автореферат диссертации по безопасности жизнедеятельности человека, 05.26.01, диссертация на тему:Рациональные по тепловому фактору горнотехнические параметры обработки выемочных участков глубоких шахт на крутых пластах

Министерство угольной промышленности Украины • ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МАКЕЕВСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ

- с А йо безопасности работв горной промышленности . ' " МакНЙИ

На правах рукописи „ АЛДБЬЕВ Вадйм Рудольфович ; , -

РАЦИОНАЛЬНЫЕ ПО ТЕПЛОВОМУ ФАКТОРУ ГОРНОТЕХНИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ ОТРАБОТКИ ВЫЕМОЧНЫХ УЧАСТКОВ ГЛУБОКИХ ШАХТ НА КРУТЫХ ПЛАСТАХ

Специальность 05.26.01 "Охрана труда"

А в т орефер а т . Диссертации на соискание ученой степени кандидата технических Наук

Макеевка-Донбасс. 1997

Работа выполнена в Государственном Макеевском научно-исследовательском институте по безопасности работ в горной промышленности (МакНИИ).

Научный руководитель-

докт. техн. наук, с.н.с. КУЗИН В.А. Официальные оппоненты:

докт. техн. наук, проф. ГРЕБЕНКИН С.С.

канд. техн. наук, с.н.с. ПОПОВ И.Н. .

Ведущая организация - Государственный проектный институт

"Днепрогипрошахт"

Защита диссертации состоится "2Я " ¿¿¿¿ЫЯ.' 1997 г. в {3 ч. на заседании специализированного Совета К 27.02.01 в Государственном Макеевском научно-исследовательском Институте по безопасности работ в горной промышленности (339008, Макеевка Донецкой обл.» ул. Лихачёва, 60).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института. Автореферат разослан " 997 г.

Учёный секретарь специализированного совета^^ (У

дсанд. техн. наук . / ¡¡^ / ПРЙХОДЬКО В.М.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Развитие угольной промышленности Украины происходит в условиях непрерывного роста глубины разработки пластов, которое сопровождается увеличением числа высокотемпературных -забоев, снижением производительности груда и ухудшением здоровья горняков. Поэтому одним из наиболее важных вопросов в решении задачи улучшения состояний тех-ПШ1 безопасности в тахтах является нормализация климатичс-жпх условий в рабочих забоях. Особенно актуальна эта проблема щя шахт Центрального района Донбасса (ЦРД), где глубина орных работ достигла 1160 м.

Одним из основных факторов, оказывающих влияние на тестовые условия в выработках, являются тепловыделения от угля. Однако на крутых пластах вопрос определения тепловыделений т угля в лавах недостаточно изучен. Кроме этого, существующие гстоды прогнозирования температуры воздуха не учитывают собенноетн технологий выемки угля, обусловливающих величину еплопередающих поверхностей призабойного пространства лав ри различных способах управления горным давлением. От полоты учета этих вопросов зависят достоверность прогноза тепло-ого режима выработок, значения горнотехнических параметров гработки выемочных участков, мощность холодильного обору-эвания при искусственном охлаждении Воздуха.

В'условиях высокой стоимости энергии и дефицита холо-1ЛЫЮЙ техники прилунение рациональных по тепловому факто-! горнотехшхческих параметров и технологических схем отра->тки выемочных участков позволит увеличить глубину разрази пластов без применения искусственного охлаждения позду-, а на более глубоких горизонтах - снизить холодопотребность |бочих забоев.

Связь работы с планами НИР. Диссертационная работа >дготовлена по результатам НИР Мак НИИ (№М> гос. регистра-1И ЦА01003290Р, 11А01003289Р), выполненных по головной теме 19216000 "Нейтрализация отрицательного воздействия на1 реющего микроклимата на здоровье и работоспособность шахте-

ров в условиях дефицита холодильной техшжи и программа Украины по созданию средств нормализации тепловых условий глубоких угольных шахт" Минуглепрома Украины, в которых автор являлся исполнителем.

Цель работы заключается в установлении на основе совершенствования методики прогнозирования температуры воздуха в лавах рациональных по тепловому фактору горнотехнических параметров и эффективных технологических схем разработки выемочных участков крутых пластов для улучшения и нормализации температурных условий в рабочих забоях.

Идея работы состоит в .установлении функциональной связи теплопрнтоков в горные выработки с основными горнотехническими н технологическими параметрами отработки пластов на глубоких горизонтах и разработке на основе дифференцированной их оценки рациональных параметров, обеспечивающих ми-шшальные энергетические затраты при нормализации климатических условий в выработках.

, Методы исследований. Принятые методы исследований/ включали в себя: анализ и обобщение результатов ранее выполненных теоретических и экспериментальных исследований, математическое моделирование нестационарного теплообмена между падающим углем й воздушным потоком в лаве, обработку результатов аналитических исследовашш методами математической статистики, исследование теплового режима выемочных участков в шахтных условиях и его моделирование на ПЭВМ.

• Научные положения, выносимые на защиту, и их новизна:

• математическая модель нестационарного теплообмена ■между углем и воздухо'м в Лавах крутых пластов, отличающаяся от известной для пологих и наклонных, пластов представлением отбитого угля в виде" шаровых частиц, омываемых воздушным потоком, и основанная на дифференциальном уравнении теплопроводности для тел шаровой формы. На основании этой модели по-. лучены новые аналитические зависимости для расчета коэффициента нестационарного.теплообмена между углем и воздухом в лавах при граничных условиях 1 п. 3 рода с учетом поверхности и времени теплообмена отбитой угольной массы в зависимости от угла падения Пласта;

о-скорректированные расчетные зависимости по определению коэффициента нестационарного теплообмена между' горным массивом н воздухом и лапах, отличающиеся учетом особенностей применяемых технологий выемки угля при определении пелтгппты геплопередаклцпх поверхностен призабойного пространства лап с различными способами управления юриым давлением. Зависимости позволяет более точно учитывать геплообменные процессы к швах с целые прогноза и регулирования теплового режима на ¡ыемочных участках;

* рациональные по тепловому фактору горнотехнические тарамехры и эффективные технологические схемы разработки сы-:мочных участков глубоких шахт, при которых достигается наи-1сныпее теплонасьпцеиие вентиляционной струи в участковых адработках, обеспечивающее минимальные энергетические за-раты при нормализации климатических условий в рабочих забо-х. '

Достоверность научных результатов, выводоп рекомендаций обоснована использованием основных положении теории орной теплофизики, методов" математического анализа, матема-ичсского моделирования и корреляционного анализа, а также одгверждена удовлетворительной сходимостью расчетных и зазренных значении температур воздуха в выработках выемочных частков в широком диапазоне природных и горнотехнических словий разработки крутых пластов, положительным эффектом недрения результатов исследований и практических рекоменда-ий.

Значение работы. Научное значение работы заключается в азвитпи и совершенствовании методов прогнозирования темпе-атуры воздуха в шахтах, что позволяет дифференцированно учи-лвать тепловыделения от отбитого угля в лавах на крутых пля-гах при про! иозе и регулировании теплового режима выемочных тает ков.

Практическое значение работы состой г в определении эф-жтивных по тепловому фактору технологических схем разра->ткн выемочных участков, внедрении программного обеспечения 1я ПЭВМ по прогнозу температуры воздуха в шахтах. Это по-оляет оперативно выполнять оценку проектных решении по от-

работке глу боких горизонтов и планировать меры борьбы с высокими температурами. *

Реализация результатов работы. Результаты выполненных, исследований включены в "Единую методику прогнозирования температурных условий в угольных шахтах" и "Руководство по выбору горнотехнических способов нормализации климатических условий на выемочных участках глубоких шахт". "Руководство..." утверждено Минуглепромом Украины в качестве нормативного документа. Практические рекомендации использованы институтом "Днепрогипрошахт" в проекте строительства нового горизонта 1190 м шахты им. В.И. Ленина ПО "Артемуголь" и др.

Апробация работы. Основные положения работы обсуждались и получили положительную оценку на заседаниях ученого совета МакНИИ и его секций (№ 6 от 08.12.94 г., № 6 от 02.12.93 г.). НТС отдела кондиционирования рудничного воздуха МакНИИ (№ 8 от 24.11.93 г., № 8 от 07.12.94 г.), техническом совещании по сдаче комплекса программ "Температура" в проектном институте "Днепрогипрошахт" (17Л1.93 г.).

Публикации. По результатам исследований опубликовано шесть печатных работ в центральных журналах и сборниках, в том числе один нормативньш документ.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения, изложена на 139 страницах машинописного текста и содержит 15 рисунков, 30 таблиц, список использованных легочников из 103 наименований и 7 приложений.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Фундаментальные исследования теплообмена в выработках подземных сооружений выполнены А.Н. Щербанем, O.A. Кремневым, А.Ф. Воропаевым и Ю.Д. Дядькиным, которыми разработаны научные основы прогноза теплового режима шахт и рудников. В дальнейшем эти исследования были продолжены и развиты в работах В.Я. Журавленко, В.П. Черняка, А.Н.Ягельского, Б.И. Медведева, Ю.В. Шувалова, H.H. Хохотвы, В.А. Кузина и других ученых. В результате разработаны различные методы про-

гноза температуры воздуха в выработках, из которых иаибольгаее распространение в горной отрасли получила "Единая методик;] прогнозирования температурных условий в угольных шахтах".

Апробация расчетных зависимостей "Единой методики..." показала, что наибольшая погрешность в прогнозе температурных условий наблюдается при расчете выемочных участков крутых пластов. Это обусловлено тем, что "Единая методика..." не учитывает особенности теплообмена между горным массивом и воздухом в лавах, связащшс.с учетом величины тептспсрсдаюпш я поверхностей при различных технологиях выемки угля и способах управления горным давлением. Не рассмотрен вопрос методического подхода к тепловому расчету выемочных участков со щитовой выемкой, а зависимости для расчёта тепловыделений от угля в лавах разработаны только для пологих пластов.

В соответствии с целью работы и результатами анализа проблемы задачи исследований сводятся к следующему:

1. Разработать математическую модель, описывающую закономерности теплообмена между падающим углем и воздушным потоком в лавах крутых пластов.

2. Исследовать влияние тепловыделений от отбитого угля на тепловые условия в лавах при различных технологиях выемки и разработать аналитический метод их расчета.

3. Исследовать теплообменные процессы в лавах при различных технологиях выемки угля и способах управления горным давлением и скорректировать расчетные зависимости по опреде-тсншо коэффициента нестационарного теплообмена между гор-шм массивом и воздухом.

4. Уточнить методику и разработать программное обеспечение для ПЭВМ по прогнозу температуры воздуха на выемочных участках крутых пластов.

5.Исследовать и установить рациональные по тепловому фактору горнотехнические параметры и эффективные технологи-геские схемы разработки выемочных участков глубоких горизон-ов. . . • . '

Анализ исследований теилообменных процессов в лавах по-азал, что теплоотдача угля на крутых и пологих пластах имеет ущественные отличия. Так, иа пологих пластах уголь на конпен-

ере рассматривается как полуограниченное тело, и вентиляционная струя омывает поверхность насыпной массы. В лавах крутых пластов падающий уголь омывается потоком встречного воздуха, в результате чего охлаждение происходит со всей поверхности частиц угля.

При решении задачи нестационарного теплообмена между отбитым углем и воздухом приняты следующие допущения: частицы угля имеют форму шара, средневзвешенный радиус которого равен R; средняя температура воздуха в лаве г постоянна; начало теплообмена между углем и воздухом в лаве происходит при т0 > 0; начальное распределение температуры в шаре Т{г, т0) = Т0 ~ const, где Т0 - температура горного массива на глубине выемки; скорость движения частиц угля в лаве постоянна.

Математическая формулировка поставленной задачи имеет

вид:

дТ (д2Т(г,т) 2дТ(г,т)

■-а Зт

дг1 + гдт

(1)

(г0>0; 0<r<R)

Решение дифференциального уравнения теплопроводности (1) при грашгчных условиях первого и третьего рода имеет вид:

; Т(г,т) = {Т0-1)^Лп-— ехр(~ Рп +' (2).

» : 1

, " Удельный тепловой поток (д0) определяется законом Фурье:

В'результате дифференцирования уравнения (3) после под-Гстановки в него значения Г(г,г) из уравнения (2) и интегрирования полученного выражения по г зависимость для расчета тепловыделений от отбитого угля в лавах кругых пластов имеет вид:

в котором величина Кг является коэффициентом нестационарного теплообмена между углем и воздушным потоком п лаве:

ЛЯ ^ А

ехр(- ^Ро) -ехр( -^ | <5)

Л" . .

При разработке инженерных. мегодов расчета КТл получены зависимости для граничных, условий тт>е*т-еге и перЕсгс рала.

Кт = —0,383Ро°'641п Вг, а > 0, Т„ * г ■ (г.у. 3 рода); (6) ат

ЛЯ

Кт = --0,594 Ро0,12, «->00, Г = [ (г.'у. 1 рода) (7) ат

В уравнешшх (1-7): а, Я -коэффициенты температуропроводаос-ти и теплопроводности угля соответственно; г - продолжительность теплообмена между углем и воздухом б лаве; Р - площадг? поверхности теплообмена отбитого угля в лапе; Ро, В( - критерии Фурье н Био соответственно; ¡лп - корни характеристического уравнения; Т„ - температура поверхности чисти отбитого угля; а - коэффициент теплоотдачи угля.

Площадь поверхности теплообмена утля в лаве рассчиты-шется по формуле.

ЗЛ,г

/=*=»—» (8)

де А у -грузопоток угля в лаве;./ -плотность угля.

Продолжительность теплообмена отбитого угля и воздуха ависит от скорости движения ископаемого в лаве, которая, со-ласно исследованиям ДонУГИ, зависит от угла падения пласта. 1лощадь поверхности теплообмена (формула 8) зависит от сред-евзвешенного радиуса частиц отбитого угля, который по резуль-атам исследований условий пылеобразования в лавах крутых ластов, выполненных ранее МакНИИ, также зависит от угла па-ения штаста.

Анализ результатов тепловых расчетов лав с комбайновой и молотковой технологиями выемки угля, выполненных с учетом полученных зависимостей, показал, что с увеличением глубины работ (до 1260м) и нагрузки на забой (до 300 т/сут) тепловыделения от угля составляют до 30% в общем тепловом балансе очистных забоев. Если поверхность угля мокрая, что соответствует граничным условиям первого рода, эти тепловыделения составляют до 50%.

При выемке угля-в лавах крутых пластов с применением щитовых агрегатов расчет тепловыделений от утля производится по известным зависимостям для пологих пластов.

В лавах со щитовой выемкой угля необходимо учитывать особенности теплообмена обрушенных пород и воздуха в приза-бойном пространстве, обусловленные наличием щитового перекрытия со стороны выработанного пространства (металлическая сетка, деревянный накатник, прорезиненная лента). Изолирующее влияние щитового перекрытия учитывается заменой коэффициента теплоотдачи на коэффициент теплопередачи при расчете коэффициента нестационарного теплообмена пород выработанного пространства лавы:

ЧНГ..;.,

где а - коэффициент теплоотдачи; бп - толщина материала перекрытия; Л,, - коэффициент теплопроводности .материала пере. крмтия. '

При прогнозировании температур воздуха в выработках • выемочных участков со, щитовой выемкой необходимо дополнительно выполнять' тепловые расчеты углеспускных и вентиляционных печен, при движении по которым происходит геплонасы-щение воздушной струи. Расчеты температур воздуха в этих выработках с учетом их длины, сечения, вида крепления.и наличия местных источников тепла производятся аналогично расчетам воздухонодщощих .выработок.

В лавах с молотковой и комбайновой выемкой реальная поверхность теплообмена угольного массива и вмещающих пород с

воздухом значительно больше, чем это учитывалось ранее. Это связано с тем, что в таких лавах . лшженная поверхность угольного массива увеличивается за счет-ломаной линии очистного забоя. Поверхность теплообмена необходимо принимать с учетом ее увеличения за счет поверхности основания уступов, минимальная ширина которых составляет 2,7м. Ширина первого уступа больше ширины последующих и по паспортам выемочных участков составляет до 20-25М. Расчетную длину очистном линии дтя молотковых и комбайновых лав в общем виде молено представшь:

Ьр - Ь„ + 2,7 Л^, + .<4, (10)

где Ьр -расчетная длина лавы, м; Ьн - наклонная длина лавы, м; Ыу - число уступов в лаве; А =20-25м - для лав с молотковой выемкой угля; А =3м - для лав с комбайновой выемкой угля.

Таким образом, при мощности пласта 1,0м, длине молотковой лавы 120-140м и наличии 10 уступов в ней теплообменная поверхность угольного пласта на 35-40% выше, чем это учитывалось ранее по зависимостям "Единой методики...".

При управлении кровлей в лавах плавным опусканием и удержанием на кострах теплообмен вентиляционной аруи, ,цш-жущейся по призабойно.му пространству лапы, происходит с обнаженными поверхностями пород кровли, почвы п угольного пласта, а тепловой поток со стороны пород выработанною пространства практически отсутствует. В формуле "Единой методики..." для средневзвешенного коэффициент пеаацпоннрного теплообмена лав крутых пластов слагаемое, учитывающее теплооб-'тенпучо поверхность со с'юроны вырабошшою прос фаненш, опуекаеюн.

Расчет температуры воздуха в лавах крутых пластов осуществляется по формулам "Единой методики.,.", в которых при расчете комплексов А, Е и 7'для лав с управлением кровлей плавным опусканием и удержанием на косчрах, полным обрушением при щитовой выемке подставляю 1ся значения коэффициента нестационарного 1енлообмена, рассчитанные по скоррекшрованным. зависимостям, а дтя комбайновых и молелковых лав ьмссчо ны подставляется расчётная длина (формула 10).

Для оценки достоверности разработанных зависимостей проводились шахтйые экспериментальные исследования. Они заключались в выполнении маршрутных тепловых съёмок по наиболее характерным для ЦРД выемочным участкам глубоких шахт в соответствии с "Руководством по проведешпо тепловых съемок в угольных шахтах'1.

Анализ результатов тепловых съемок показал, что тепловой режим очистных забоев существенно зависит от технологии выемки угля. На выемочных участках со щитовой выемкой рост температуры воздуха наблюдался в воздухоподающей печи, по дшше лавы и в вентиляционной печи. Общее приращение температуры воздуха в выемочном столбе составляло от 2,0 °С до 4,4 °С, в том числе в лаве - 0,5-1,2 °С. В лавах с комбайновой выемкой угля приращение температуры воздуха по дшше лавы в ремонтные смены составляло 0,1-0,9 °С. В добычные смены при выемке угля происходило более интенсивное теплонасыщение воздушной струн, обусловлсшгое тепловыделениями от отбитого угля, и прирост температуры воздуха по длине лав составлял 0,5-2,0 °С.

Тепловые расчеты выработок, выполненные с учетом полученных зависимостей, показывают, что результаты расчетов удовлетворительно согласуются с результатами экспериментальных наблюдений, разность между которыми не превышает ±0,5°С.

Анализ влияния горнотехнических параметров разработай на тепловые условия в горных вырабо тках показал, что на тепловыделения из горного массива (главного источника формирования теплового режима выемочных участков) наибольшее влияние оказывают такие параметры как глубина расположения выработок, их длина, сечение и скорость воздуха. Аналитическими исследованиями установлена взаимосвязь между этими параметрами и минимальными приращешмми температуры воздуха в выработках. Установлено, что верхний предел скорости воздуха, выше которого ее увеличение практически не влияет на температуру в Конце выработки, соответствует эффективной скорости, которая определяется по формуле:

(0,11 + 0,00653-АГ)!.0'4^-0,34, (11)

где ЛТ - температурный напор между горным массивом и воздухом в выработке; Ь - длина выработки; 5 - сечение выработки.

Эффективные по тепловому'фактору скорости воздуха в участковых выработках находятся в диапазоне 1,0-3,0 м/с и возрастают с увеличением температуры горных пород и длины выработки. Поддержание эффективных скоростей в участковых выра-бо!ках ограничивается пропускной способностью очистных забо-гв по максимально допустимой скорости воздуха в лаве. В этом случае поддержание эффективных скоростей может быть осущосг-1ЛЛ1С ЩХСЛ1 ВЫПОЛНЕНИЯ мероприятий пс выпуску избыточного количества воздуха по дополнительной выработке перед лавами или за ними.

В лавах наиболее заметное снижение приращения температуры воздуха наблюдается при увеличении скорости до 4 м/с. Поэтому эффективная скорость соответствует предельно допустимой жорости воздуха.

Климатические условия в выработках глубоких горизонтов зависят от схем проветривания выемочных участков, определяющих направление поступлений чеплопритоков воздуха :п вырабо-гашкно пространства относительно направления движения лавы, гвежей и исходящей струн воздуха и являющихся одним из важных элементов технолотнческнх схем разработки пластов.

Оценка схем проветривания выемочных учаокои по тепло-зому фактору на крутых пластах показала, что минимальными приращениями температуры воздуха в выработках, как и на по-погил пластах, характеризуются схемы проветривания с подове-жением и обособленным разбавлением вредностей но источникам [IX поступления. Среди этих схем наиболее благоприятными являются схемы с прямоточным'проветриванием (схемы 3$ и 4Б).

Для условий ЦРД с учетом теплового фактора выполнена эц>:нка технологических схем разработки выемочных участков, эпределяющих способ подготовки, систему разработ ки и порядок этработкн пластов,'способы управления кровлей и охраны выработок. Установлено; что отработка выемочных участков но тех-: дологической схеме с прямоточным проветриванием, подсвсжени-' :м исходящей аруи со стороны целика и обособленным пропет-,, ¡шваиием подготовительно!) выработки обеспечивает глубину

разработки пластов с температурой пород до 35-43 °С при расходе воздуха на участке, соответствующем скорости воздуха в лаве не менее 2 м/с. При более высоких температурах пород нормализовать климатические условия в лавах можно только с применением искусственного охлаждения воздуха. При температуре горных пород до 50 °С холодопотребность лав будет находиться в пределах 60-180 кВт. При скорости воздуха в лаве 4 м/с температурные условия для этой технологической схемы на глубине с температурой пород до 50 °С будут Превышать предельно допустимые нормы только на пластах мощностью до 0,7м. Холодопотребность при этом не превысит 75 кВт.

Отработка выемочных участков по технологической схеме со щитовой выемкой и скоростьк? воздуха в лаве 2 м/с без искусственного охлаждения воздуха для пластов мощностью до 0,7м возможна до глубин с температурой пород до 35 °С, a lia пластах большей мощности - до 45 °С. При скорости воздуха в лаве 4 м/с на пластах мощностью 1,0-1,3м этого же результата можно Достигнуть при температуре пород до 50 °С.

Результаты выполненных йсследований включены в "Методику прогнозирования температурных условий В шахтах, разрабатывающих крутые пласты", являющуюся дополнением к нормативному документу "Единая методика...". По этой методике институтом "Днепрогипрошахт" совместно с МакНЙИ разработан и передан в эксплуатацию проектным организациям программный комплекс "Температура" для тепловых расчетов вентиляционных сетей шахт на ПЭВМ. -ч

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В днесертациошгой работе содержится решение актуальной для угольной отрасли научной и практической задачи по развитию и совершенствованию методики прогнозирования температуры воздуха в шахтах, регулированию теплового режима выемочных участков с различными технологиями выемки угля, обеспечивающее повышение производительности труда, безопасности работ, снижение затрат на искусственное охлаждение воздуха.

Основные научные и практические результаты выполненной работы заключаются в следующем:

1. Установлено, что существующие методы прогнозирования температуры воздуха ь лапах крутых пластов не учитывают эсобешюсти теплонасыщения воздуха в о чистых забоях при различных технологиях выемки угля и способах управления горным давлением, а зависимости для расчёта тепловыделений от угля в лавах разработаны только для пологих пластов.

2. Разработана математическая модель нестационарного теплообмена между углем и воздухом в лавах, кру шх пластов, отличающаяся от известной для полог их и наклонных пластов пред-л*авлением отбитого угля в виде шаровых частиц, омываемых зоздушным потоком. Получены аналитические зависимости для засчета тепловыделений от угля при различных условиях тепло-эбмена с учетом всех основных факторов.

3. Изучено влияние тепловыделений от отбитого угля на формирование температурных условий в лавах с комбайновой и уюлотковой выемкой. Установлено, что количество тепла, выделившееся от угля, возрастает с увеличением нагрузки на забой и лубины работ н составляет до 30-50% в общем тепловом балансе 1а в.

■!. Скорректированы расчетные зависимости по определенно коэффициента нестационарного теплообмена между горным пассивом и воздухом в лавах с управлением кров-лей плавным опусканием и удержанием на кострах, полным обрушением в лазах со щитовой выемкой. Предложен методический подход по фогнозу температуры воздуха на участках со щитовой выемкой гтдя, заключающийся в доиолпшельных расчетах углсспускных и зенташщиошшх печей.

5. Установлены рациональные по тепловому факт ору зна-тения горнотехнических параметров очраГ'лки выемочных участ-сов. В результате магматическою моделирования получена зави-;имосгь, позволяющая определять эффективную по тепловому фактору скорость воздуха в участковых выработках с учетом их щины, сечения и темпера 1>рного напора между горным массивом 1 воздухом.

6. По результатам количественной опенки схем проветривания выемочных участков установлено, что наиболее благоприят-1Шми по тепловому фактору являются прямоточные схемы проветривания с подсвежением и обособленным разбавлением вредностей по источникам их поступления.

7. Установлены'эффектганые технологические схемы разработки крутых пластов шахт ЦРД, области их применения по глубине разработки с обеспечением требований по допустимым температурам воздуха в лавах как при естественных услориях формирования теплового режима, так и при искусственном охлаждешш воздуха. Показано, что при расходах воздуха на выемотаых участках, соответствующих скорости воздуха в лавах 4,0 м/с, с помощью существующего холодильного оборудования обеспечиваются нормальные климатические условия в рабочих забоях на глубинах с температурой горных пород до 50 °С.

8. Разработано и внедрено программное обеспечение для ПЭВМ по прогнозированию температуры воздуха в шахтах, позволяющее работникам проектных организаций и шахт оперативно выполнять оценку технических решений по отработке глубоких горизонтов с учетом теплового фактора и на этой основе планировать эффективные меры борьбы с высокими температурами.

9. Основные результаты работы включены в утвержденное Минуглепромом Украины-в качестве нормативного документа "Руководство по выбору горнотехнических способов нормализации климатических условий на выемочных участках глубоких шахт". Практическое использование результатов работы осуществлено институтом "Диепрогипрошахт" в проекте строительства нового горизонта 1190м шахты им. Ленина ПО "Артемуголь". Основные положения диссертации опубликованы в работах:

1. Кузин В.А., Алабьев В.Р. Влияние отбитого угля на формировать тепловых условий в лавах крутых пластов //Безопасная эксплуатация оборудования и машин в угольных шахтах: Сб. научи. трудов.- Макеевка: МакНИИ, 1991- С. 151 -157.

2. Кузин В.А;, Алабьев В.Р. Уточнение методики прогнозирования температуры воздуха в лавах при разработке крутых пластов. //Способы и средства создания безопасных и здоровых

условии ¡руда в угольных тахтах: Сб. научи, трудов,- Макеевка: МакНИИ, 1995.- С. 151 -158.

3. Кузин В.А., Алабьев В.Р. Ошнмальные проектные реше-ши по отработке крутых пластов па глубоких горизонтах //Уголь Украины. 1995, № 8,- С. 25-26.

4. Кузин В.А., Алабьев В.Р. Опенка технологических схем разработки угольных пластов Центральног о района Донбасса но тепловому фактору //Способы и средства создания безопасных и зяоровых условий труда в угольных тахтах: Сб! научи, трудов.-Макеевка: МакНИИ, 1995.- С. 158-164.

5. Морев A.M., Кузин В.А., Алабьев В.Р. Оптимальные по тепловому фактору горнотехнические параметры разработки выемочных участков глубоких шахт //Известия Донецкого горного Штстйтута.- Донецк: ДПИ, 1996, № 5.

6. Руководство по выбору горнотехнических способов нормализации климатцческих услотш на выемочных участках глубоких шахт .//Кузпй В .А:, Алабьев В.Р. (МакНИИ), Песок С.А., Ро-зенберг A.C. (Донгнпрошахт), Пирнч Г.И. (Днепрогнпрошахт).-Максевка-Донбасе: МакНИИ, 1995.-- 44 с.

Соискатель Jp^i^^f ) 8. Алабьев

АН0ТАЦ1Я

Алаб'св В.Р. Ращональш по тепловому фактору пршгао техтчш параметр« в ¡дробления вшмкових дшьниць пшбоки: шахт на кругах пластах.

Дисертащя на .здобуття наукового ступеня кандидата тех шчпнх наук по спешальностт 05.26.01 "Охорона пращ", Держав нпн Макнвський наутсово-дослщштй щститут по безпещ po6iT i пршгай промисловосп, Макйвка, 1997.

В дисертацшнШ робот! на ocHoBi теоретичних та експери ментальних доонджень м1ститься вирцлешш актуально? для ву riribHoi' галуз1 науково! та практично! задатн по удосконаленнк метода протозувашщ температурних умов в шахтах, ви'значен шо ращональних по тепловому фактору прничотех!ичних пара MerpiB i технолопч?шх схем в ¡дробления вигмкових дшьшщь т кругах пласгах.

Кшочов1 слова: тепловш! фактор, круп пласти, методика прннчотехшчш параметри, втмкова духьщщя, технолопчш схеми

SUMMARY

Alabyev Vadim R. Practical in terms of heat factor mining parameters for stoping steep seams in deep mines.

Thesis. submitted for the degree of Candidate of Science (Engineering) in speciality 05.26.01 "Labour protection", State Makeyevka Safety in Mines Research Institute, Makeyevka, 1997.

The thesis presents an approach based on theoretical and experimental finindings to sovle urgent for coal industry problems ol improving mine temperature forecast methods and developing practical in terms of heat factor mining parameters to carry out stoping in steep seams.

Key words: heat factor, steep seams, procedute, stoping, mining parameters, mining schemes.

Ротапринт МакНИИ. Заказ 66. Тираж 100 экз, 16.04.97 г. __

Г. Макеевка, Донецкой обл., ул. Лихачёва, 60