при использовании одного из ответвлений блока подготовки воздуха) составляет не менее 500 часов.

Общий вид системы СЖК представлен на рисунке 2.

Рис. 2 – Общий вид системы СЖК камеры-убежища: 1 – воздуховод;

2 – кран;

3 – блок очистки воздуха;

4 – блок охлаждения воздуха;

5 –тройник;

6 – глушитель Принцип работы системы СЖК осуществляется следующим образом.

Воздух из общешахтной пневмосети по воздуховоду 1 и крану 2 поступает в блок очистки воздуха 3. Блок очистки воздуха состоит из нескольких специальных фильтров:

- фильтра-влагоотделителя типа ФВО, предназначенного для очистки потока сжатого воздуха из шахтной пневмосети от водомасляного конденсата в виде пристеночной пленки или ручья, твердых и жидких частиц с дисперсностью не менее 20 мкм;

- фильтра тонкой очистки типа ФСВ-Т, где происходит окончательная очистка и удаление из потока воздуха мелких частиц с размером более 0,3 мкм (основная масса мелкодисперсных аэрозолей, масляного тумана и пыли);

- фильтра адсорбционного, предназначенного для поглощения и удаления из сжатого воздуха диоксида углерода, др. неагрессивных газов и газообразных примесей углеводородных, запахов, акролеина и др.

Очищенный от вредных и токсичных примесей воздух через кран 2, воздуховод 1 и тройник 5 поступает в блок охлаждения воздуха 4 и после глушителя 6 попадает в помещение камеры-убежища. При подключении системы СЖК к общешахтной пневмосети достаточно использовать одно ответвление системы, другое ответвление используется при проведении профилактических мероприятий первого. Предварительные и приемочные испытания системы СЖК, проведенные в лабораторных условиях НИИГД «Респиратор», при подключении системы к пневмосети ОАО «ДЗГА» и к пневмосети шахты «Октябрьский рудник», подтвердили надежность работы системы. Блок подготовки воздуха гарантированно очищал воздух из пневмосети от вредных и токсичных примесей, при выходе из системы объемный расход воздуха составлял ~4 м3/мин, что достаточно для поддержания внутри камеры-убежища избыточного давления на уровне 50 Па и препятствует попаданию вредных веществ. При выходе из блока охлаждения температура воздуха понижалась не менее чем на 10 °С по сравнению с температурой воздуха в пневмосети, что особенно актуально для горных выработок, в которых температура воздуха выше 26 °С.

Выводы. Согласно СОУ 10.1-00174102-002-2004 многоступенчатая система самоспасения горняков предполагает использование во время подземных аварий индивидуальных и коллективных средств защиты органов дыхания, неотъемлемой частью которой являются стационарные камеры-убежища в выработках с общешахтной пневмосетью. Применение в этих камерах системы СЖК гарантирует очистку, охлаждение, поступающего из пневмосети воздуха, поддержание внутри камеры-убежища избыточного давления для избежания попадания вредных и токсичных веществ, что, в свою очередь, принесет большой социальный и экономический эффект в решении проблемы защиты органов дыхания горняков и горноспасателей во время подземной аварии.

Список литературы 1. Правила безпеки у вугільних шахтах: НПАОП 10.0-1.01-05: затв. Держкомітетом України з нагляду за охороною праці 16.11.2005. – Київ, 2005. – 398с.

2. Индивидуальные средства защиты органов дыхания с химически связанным кислородом / Э.Г.Ильинский, Е.И.Конопелько, В.К.Овчаров, Л.А.Зборщик// Уголь Украины. – 2008. - №12. – С. 31 – 35.

3. Ильинский Э.Г. Коллективные средства защиты органов дыхания / Э.Г.Ильинский, Е.И.Конопелько, В.К.Овчаров // Уголь Украины. – 2008. - №12. – С. 36 – 40.

4. Стаціонарні камери-сховища рятувальні шахтні. Загальні технічні вимоги: СОУ 10.1.202020852.002:2006: Чинний від 15.10.2007 р. – Київ, 2007. – 15 с.

5. Система саморятування гірників. Загальні вимоги: СОУ 10.1-00174102-002004: Чинний від 01.07.2005. – Донецьк, 2006. – 23 с.

УДК 614.8. Колесникова В.В. (ДонНТУ) УВЕЛИЧЕНИЕ ОХЛАЖДАЮЩЕГО РЕСУРСА ПРОТИВОТЕПЛОВОЙ ОДЕЖДЫ ПРИ СОХРАНЕНИИ ЕЕ МАССЫ В статье приведены результаты эксперимента по исследованию распространения низкотемпературного излучения от охлаждающего элемента на охлаждаемую поверхность, проведенного с использованием тепловизионной техники, даны рекомендации по изменению конструкции противотеплового жилета с целью увеличения охлаждающего ресурса при сохранении его массы.

С увеличением глубины разработки условия труда в горных выработках ухудшаются в основном за счет повышения температуры воздуха. Как свидетельствует опыт работы шахт Донецкой и Луганской областей температура воздуха на глубинах свыше 1000 м в тупиковых выработках составляет 40…50 С. Согласно Правилам безопасности в угольных шахтах при разработке месторождений полезных ископаемых подземным способом при температуре воздуха в горных выработках свыше 26 С должны приниматься специальные меры для ее снижения [1]. Однако мероприятия по снижению температуры рудничной атмосферы не всегда технически возможны либо экономически выгодны.

Известно, что высокая температура воздуха влияет на характер и динамику работы регулирующих систем человека (ЦНС и гуморальной). С повышением температуры окружающей среды увеличиваются затраты организма работника на поддержание внутреннего равновесия, время для отдыха и сильно падает производительность труда. По данным зарубежных исследователей, в выработках с температурой воздуха 300С производительность труда проходчиков снижается в сравнении с производительностью в выработках с нормальными климатическими условиями более чем на 50% [3]. Кроме того, повышение температуры микроклимата является причиной болезней неинфекционного происхождения. Возникающее в этих условиях интенсивное потоотделение сопровождается потерями солей и воды в организме. Увеличиваются количество тромбоцитов в крови и ее вязкость, уровень холестерина в плазме крови, что повышает вероятность тромбозов (в частности, мозговых артерий). Происходит интенсивное биологическое старение рабочих, труд которых связан со значительной тепловой и физической нагрузкой, особенно в возрастной группе от 50 лет. Выявлено достоверное повышение стандартизованных показателей смертности от заболеваний сердечно-сосудистой системы. Все эти показатели доказывают, что вопрос индивидуальной противотепловой защиты горнорабочих и горноспасателей является актуальным.

В настоящее время в качестве средств индивидуальной противотепловой защиты для работы в условиях нагревающего микроклимата используются теплозащитные комплекты ТК-40, ТК-50, ТК-60, ТК-100, а также охлаждающие жилеты ОЖГ, разработанные НИИГД «Респиратор». В указанных средствах индивидуальной защиты для снятия накапливаемого тепла в зоне пододежного пространства размещена дополнительная система теплосъема, основанная на использовании в качестве хладагента водоледяных охлаждающих элементов второй конфигурации (ОЭ-2), представляющих собой запаянные полиэтиленовые цилиндры, заполненные водой.

Охлаждающие элементы размещены в карманах с внешней решетчатой полиэтиленовой стенкой. На спине карманы расположены в два ряда: три штуки вверху и пять штук внизу. Расстояния между карманами по горизонтали одинаковые. Карманы на спинке и в верхнем ряду на полках располагаются вертикально. На нижней части полок под углом 450 расположено по одному карману.

Основной целью нашей работы было повысить охлаждающий ресурс противотепловой одежды при сохранении ее массы. Для достижения поставленной цели нами были проведены исследования, направленные на изучение поля распространения низкотемпературного излучения относительно охлаждающего элемента.

Исследования проводились на стендовых образцах (рис. 1), на которых ОЭ помещались в карманы 3, закрепленные на тканной основе 1, натянутой на вертикальную рамку. Одна рамка была снабжена дополнительным лучеотражающим слоем 4, размещенным между карманом с ОЭ и тканной основой, вторая лишена его.

Отражающий слой был выполнен из алюминиевой двусторонней фольги толщиной мкм. Алюминиевая фольга в качестве отражающего слоя была выбрана благодаря тому, что имеет низкий коэффициент излучения = 0.2 (зеркальный слой) и высокий коэффициент отражения (до 97%). Таким образом, внутренняя сторона пленки отражает вовнутрь одежды низкотемпературное излучение от ОЭ, а внешняя сторона отражает на наружу высокотемпературное излучение, которое прошло через теплоизоляционный слой [2]. За счет того, что обе поверхности фольги обладают низким коэффициентом излучения, они не перераспределяют на наружу холод, а вовнутрь тепло. Таким образом, слой является одновременно и барьером для теплого воздуха со стороны окружающей среды и слоем, который позволяет перераспределить поток низких температур от ОЭ в сторону охлаждаемого объекта. На каждом стенде на одинаковом расстоянии друг от друга были прикреплены метки, выполненные из материала с коэффициентом излучения, отличным от фонового. Данные метки в дальнейшем позволили пространственно идентифицировать и объективно проанализировать полученные результаты.

Рис. 1 – Макеты стендов для испытания: 1 – тканная основа, 2 – охлаждающий элемент, 3 – полиэтиленовый карман, 4 – лучеотражающий слой.

Стенды с охлаждающими элементами помещались в тепловую камеру с заданными микроклиматическими параметрами – температура окружающей среды была +450С, влажность 90-95%. Параметры были приближены в параметрам нагревающего микроклимата шахтной выработки.

Исследования проводились с применением тепловизионной техники, имеющей пространственное разрешение 1,3 мрад, температурную чувствительность 0.08 o С., диапазон длин волн 8.5–14 мкм, оснащенной матрицей неохлаждаемых (320 240) FPA болометров на основе аморфного кремния. Интервал температур в тепловизоре от - 20 0С до +15000С разбит на пять поддиапазонов, что позволяет получать более точные результаты. Применение тепловизионной техники для диагностики и неразрушающего контроля промышленного оборудования и снаряжения получило широкое применение в мировой практике. Это связано с простотой применения тепловизоров, наглядностью полученных термограмм. Результаты можно оперативно обрабатывать и интерпретировать в реальных походных условиях.

Результаты термографического исследования охлаждающих элементов на опытных стендах представлены на рис. 2. В первом случае представлена термограмма ОЭ-2 на стенде с лучеотражающим слоем (а), во втором – без него (б). Расстояние между метками одинаково. Размеры, используемых, охлаждающих элементов одинаковы.

а б Рис. 2 – Термограммы тепловых полей от охлаждающего элемента: а – стенд с лучеотражающим слоем, б – стенд без лучеотражающего слоя Из рис. 2 видно, что поле распространения низкотемпературного излучения относительно нанесенных меток на втором стенде меньше, нежели на стенде с лучеотражающим слоем. Это дает основание задуматься над оптимальным расстоянием между карманами для охлаждающих элементов. В действующем жилете ОЖГ данное расстояние составляет 5-6 см, что является целесообразным для данной модели. Однако при введении дополнительного лучеотражающего слоя карманы целесообразно раздвинуть, дабы избежать перекрывания «холодовых пятен» от соседних охлаждающих элементов.

По результатам эксперимента мы получили, что диапазон распространения низкотемпературонго излучения от ОЭ при ведении дополнительного лучеотражающего слоя увеличивается в 1,5 раза, что позволяет увеличить расстояние между полиэтиленовыми карманами до 8-9 см. Это позволит уменьшить количество охлаждающих элементов в одежде, а значит снизить ее массу при сохранении охлаждающего ресурса спецодежды.

Ранее [3] автором уже предлагалось изменить модель жилета (рис. 3) и выполнить ее с цельными лицевой и спинной сторонами, последняя из которых имеет удлиненные боковые элементы, которые закреплены на лицевой стороне с помощью застежек-липучек.

Рис. 3 – Общий вид жилета: 1 – лицевая сторона жилета, 2 –спинная сторона жилета, 3 – удлиненные боковые элементы, 4 – войлочные ленты застежек-липучек, 5 – фиксирующие элементы застежек-липучек, 6 – горловина За счет того, что лицевую сторону жилета предлагается выполнять цельной, появляется возможность введения на ней дополнительного ряда охлаждающих элементов там, где ранее располагалась система застежек. Количество этих ОЭ не будет больше того, от которого мы смогли отказаться в результате введения дополнительного лучеотражающего слоя и увеличения расстояния между карманами для ОЭ, а, следовательно, масса полученного жилета не будет отличаться от той, которую имеет охлаждающий жилет ОЖГ, а охлаждающий ресурс при этом повысится.

Таким образом, мы добиваемся поставленной задачи – увеличиваем охлаждающий ресурс противотепловой одежды при охранении его массы.

Список литературы 1. Способы и направления улучшения температурных условий в глубоких шахтах / Мартынов А.А., Малеев Н.В., Яковенко А.К., Орищак В.А. // Уголь Украины. – 2010. - № 5.

2. Клепиков В.Ф. Совершенствование изоляционных свойств противотепловой одежды / Клепиков В.Ф., Е.М.Прохоренко, В.В.Колесникова, Е.Л.Завьялова // Горноспасательное дело: сб.науч.тр./ НИИГД «Респиратор». – Донецк, 2010. – Вып.47. – с.127- 3. Колесникова В.В. Об изменении конструкции противотеплового жилета горнорабочих и спасателей // Вісті Донецького гірничого інституту: Всеукраїнський науково-технічний журнал гірничого профілю. - Донецьк, ДВНЗ «ДонНТУ», 2010. №2. –С. 220-225.

УДК 504+628.4(477.62) Резцов П.І., ст. викладач, Баранецький В.В., ст. викладач (ДонНТУ) ДЕЯКІ ПРОБЛЕМИ НАКОПИЧЕННЯ І РОЗМІЩЕННЯ ВІДХОДІВ В ДОНЕЦЬКОМУ РЕГІОНІ У статті розглядаються деякі проблеми накопичення і розміщення відходів у Донецькому регіоні Екологічна безпека, накопичення, розміщення, відходи.

Актуальним для України і конкретно для Донецької області в забезпеченні екологічної безпеки є питання накопичення різних відходів. В даний час в Донецькому регіоні накопичено близько 4 млрд. тонн промислових і 400 млн. м3 побутових відходів.

Щорічно ці об'єми збільшуються майже на 50 млн. тонн і 6 млн. м3 відповідно. В середньому на душу населення доводиться 800 тонн накопичених промислових відходів, що майже в рази перевищує загальноукраїнський показник. Площа, яку займають відходи у відвалах і накопичувачах, складає 6,2 тис. га або більше 2 % загальної території області. Щодня один мешканець міста проводить близько 0,9 кг твердих побутових відходів (ТПВ), що в масштабах життєдіяльності і всього міста за рік складає більше 1,5 млн. м3.

Якщо в країнах Європи вторинній переробці відходів, включаючи компостування, піддається від 40 до 60% загального об'єму ТПВ, то в Донецьку рівень переробки ТПВ не перевищує 5-7 %, причому 98 % використаної вторсировини доводиться на відходи паперу і картону.



Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 7 |
 



Похожие работы:





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.