автореферат диссертации по безопасности жизнедеятельности человека, 05.26.01, диссертация на тему:Разработка и реализация методов и средств борьбы с местными скоплениями метана в шахтах

Ы 0 — 9 о

ДОНЕЦКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

БОБРОВ Анатолий Иванович

РАЗРАБОТКА И РЕАЛИЗАЦИЯ МЕТОДОВ И СРЕДСТВ БОРЬБЫ С МЕСТНЫМИ СКОПЛЕНИЯМИ МЕТАНА В ШАХТАХ

Специальность 05.26.01—„Охрана труда и пожарная

безопасность"

Диссертация в форме научного доклада на соискание ученой степени доктора технических наук

Донецк—1992

На правах рукописи

у

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

Официальные оппоненты:

докт. техн. наук, проф. БОЛБАТ И. Е.

докт. техн. наук, проф. СЕРГЕЕВ И. В.

докт. техн. наук, проф. МЕДВЕДЕВ Б. И.

Ведущая организация—Институт геотехнической механики

АН Украины

^^ащита диссертации состоится . « _1992 г.

вчасов на заседании специализированного совета Д.068.20.02 при Донецком ордена Трудового Красного Знамени политехническом институте по адресу: 340000, г. Донецк, ул. Артема, 58.

С диссертацией в форме научного доклада можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан „,

№. О!

1992 г.

Ученый секретарь специализированного совета докт. техн. наук, профессор

ЧЕРНЯЕВ В. И.

• . ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

___Диссертация, представленная в форме научного доклада, выполнена на основа результатов исследовании автора, опубликованных в 12661590 г.г.

Актуальность проблемы. Усложнение горно-геологических и горнотехнических условий с ростом глуо'шш отработки угольных пластов требует для обеспечения безопасности работ в шахтах применения комплекса технических и организационных мероприятий. Одним из основных мероприятий является предупреждение образования, а танке своевременное обнаружение и линвидация местных скоплений метана в горных выработках. Это связано с тем, что местные скопления образуются дане при нормальном проветривании выработан и являются причиной аварий, сопровождающихся травмированием людей и материальными убытками.

Анализ воспламенений метано-воздушной смеси в угольных шахтах показывает, что из-за местных сноплениИ происходит около 90% случаев взрывов и вспышек. Кроме того, местные скопления метана значительно сдерживают скорости проведения выработок, что приводит и потерям добычи угля. Тан, в среднем в течение года только на шахтах Донбасса из-за местных скоплений метана имеет место около б тыс. остановок очистных и 4 тыс. подготовительных выработок на одну смену и более.

Исследования местных скоплений, в частности решение'вопросов диффузии активных газов применительно к процессам переноса метана в воздуховодах типа горных выработок, выполнялись за рубежом в Англии, ФРГ, Польше, СЕЛ. В нашей стране теоретические и экспериментальные исследования диффузии метана, кан.активного газа в выработках, проводились 1.1ГИ, ВостНПИ, ЙИИГД, ИГТМ АН Украины, ИГД им.А.А.Свочинсиого, ЛГИ и др.

Анализ работ в области местных скоплений показал, что практически псе они посвящены лишь отдельным видам скоплений, метана. При этом большее число работ основывается на лабораторных исследованиях,• которые не позволяют учесть все факторы, влияющие на формирование скоплений непосредственно в вахтах. В результате чего не представляется возмошшм разработать научно обоснованные меры их предотвращения и ликвидации. По этой причине до последнего времени отсутствовали надежные способы и средства борьбы с местными скоплениями мата.. на,, несмотря на большую их опасность и довольно частое возникновение

в горных выработках.

Изложенное указывает на актуальность научно-технической проблемы, заключающейся в разработке и внедрении методов и средств борьбы с несшими сноплениями метана в шахтах, обеспечивающих безопасное проведение горных выработок по газоносный угольным пластай и породам.

В диссертационную работу включены результаты многолетних исследований, выполненных под руководством и при непосредственном участии автора по тематичесиим планам работ МакНИИ, основная часть ното-рых проводилась на основании программ ГКНТ по решению научно-техни-чесной проблемы 0.05.07.

Целью работы является установление закономерностей формирования местных скоплений метана и разработка методов и средств борьбы с ними в очистных и подготовительных выработнах угольных шахт.

Идея работы заключается в интенсификации процесса ^азопереноса динамически активного газа в воздушном потоке за счст изменения сно-рости воздуха или направленного воздействия воздушных струй в места его выделения в горных выработках.

Методы исследований. Основными методами исследований являются аналитический и экспериментальный, базирующиеся на теории вероятностей, теории подобия и газовой динамини шахтных вентиляционных потоков, физическом моделировании и изучении в натурных условиях процессов формирования и ликвидации местных скоплений метана. .

Основные научные положения, выносимые на защиту.

1. Местные скопления метана в подготовительных и очистных выработках, в случаях обычного метановыделения, образуются при средних скоростях воздуха менее I м/с и газообильности выемочных участков

3 м3/иин и более. Снорость воздуха о выработке по сравнению с другими факторами оказывает преимущественное влияние на размеры местных сноплений всех видов. Объем местных скоплений метана обратно пропорционален скорости воздуха, которая для наиболее распространенных сноплений, тииа слоевых, выракена степенной функцией.

2. Распространение пламени по местным скоплениям метана происходит, если отношение объема газа в скоплении к объему воздуха в выработке больше или равно 0,01.

В местных скоплениях толщиной до 5 см отношение объема газа в сноплении к объему воздуха в вырзботне меньше 0,01 и пламя по таким скоплениям не распространяется.

Наибольшую опасность у выемочных комбайнов представляют местные

сяопления метана между норпусом и забоем (пологие и наклонные пласты) и на машинной дороге выше комбайна (крутые пласты), снорость движения пламени по которым достигает 15 м/с.

3. Средние скорости воздуха, при которых не образуются местные скопления метана в горных выработках, определяются расходом газа в выработках, видом и расположением источников газовыделеття, соченном выработок и углом их наклона, степенью загромо:"денности выработок оборудование;.'. Полученные зависимости значений сноростеп воздушного потока, при которых не образуются скопления от перечисленных факторов, нозеолпь" рассчитывать необходимые для ликвидации всех видов местных скоплении расходы воздуха, а танке выбирать для их размывания средства местного (у источника газозыделения) увеличения снорости воздуха и устанавливать необходимую их производительность.

Эффективная ликвидация основных видов местных скоплений метана обеспечивается путем интенсификации процесса газопереноса в выработках за счет направленного воздействия в места образования скоплений турбулентных свободных струй воздуха, рассредоточенных по длине выработки и поступающих к газостдаащим поверхностям под-углом 45° с расстояния не более I м. При этом необходимый для формирования каждой воздушной струи расход воздуха прямо пропорционален квадрату диэметрз начального сечения струи, средней снорости воздуха в выработке и расходу газа, образующего скопление, выраженному степенной фуннцией.

5. Расход молнодисперсной воды, предотвращающей воспламенение местных скоплений газа у исполнительных органов комбайнов, параболически зависит от процентного содержания метана ц скоплении (с вершиной параболы при содержании метана 9%) и прямо пропорционален объему местного скопления.

6. Для предупреждения образования опасных местных скоплений метана в зонах внемни угля комбайны долины иметь одиночные исполнительные органы, располагаемые по концам корпуса машины. Ширина захвата исполнительных органов не долкна превышать 1м, а для доступа активной вентиляционной струи а местам образования скоплений отношение высоты свободного сечения нейду корпусом комбайна и кровлей выработии к вынимаемой мощности пласта должно быть не менее 0,4.

Достоверность научных пологе!»);", и вызодоз подтверждается:

соответствием установленных закономерностей формирования честных скоплений метана основный физическим занонам и качественным представления!! о характере протекания процессов;

необходимый объемом экспериментального материала, полученного ■в шахтах и на специальных физических моделях выработок при проведении исследований, связанных с разработкой способов и средств борьбы с местными скоплениями метана;

удовлетворительной сходимостью данных аналитических расчетов скоростей воздуха, необходимых для размывания местных скоплений метана, с данными многочисленных экспериментов в шахтных и лаборатор-лшх условиях;

широкой апробацией во всех угольных бассейнах страны в течение ряда лет методов контроля местных скоплений метана и способов борьбы с ними. о Научная новизна исследований заключается в следующем: определены условия и закономерности формирования местных скоплений метана в подготовительных и очистных выработках, учитывающие метано обильность выработон, возможность проявления повышенных (суф-.лярных) выделений газа, среднюю скорость воздуха в выработках, вид источника газовыделения и расход газа, образующего скопление, наличие труднопроветриваемых пространств, позволившие обосновать научно-технические принципы отнесения выработок или отдельных их участков к опасным по местным скоплениям мотана;

установлены количественные и качественные характеристики процессов распространения пламени по основным видам местных скоплений метана, а танке определены участии выработон, на которых местные скопления представляют наибольшую опасность в случае их воспламенения. Это дало возможность разработать методы нонтроля содержания •метана у газоотдавщих поверхностей в шахтах с целью своевременного обнарунения опасных его скоплений;

получены зависимости для определения значений средних скоростей воздуха, при которых не образуются местные скопления метана в подготовительных и очистных выработках, учитывающие расход газа, в выработках, вид и расположение источников газовыделения, сечение выработок и углы их наклона, степень загронокденности выработок оборудованием;

определены аэродинамические параметры и конструкция средств борьбы с местными скоплениями метана, обеспечивающие аффективную их ликвидацию в подготовительных и очистных выработках;

установлена зависимость расхода мелкодисперсной воды от содер-нания нетана в местных сноплениях у исполнительных органов выемочных и проходчесних номбайнов, при котором исключается воспламенение метано-воздушной смеси;

определены закономерности изменения содержания метана в районе выемочных номбайнов при их работе в зависимости от аэродинамических форм механизированных нрепей, ширины захвата номбайна, типа и расположения его исполнительных органов относительно норпуса, длины яор-пуса, загроможденности очистной выработки элементами крепи и номбайна, полноты погрузни угля на конвейер. Научное значение работы заключается:

в определении физичесной сущности, условий и закономерностей формирования основных видов местных скоплений метана в горных выработках, учитывающих средние снорости воздуха и расход газа в выработках, вид и расположение источников газовыдслення, сечение выра-ботон и углы их наклона, наличие труднопроветриваемых пространств;

в обосновании и разработке методов интенсификации процессов переноса метана в воздушном потоке за счет направленного воздействия воздушных струй в места образования сноплений газа с учетом геометрических и аэродинамических параметров воздушных струй, загромои-дзнности выработок, интенсивности и вида источнинов метановыделения в выработиах.

Прантичесиая ценность работы состоит в следующем: разработаны методы отнесения выработон н опасным по местным скоплениям метана, а танже способы контроля всех видов местных сноплений перенооными и стационарными приборами.

Для обнаружения опасных сноплений мотана в любом месте нахождения людей в выработках, а танке п целью распознавания в«да газовыделения, образующего скопления, при участии автора создан индивидуальный сигнализатор метана двухпорогового срабатывания;

предложен номпленс способов борьбы о местными скоплениями метана путем местного увеличения скорости воздуха и направленного воздействия воздушных струй в места выделения газа, интенсифицирующего газоперенос в выработках за счет турбулизации воздушного потона и отвода метано-воздушной смеси из застойных зон;

разработаны требования к средствам борьбы с местными скоплениями метана и впервые в отечественной практике созданы надежные и удобные в эксплуатации сродства ликвидации основных видов местных скоплений в подготовительных и очистных выработках;

б

создан принципиально новый способ борьбы со скоплениями иета-на под передвижными скребковыми конвейерами, основанный на предотвращении накопления мелких фракций угля в холостой ветви конвейера;

определены требования н оросительным системам выемочных и проходческих комбайнов для создания предохранительной среды у исполнительных органов, предотвращающей воспламенение метано-воздушной смеси;

впервые разработаны требования по газовому фактору к конструкциям выемочных комбайнов и комплексов, обеспечивающие предотвращение образования местных скоплений метана при их работе на газоносных угольных пластах.

Приоритет технических решений, полученных в работах, выполненных под руководством и при участии автора, защищен одиннадцатью авторскими свидетельствами на новые средства борьбы с местными скоплениями метана в угольных шахтах. За разработку и внедрение способов и средств борьбы с местными сноплениями метана автору присукде-на премия имени академика А.А.Скочинсного.

Реализация работы. Методы отнесения выработок к опасным по местным сноплениям метана, способы контроля местных скоплений переносными и.стационарными приборами, а такае способы борьбы с местными скоплениями газа включены в "Правила безопасности в угольных и сланцевых шахтах","Временное руководство по оборудованию и эксплуатации системы аэрогазового нонтроля в угольных шахтах (АГК)", "Методические указания по специальному расследованию взрывов газа и пыли в угольных шахтах","Технические указания по борьбе с местными •скоплениями метана при работе узкозахватных выемочных комбайнов в очистных выработках пологих и наклонных пластов Донбасса", "Руководство по проектированию вентиляции угольных шахт", "Особые указания о поведении людей в шахтах, опасных по газу", "Методичесние указания по выбору схем проветривания выемочных участков шахт Донбасса с учетом опасности местных скоплений метана, эффективности управления газовыделением, устойчивости проветривания, обеспечения безопасных условий в аварийных ситуациях и предупреждения самовозгорания угля".

Разработанные требования по газовому фантору к выемочным комбайнам, предназначенным для выемки пологих, наклонных и крутых угольных пластов,включены в "Нормативы по безопасности забойных машин, комплексов и агрегатов" и реализованы в комбайнах типа РКУ. Созданы и доведены до серийного производства специальные установки

(¿"СМ) четырех модификаций для борьбы о местными скоплениями метана. Установки внедрены в шахтах двадцати производственных объединений по добыче угля в Донбассе, а также в шахтах производственных объединений по добыче угля "Воркутауголь", "Карагандауголь", "Унрзапад-■ уголь", "Приморснуголь", "Пронопьевснуголь".

Разработанный индивидуальный сигнализатор метана двухлорогово-го срабатывания внедрен практически на всех шахтах Донбасса третьей натегории по метану и выше.

Рекомендации по борьбе с местными скоплениями мотана использованы при составлении справочника "Рудничная вентиляция".-!1.!; Недра, 1988 г. (под редакцией К.З.Ушанова).

Апробация работы. Основные результаты научных исследований докладывались и получили положительную оценну на Всесоюзном совещании научных работников по охране труда (г.Москва, 1972 г.); Всесоюзной научно-технической конференции "Проблемы аэрологии современных горнодобывающих предприятий" (г.Мосява, 1980 г.); Республиканской семинаре "Совершенствование проветривания угольных шахт" (г.Донецк, 1984 г.); Всесоюзной научно-технической конференции "Управление газовыделением и дегазация угольных шахт" (г.Макеевка, 1985 г.); Республиканском семинара "Совершенствование проветривания тупиковых выработок к методы борьбы с местными скоплениями метана" (г.Макеевка, 1985 г.); совместном заседании секции техники безопасности и энергомеханичесной, а такхе сенции горних машин для подземного' способа добычи угля ИТС Минуглепрома СССР (г.Кемерово, 1985 г.); заседании секции подземной разработки месторождений угля и сланца, проектирования и шахтного строительства НТС Минуглепрома СССР и сенции разработки угольных месторождений подземным способом Центрального правления НТО горное (г.Донецк, 19Я6 г.); Республиканской научно-технической конференции "Проблемы совершенствования пыле-газового режима на угольных шахтах" (г.Иадеевка, 1988 г.).

Разработанные средства борьбы с местными скоплениями метана экспонировались на ВДНХ, по трем изделиям автором получены серебряная и две бронзовые медали.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 66 научных работ, зключая II авторских свидетельств, дво монографии и три брошюры.

Автор выракает глубокую благодарность сотрудникам отдела вентиляции и газа КакПИИ за помощь в проведении исследований и внедрении способов к- средств борьбы с местными скоплениями в шахтах.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ

I. Местные скопления метана, образующиеся в горных выработках

Для определения видов скоплений метана, которые образуются в горных выработках и могут являться причиной аварий, выполнен анализ взрывов и вспышен метано-воздушной смеси, имевших место в шахтах воех угольных бассейнов за последние двадцать лет [ll,36,39,46,53j.

Было исследовано 516 случаев воспламенения метано-воздушной смеси в шахтах. Анализ распределения воспламенений по видам скоплений и местам их формирования в горных выработках показал, что подавляющее большинство случаев (8 взрывов и вспышек це тан о-в оз душной смеси происходило из-за небольших по объему скоплений метана (местных скоплений), образующихся в отдельных пестах горных выработок. Остпльные аварии (преимущественно взрывы) имели меедо в результате загазирования по площади поперечного сечения части или всей выработки. При этом воспламенения вследствие загазирования всей выработки составили всего l,Sj¿ (39ЛС].

Проведенные исследования дали возможность разработать определение местного скопления метана, которое включено в "Правила безопасности в угольных и сланцевых шахтах".

Результаты анализа воспламенений метано-воздушной смеси позволили классифицировать все местные скопления метана, образующиеся в горных выработках, следующим-образом: слоевые у кровли; в пустотах за крепью; у исполнительных органов проходческих комбайнов; у сква-шш; у забоев подготовительных выработок; у перемычек, изолирующих выработни и выработанные пространства; у бутовых полос в вентиляци- • онных выработках; у сопряжений лав с погашаемы:» выработками; у выемочных комбайнов; в нишах очистных выработок; под передаинными скребковыми конвейерами [15,38,53].

Статистическая обработка данных показала, что наибольшее количество воспламенений в шахтах происходит в местных скоплениях метана, формирующихся у выемочных комбайнов - 36,2;j, а тайке в слоевых у кровли и в местных-скоплениях метана в пустотах за крепью выработок - 20,O/i 139,46]. Воспламенения местных скоплений имели место, как правило, при среднем содержании метана в исходящих вентиляционных струях выработок, не превышающем установленных норм |39). Зто не позволяло своевременно обнарукивать местные скопления существовавшими методами контроля содержания метана по среднему его содержанию в сечениях выработок.

э

Установлено, что перечисленные выше виды местных скоплений, кроме сноплений газа в нишах лав и у забоев подготовительных выработок, в 8С$ случаев вознинали при нормальном проветривании выработон, что представляет серьезную опасность [39}. Поэтому в работе эти местные скопления явились предметом исследований с целью разработки способов и средств борьбы с ними.

2. Исследование условий образования местных сноплений метана в горных выработках

2.1. Условия образования местных скоплений метана в подготовительных выработках '

Для определения условий образования местных сноплений были проведены наблюдения в 235 подготовительных выработках 85 шахт, разрабатывающих пологие, наклонные и крутые пласты. В процессе наблюдений выполнено более 300 газо-воздушннх съемон, в том числе при бурении 55 енважин различного назначения и при обследовании 70 изолирующих перемычен. При этом определялись размеры каждого местного снопления, обнаруженного в выработне, и условия его образования.

В результате выполненных наблюдений установлено, что местные снопления метана всех видов формируются в подготовительных выработках как при обычном газовыделении из пласта, тан и при повышенных или суфлярных выделениях газа. Условием образования местных снопле- ■ ний метана является ослабление процессов газообмена (слоевые снопления) или недостаточный газообмен в потенциально опасных по местным скоплениям местах при наличии в них газовыделения.

Исследования показали, что-местные скопления метана при обычном газовыделении наблюдаются в подготовительных выработках, находящихся, нак правило, в пределах влемочных участнов с газообильностью 3 м3/мин и более при средних сноростях воздуха в выработке менее I м/с [15,38,53].

Наблюдения в различных горно-геологичесних условиях шахт позволили выявить и систематизировать места формирования в подготовительных выработках всех видов местных сноплений метана, ноторые, нак показали исследования, характерны для каждого вида и определяются в основном располокенпем источника газовыделения по периметру выработки, его типом (рассредоточенный, сосредоточенный), распределением утечек воздуха через выработанные пространства и изолирующие перемычки, содержанием метана в утечках воздуха. При прочих равных условиях вероятность образования местных сноплений метана сосредоточен-

ними источниками газовыделенип больше, чем рассредоточенными. Появление сосредоточенных источников газовыделенип предопределяется наличием разрывных геологичесних нарушений, пересенаемых выработкой, а также расположением в кровле выработки на расстоянии до 10 ы газоносных угольных пропластков.

Выявление мест формирования скоплений газа в подготовительных выработках позволило определить участии выработок, на которых должен осуществляться контроль содержания метана с целью обнаружения местных сноплений различных видов [15,37,38,53].

Выполненные в условиях шахт исследования показали, что основными факторами, предопределяющими образование местных сноплений и их размеры, являются средняя скорость воздуха в выработке, расход газа, образующий скопление, сечение выработки, среднее содержание метана в воздушном потоке.

С целью установления степени влияния вышеуказанных факторов на формирование местных скоплений метана проведены экспериментальные исследования в опытной шахта ЫакНИИ по специально разработанной ме-тодине [43,53].

Образование местных скоплений метана, в частности слоевых скоплений у кровли, согласно законам диффузии динамически активных газов обусловлено затуханием турбулентности в отдельных местах сечения выработки под действием объемных сил. Степень затухания турбулентности характеризуется числом Ричардсона, которое пропорционально отношению работы объемных сил и кинетической энергии пульсацион-ного движения. С увеличением среднего содержания метана в воздушном потоке это отношение уменьшается.

Исследования в натурных условиях позволили установить, что при среднем содержании метана до 2,5;« затухание турбулентности незначительно. В связи с этим содержание метана в местных скоплениях алгебраически суммируется со средним содержанием газа в воздушном потоке-[47,53]. Вместе с тем, увеличение среднего содержания метана в вентиляционной струе все же приводит к возрастанию размеров и объемов местных скоплений Г53].

В результате обработки более 250 экспериментальных данных получены зависимости для определения размеров и объемов местных скоплений по граничному содержанию метана 5/6 от перечисленных выше факторов [9,47,53].

В частности, для наиболее распространенного вида скоплений, каким является слоевое скопление метана у кровли, зависимости имеют

вид [531:

е 160 (I t 0,10 сер) , (1)

gl,7. у5,5

где Í - длина слоевого сноллвния по граничному содержанию метана

м; ССр - среднее содержание метано в потоне воздуха, подходящем к слоевому скоплению, tj - расход газа из источника, образующего слоевое скопление, м3/мин; 5 - площадь поперечного сечения выработки, м2; V- средняя снорость воздуха в выработке, м/с.

V » 11.87 (I + С,36 Спп *'55) 91'35 , ' (2)

51,58.1^,2

где V - объем слоевого скопления метана, м3.

Зависимости (I) и (2) действительны при значениях С = 0-2,5/5; (}= 0,1-1 м3/ш!н; V = 0,15-1,0 м/с; 6 = 3,6-18 м2. Относительные • средние квадратичесние отклонения длины слоевого скопления и объема слоя, рассчитанные по зависимостям (I) и (2) от фактических значений, не превышают 10%.

Анализ зависимостей (I) и (2), а также многочисленные наблюдения в шахтах полазали, что скорость воздуха в выработке оказывает наибольшее влияние на размеры слоевых и других местных скоплений метана.

На основании выполненных исследований определены и обоснованы направления создания способов и средств борьбы с местными скоплениями газа в подготовительных выработках, основанные на интенсификации процессов переноса метана в воздушном потоке за счет общего или местного (у источника газовыделения) увеличения скорости воздуха в выработке. Разработан метод отнесения подготовительных вы^абоюд и отдельных их участков н опасным по местным скоплениям метана [53].

2.2. Условия образования местных скоплений метана в очистных выработках

для установления факторов, влияющих на формирование местных скоплений метана в очистных выработках, исследовалась аэрогазодинамика у мест работы основных типов выемочных комбайнов и проводились наблюдения за газовой обстановкой у скребковых конвейеров при их эксплуатации в различных гогно-геологичесних условиях [16,20,32,35, 36,53)..

Исследования аэрогазодинамики у комбайнов выполнялись в 35 ла-

вах двадцати шахт, разрабатывающих пологие и наклонные угольные пласты, а такяе в 24 лавах пятнадцати шахт, разрабатывающих пласты крутого падения. Выемка угля в очистных выработках пластов пологого и наклонного падения осуществлялась комбайнами типа К-52, K-IOI, БК-52, (JK-67, ГШ-68, К-ЮЗ, РКУ К-80, а на шахтах с крутыми ппастамиг номбайншли "Тейп", "Комсомолец", A-7U, "Поиск".

Результаты исследований поназали, что в очистных выработках пологих и наклонных пластов в районе расположения комбайна происходит перераспределение воздушного потока вследствие чего до 70% проходящего по лаве воздуха огибает комбайн по второй от забоя технологической дороге, а также по выработанному пространству и в разбавлении метана в местах разрушения угля не участвует. Ьоличество воздуха, поступающее в выработанное пространство в районе комбайна, как поназали исследования, преимущественно зависит от степени заг-ромозденности машинной дороги и типа крепи (индивидуалыШя, механизированная). На основании обработки результатов измерений расхода воздуха, поступающего в выработанные пространства в районе ном-байнов, выполненных в различных горно-геологических условиях, определены зависимости, позволяющие определить долю утечек воздуха у комбайнов ( Ку) при различной загромокденности машинной дороги и типа крепи.

Для очистных выработок, оборудованных индивидуальной или комплектной крепью, Ка = 1,23 - 0,30 -^- (3), для очистных выработок, оборудованных механизированной нре||ъю, Ка = 1,16 - С,17 (4), где -g1- - отношение свободного сечения машинной дороги ('¿с) всему сучению этой дороги ( Sg).

Анализ зависимостей (3) и (4), а танке результаты измерений в шахтных условиях показывают, что ä лавах, оборудованных индивидуальной или комплектной крепью, утечки воздуха в выработанные пространства у комбайнов достигают 20^j от общего количества воздуха, движущегося по выработке. При прочих равных условиях в выработнах с механизирован!,ой нрепью величина утечек воздуха значительно меньше и не превышает 10% [53J.

На основании экспериментов, проведенных в шахтах, установлено, что местные скопления у комбайнов образуются в тех местах, где скорость воздуха не превышает I м/с. Как правило, они наблюдаются в зоне работы зубков (в зарубной щели), у исполнительных органов и в пространстве между корпусом комбайна и забоем. Наблюдениями установлено, что объемы местных скоплений у комбайнов и содержание метана

в них зависят от многих факторов, основными из которых являются: гззозыделсние при работе номбайна, скорость движения воздуха у нои-байна, величина свободного пространства между корпусом комбайна и кровлей выработки, способ погрузки отбиваемого угля на конвейер, направление движения воздушной струи относительно направления выеи-яш угля 138,53].

Как полазали результаты наблюдений, формирование местных скоплений у комбайнов происходит преимущественно за счет газовыделения из отбиваемого угля.

Расход метана, участвующий в формировании местных сноплений при работе номбайна, определяется зависимостью

С}к=Рк-2-Хв , (5)

где ^к - расход мотана при работе номбайна, н3/мин; Рк- производительность комбайна, т/мин; Е - степень дегазации отбитого угля (зависит от мэрии угля и времени нахождения отбитого угля у комбайна); - метаноносность угля в зоне выемки, н3/т [351.

Объемы сноплений метана у исполнительных органов существующих типоз комбайнов для пологих и нанлошшх пластов составляют 0,10,6 м3, а объем метана в скоплениях мокет достигать 0,03 м3. В пространстве ме;:;ду корпусом комбайна и забоем объемы скоплений достигают I и3. 'Содер,ч;а:1ие газа в этих скоплениях .моют быть 0,1 м3 и более. Наибольшие объемы скоплений метана имеют место у комбайнов со . спаренными исполнительными органами. В зоне работы зубков у номбай-нрв всех типов объем метана не превышает 0,003 м3 [35,53].

Исследованиями установлено, что при нормальном проветривании очистных выработок пологих и наклонных пластов опасные скопления метана в пространстве между корпусом номбайна и забоем вознинают при абсолютной метанообильности выпаботон 1,5 м3/мин и более. Повышенные не концентрации метана в зоне работы зубноз и у исполнительных органов могут наблюдаться при абсолютной метанообильности очистных выработон менее 1,5 м3/мин и больших сноростях воздуха у яомбай-' нов [35,38,53].

Исследования аэродинамини в очистных выработках нрутых пластов показали, что во время работы номбайна и восходящем проветривании очистной выработки основное количество воздуха, под воздействием падающего угля перемещающегося навстречу вентиляционной струе, отклоняется от забоя и движется в восходящем направлении по дорогам, примыкающим я выработанному пространству; Наблюдениями установлено, что за счет эжзятпруюкего действия угольного потока часть воздуха

увленается падающим углей по машинной дороге вниз от комбайна. Расход экектируемого воздуха в потоке угля, паи показали результаты Измерений методом радиоизотопной индикации, зависит от производительности комбайна и скорости перемещения угла, доторая предопределяется углом направления его движения в очистной выработке [53]. Отклонившийся к выработанному пространству воздушный поток возвращается к забою на расстоянии 10-20 м за комбайном. В результате этого выше комбайна на машинной дороге наблюдаются зоны с низкими скоростями воздуха (0,2 м/с и монсе) протяженностью до 20 м.

Установлено, что образованию таких зон способствует такие совращение общего расхода воздуха, поступающего в выработки под влиянием депрессии, создаваемой потоком падающего угля,и уменьшение расхода воздуха по длине очистных выработок за счет его утечек в выработанные пространства, которые могут достигать 50)'; от равхода воздуха на входе в выработку.

Исследованиями, выполненными МанНИИ и ДонУГИ при участии автора, доказано, что нежелательное влияние потока угля на проветривание очистных выработок можно устранить за счет уменьшения угла наклона очистного забоя. При выполнении настоящей работы экспериментально определены углы направления движения угля и схемы выемки .угольного пласта, при которых'расход воздуха в выработке при восходящем проветривании во время работы комбайна практически не изменяется [53]. В то же время, результаты наблюдений в шахтах позволили установить, что уменьшение угла направления движения отбитого угля может привести к увеличению содержания метана в угольном потоке за счет снижения расхода экектируемого воздуха.

В результате статистической обработки 145 данных о количестве воздуха, экектируемого падающим углем при работе комбайнов, установлена зависимость, позволяющая определить расход воздуха в потоке отбитого угля на'различном расстоянии от комбайна [53]

йэ =0,20 р Рк°>2 + 0,03 Рк0)2 , (б)

где С^- расход.воздуха в потоке отбитого угля, м3/мин; Р - угол направления движения отбитого угля в очистной выработке (угол между линией забоя и проекцией ее на горизонтальную плоскость), град; Рк- производительность комбайна, т/мин; £ - расстояние от комбайна, м.

•Относительное среднее квадратическое отклонение расчетного расхода воздуха от фактического для.зависимости (6) составляет 12,5%.

Зависимость справедлива при Рк = 0,5-2,5 т/мин, J3 = 5085 град., U = 10 м. Анализ зависимости (б) показывает, что наибольшее влияние на расход ¡монтируемого воздуха угольным потовой на различном расстоянии от комбайна оназывает угол направления да и-, жения угля Xß) •

Зависимость (6) позволяет определить для ноннретных условий разработки минимально возможный угол наклона забоя лавы и направления движения угля в очистной выработке, при котором обеспечивается безопасная газовая обстановна в угольном потоке и повышается надежность проветривания выемочного участна.

Наблюдения показали, что при нисходящем направлении движения вентиляционного потока в очистных выработках нрутых пластов аэродинамическая картина отличается от тановой при восходящем проветрива-нин. На машинной дороге выше комбайна во время его работы наблюдаются максимальные скорости воздуха, превышающие среднюю скорость в 1,5-2,U раза. Исследование аэрогазодинамики при работе комбайнов в очистных выработках крутых пластов позволили установить, что, пая и на пологих пластах, местные сноплеиия метана при комбайновой выемке образуются в зоне работы (зубков) и у исполнительных органов.

У всех существующих типов комбайнов для нрутых пластов объем скоплений метана у исполнительных органов не превышает 0,3 и3, а объем метана в скоплениях - 0,015 мэ. В зоне работы зубков объем метана составляет не более 0,002 м3. Характерным для очистных выра-ботон крутых пластов является образование местных скоплений метана на машинной дороге выше комбайна на участках с низними скоростями движения воздуха.

Протяженность этих скоплений может достигать 10 м и более, а объем 3-6 и3. формирование местных сноплений выше выемочной машины, как установлено, происходит в выработках с абсолютной метанообиль-ностыо I м3/мин к более в результате выделения метана из зоны разрушения угля, а также газовыделения из пласта впереди комбайна [53].

В работе дани предложения по применению нисходящего проветривания очистных выработок крутых пластов при комбайновой выемке угля, поскольну оно является радиналышм способом предупреждения образования местных скоплений метана больших объемов у выемочных яом-байнов [53].

, Исследования условий образования местных скоплений метана под х передвияными скребковыми конвейерами [32,38,53], выполненные в шахтах и на моделях, имеющих масштаб 1:1,поназали, что они (скопления)

формируются при остановленных ноньейерах, причем не по всей их длине, а только на участках протяженностью до 30 м, непосредственно примыкающих к концевым головкам. Вследствие выделения метана из-под конвейеров опасные скопления возникают танка в рабочем пространстве очистных выработок на расстоянии до 0,5 м от концевых головок.

Результаты наблюдений показали, что скопления метана под конвейерами имеют место в очистных выработнах с газообильностью I ы3/цнн и более при отработно угольных пластов нрепостью до 1,5 по шкале профессора Протодьяконова.

В результате проведенных исследований установлено, что основной причиной формирования местных скоплений метана под конвейерами является сосредоточенное метановыделение в районе отложившейся угольной мелочи (участок длиной до 40 ц от концевой головни) и уменьшение расхода воздуха, проходящего в нижней части»конвейеров, при приближении к концевой головне [32,53].

Наблюдения показали, что накопление угольной мелочи на почве выработни между боковинами" рештаков конвейера происходит, когда за счет измельчения угля количество его крупных франций (7 мц и более) снижается до 1% и менее [32].

На крепких углях в результате преобладания крупных фракций . происходит саноочистна холостой ветви конвейера от угольной мелочи, и уголь у концевой головни не накапливается. Измерения показали, что под конвейер из угольного штыба в зависимости от его количества и газоносности угля может выделяться до 0,04 м3/мин метана. Наибольшее метановыделение (более 50% от общего количества) имеет место у аонцевой головни на участке нахождения угольной мелочи.

Измерения скорости воздуха поц конвейерами методом радиоизотопной индикации позволили установить, что при остановленных кон-■вейерах в их холостую ветвь проходит до 1,5 и3/мин воздуха. Количество воздуха, поступающего под конвейер, зависит от скорости воздушного потока в очистной выработке в районе головного привода.

На основании статистической обработки результатов исследований получена зависимость, по которой можно определить расход воздуха в холостой ветви остановленного конвейера на различном расстоянии от его головного привода.

где Ок - расход воздуха в холостой ветви конвейера, м3/мин;

V - скорость воздуха в очистной выработке, и/с; К - расстояние от головного привода конвейера, м.

Относительное среднее квадратическое отклонение расчетного количества воздуха от фактического для зависимости (7) составляет 9,5%. Зависимость (7) справедлива для V = 0,5-5,0 м/с и g до 180 м.

Анализ зависимости (7) показывает, что по мере приблинония к нонцево!! головне расход воздуха под конвейером в результате его утечек существенно уменьшается, что способствует образованию скоплений метана.

lia основании выполненных исследований разработан ¡.,-зтод оценки опасности образования местных скоплений метана в очистных выработках.

Определены и обоснованы направления создания способов и средств борьбы с местными скоплениями у выемочных комбайнов, основанные на интенсификации процесса переноса метана за счет увеличения скорости воздуха, а также под енребновши конвейерами, основанные на предотвращении накопления мелких фракций угля в их холостых ветвях [20, 32,53].

3. Экспериментальные исследования процессов распространения пламени при воспламенении местных скоплений метана

С целт.ю установления условий, при которых местные скопления метана представляют наибольшую опасность, а танке для определения участков выработок, но которых, исходя из опасности местных скоплений, необходимо в первую очередь осуществлять меры борьбы с ними, были выполнены экспериментальные исследования процессов распространения пламени по местным скоплениям метана различных видов и объемов [3,7,9,13,15,32,33,53,55J. Исследования проводились по специально разработанным методинам f3,9,53J в опытных штольнях сечением 2,5, 4,0, 6,0, 8,0 м2, в-опытной шахте МанНИИ, а также в моделях очистных выработок пластов пологого и крутого падения, выполненных в масштабе 1:1 и оборудованных действующими комбайнами и конвейерами.

Слоевые скопления метана, как показали исследования, могут слунить проводниками пламени к местам интенсивного пиле образования к загазированным участкам. Медленное горение метана в слое На определенной длине выработки переходит во взрывное горение. Движущееся по метановому слою пламя при достигшими скорости 20 м/с и более взвешивает и взрывает пыль, отложившуюся па стенках и нровле выработок.

• В целом, как установлено экспериментами с 155 слоевыми скоплениями, динамика распространения пламени по метановым слоям подчини-

ется закопан тепловой теории горения. Однако по сравнении с выработками или трубами, полностью заполненными газом, для метановых слоев характерны некоторые специфические особенности, йти особенности заключаются в том, что ускорение движения пламени по слоевому скоплению в первый момент после его воспламенения происходит в основном за счет увеличения площади пламени в результате неодновременного горения метано-воздушной смеси по сечению слоя из-за неравномерного распределения в нем концентрации метана. Дальнейоий рост скорости пламени по метановому слою происходит вследствие увеличения объема одновременно горящей газовоздушной смеси из-за турбулиза-ции метанового слоя и усреднения его концентраций перед фронтом пламени (13,53].

Установлено, что распространение пламени по слоевым и подобным им скоплениям возможно при условии, если отношение объема газа в скоплении к объему воздуха в выработке (К) для начального сечения больше или равно 0,01.

Величина К определяется из выражения

К = ScK ,СсР , (В)

n ICO- S .

где Sck , 6 .- соответственно сечение местного скопления и сечение выработки, и2; Сер - среднее Ьодержанис метана в скоплении,

Многочисленные наблюдения, проведенные в шахтах Донбасса, показали, что в слоевых и других местных скоплениях толщиной до 5 см по граничному содержанию метана 5>i отношение объема газа в скоплении к 'объему воздуха в выработне меньше 0,01 [6], поэтому при воспламенении таких скоплений выделяшщегося количества тепла для поддержания горения недостаточно, и пламя затухает у места воспламенения [15,53].

Местные скопления метана в пустотах за пропью горных выработок в части динамики распространения пламени при их воспламенении исследовались как в пустом, так и в заложенном породой закрепном пространстве.. Результаты экспериментов показали, что эти скопления метана наиболее опасны, если пространство за эатяжнами кропи не заложено породой, а в выработке имеется метановый слой. В этом случае при воспламенении метана в реакцию вступает весь газ, находящийся как в слое, так и за затяжками, и в выработке происходит взрывное горение. При этом скорость распространения пламени уже па расстоянии 15-20 м от источника воспламенения монет достигать 1СС м/с и более. Если же пространство за кропью заложено не менее чем на 80^ породой, то в закрепном пространстве, независимо от содержания пета на, наблюдается

медленное горение со сноростями движения пламени до 5 м/с [9,53].

Исследование распространения пламени по местным скоплениям метана в одиночных пустотах (куполах) больших размеров при различном их заполнении породой и разном содержании метана позволили устано- • вить, что наличие породы в куполах высотой более 1,0 м незначительно снижает опасность скоплений метана. Воспламенение метзно-воздуш-ной снеси в таких куполах, как установлено, даже при плотной закладке их породой может привести к взрыву.

На основании результатов исследований разработаны способы снижения опасности местных скоплений метана в пустотах за крепью путем заполнения их породой и другими негорючими материалами [3,9,53].

Местные скопления метана у исполнительных опганов проходческих комбайнов, как показали результаты экспериментов, наибольшую опасность представляют при наличии высоких концентраций газа у забоя выработки над исполнительным органом. 3 этом случае при воспламенении метана в зоне работы зубков пламя может двигаться от исполнительного органа по выработке на расстояние 1,5-2,0 м со скоростью до 10 м/с [22]. Горение же метана в зоне работы зубков характеризуется малыми скоростями движения пламени, не превышающими 1,5 м/с, а максимальное расстояние, на которое распространяется пламя по выработке (при отсутствии снопления газа в выработке), составляет 0,5 м.

Местные скопления метана в енважинах представляют наибольшую опасность при их диаметре более 100 мм. Кан установлено, после восп-. ламекения метана в "забое" таких скважин за счет расширения продуктов горения газ частично выходит в выработку, что дает возможность пламени распространяться по выработке на расстояние до 2,0 и. При этом, начиная от "забоя" скважины, скорость пламени увеличивается и достигает максимума у ее устья. Далее в внработне ' вследствие возрастания отвода тепла из зоны реакции в окружающую среду и снижения концентрации метана за счет разбавления его воздушным потоком скорость движения пламени уменьшается в 2,5-3,0 раза.

Величина снорости пламени зависит от концентрации метана в скважине, ее диаметра и длины. Характерно, что с увеличением диаметра скваж'лн при прочих одинаковых условиях средняя скорость распространения пламени повышается незначительно, пока диаметр скважин не достигает 100 мм, после чего скорость интенсивно возрастает. Зто объясняется непропорциональным возрастанием фронта пламени при увеличении площади сечения сквзлпп. На основании экспериментов Г 53,551 установлено, чте в тех случаях, когда у устья скваггн любого днамет-

ра имеются местные скопления метана высокой концентрации, при воспламенении метано-воздушной смеси в сиваианах пламя распространяется по выработке от ее забоя на расстояние до 3,5 и, что нонет воспламенить метан за пропью, деревянные затянни и др. В работе даны рекомендации по предотвращению воспламенений метана в скважинах, основанные на лодаче води н их забою [53Ь

Местные скопления метана у бутовых полос в вентиляционных выработках, как установлено исследованиями, подобно метановым слоям, цогут служить проводниками пламени к загазированным участкам и местам интенсивного лылеобразованпя [7,53]. Кроме того, движущимся у бутовой полосы пламенем может быть взвешена и воспламенена пыль, отложившаяся на стенках вентиляционного штрека.

Результаты исследований показали, что распространение пламени по местный скоплениям газа у бутовой полосы также, нал иопо метановым слоям у кровли, возможно, если отношение объема газа в скоплении я объему воздуха в выработке, определяемое из выражения (8), больше или равно 0,01.

Местные скопления метана у выемочных комбайнов при выемке пологих и наклонных пластов представляют наибольшую опасность в случае их образования между корпусом комбайна и забоем. Исследования (20, 35,53] показали, что при воспламенении этих скоплений снорость распространения пламени может достигать 10 м/с и более. При этом пламя распространяется на большое расстояние (5 м и более) вдоль угольного забоя, а танже над корпусом машины в сторону выработанного пространства (до 3 м), в результате чего возможно воспламенение метано-воз-душной смеси в выработанном пространстве [53].

У выемочных комбайнов для нрутых пластов наиболее опасны местные снопления метана на машинной дорЬге выше комбайна. В случае воспламенения скорость пламени по ним составляет 15 м/с и более. Пламя, как правило, движется на значительное (10-15 м) расстояние вдоль угольного забоя.

Снопления метана в зоне работы зубков и у исполнительных органов представляют значительно меньшую опасность. Горение в этих скоплениях даже при максимально возможных объемах метана характеризуется небольшими сноростяни движения пламени (до 2 м/с), а расстояние, на иоторое распространяется пламя, не превышает 1м.

Местные скопления метана под перервикными скребновыми конвейерами исследовались на действующем конвейере длиной 60 м [32,53]. Результаты [85] экспериментов поназали, что при воспламенении местных

скоплений под конвейерами скорость движения пламени в их холостой ветви может составлять 60 м/с и более. Такая снорость пламени при сравнительно небольших объемах метана возникает в розультато повышенной турбулизации метано-воздушной смеси, вызванной наличием перед фронтом горения скробнов конвейера. Наиболее опасны скопления под конвейерами при наличии у концевой головки скоплений метана. В этом случае пламя из-под конвейера перемещается по выработке от головни но 2,0-2,5 м.

На основании проведенных исследований получены количественные и качественные характеристики процессов распространения пламени по местным скоплениям метана различных видов. Это дало возможность определить условия, при которых местные снопленпя предстазляют наибольшую опасностей установить участки выработок, на которых доляны применяться меры борьбы с ними {53]. Результаты исследований процессов распространения пламени по местным скоплениям различных объемов позволили разработать метод контроля содержания метана у газоотдаю-и'.их поверхностей, включенный в "Правила безопасности в угольных и сланцевых шахтах" [6,15,53].

4. Разработка способов борьбы с местными скоплениями метана

4.1. Способы контроля местных скоплений метана

Анализ случаев воспламенений метано-воздушной смеси и наблюдения в шахтах показали, что местные скопления метана всех видов формируются в выработках в течение весьма короткого времени, что требует разработки и применения специальных способов их контроля.

В результате экспериментов, выполненных в опытной шахте МакНИИ и в 5 выработках шахт Донбасса, получена зависимость для определения времени образования местных скоплений метана со взрывоопасными концентрациями

Т = (99,5 + 1б,б5)-ехр (-2.731Г - 1,16^) , (9)

где Т - время образования снопления, с; в - площадь поперечного сечения выработни, м2; V - средняя снорость воздуха в выработке, м/с; - расход газа из источника, образующего скопление, м3/мии.

Зависимость (9) справедлива для слоевых сноплений метана, местных скоплений у бутовых полос, у скважин, у изолирующих перемычек при значениях б = 4,0-18,0 м2, V = 0,2-0,8 м/с, = 0,1-1,0 м3/иин.

Анализ зависимости (9) показывает, что местные снопления метана могут образовываться в течение нескольких десятков сенунд, что пред-

ставлпот опасность, особенно в случаях нарушения проветривания вы-работон.

В результате исследований условий образования местных скоплений метана разработаны способы их обнаружения с помощью переносных приборов эпизодического действия, о танке переносных и стационарных автоматических приборов, как при нормальном проветривании, так и при нарушении проветривания выработок [б,17,26,37,42,49,51,53].

Способы заключаются в определении выработок или отдельных участков выработок, опасных по местным скоплениям,и осуществлении измерений содержания метана в местах, где возможно формирование скоплений.

Основные научно-технические принципы отнесения выработок к опасным установлены на основании выявленных закономерностей образования местных сноплоний и учитывают тип выработки, значение абсолютной метанообильности выработни (выемочного участка), величину средней скорости воздуха в выработке, наличие в выработке разрывных геологических нарушений и суфлярных выделений метана, наличие в кровле выработки на расстоянии до 10 м угольных пластов или пропластков, которые могут явиться .источниками повышенных выделений газа {6,15, 42,53].

С целью своевременного обнаружения опасных скоплений метана в любом месте выработок, где могут находиться люди, а также распознавания вида газовыделения, образующего скопление, разработан и внедрен индивидуальный сигнализатор газа дзухпорогового срабатывания. Прибор заынщен авторсниМ свидетельством на изобретение [66].

В результате исследований аэрогазодинамики при работе выемочных комбайнов установлено, что своевременное обнаружение наиболее опасных местных скоплений между корпусом комбайна и забоем возможно только при непрерывном контроле содержания метана с помор.ыо'встроен-них в корпус .машины автоматических приборов. При этом для достоверной информации об образовании местных скоплений автоматические при-бори, как показали исследования, должны располагаться у торцевой части комбайна, омываемой иехг""ей от исполнительных органов воз-дупной струей [26,53]. '

Исследования, выполненные в 25 очистных выработках пологих и наклонных угольных пластов, а также в 15 очистных выработнах крутых пластов,позволили определить зависимости изменения содержания метана у торценой части виеисчных малин от содержания метана в местах образования скоплений:

для очистных выработок пологих и нонлонных пластов

Ст = 0,456 Сс; (10)

для очистных выработок крутых пластов

Ст = 0,522 Сс, (II)

гда Ст, Сс - содержание метана соответственно у торцевой части корпуса комбайна и в месте образования опасного скопления, %.

По построенным доверительным границам, обуславливающим со степенью достоверности 0,99 максимально возмоянио отклонения содержания метана от полученных зависимостей, установлено, что величину уставки по метану встроенных автоматических приборов, при которой должна производиться остановка комбайна, целесообразно принять При

этом содержание метана в местах формирования скоплений не достигнет опасного значения.

-Разработанные методы отнесения выработок к опасным по местным скоплениям метана, а так ¡¿о способы контроля местных скоплений метана включены в "Правила безопасности в угольных и сланцевых ыахтах", "Методические указания по специальному расследованию взрывов газа и пыли в угольных шахтах", "временное руководство по оборудованию и эксплуатации систем аэрогазового контроля в угольных шахтах (АГК)".

4.2. Предупреждение образования и ликвидация местных скоплений метана в подготовительных выработнах

Для определения значении средних скоростей воздуха, при которых не образуются местные скопления метана в подготовительных выработках, проведены исследования в опытной шахте МакНПП и на физических моделях подготовительных выработон, выполненных в масштабе 1:1. Сечение выработок изменялось от 3,6 до 20 и£, а угол их наклона от 0 до 45°. Установлено, что скорость воздуха, при которой ликвидируются местные скопления метана, зависит от расхода газа из источника, образующего скопление, площади, с которой выделяется газ, места расположения источника по периметру выработки, угла наклона выработки, геометрических размеров сечения выработки [13,53]. На основании теории подобия и обобщения 350 экспериментальных данных получены критериальные уравнения, характеризующие связь между средней скоростью воздуха, необходимой для ликвидации местных скоплений,и условиями их образования в выработках [7,13). В результате установлены зависимости, позволяющие рассчитать значение средних скоростей воздуха в выработках, при которых размываются местные скопления метана [7,13, 26,38,53].

Средняя скорость воздуха в выработке, необходимая для ликвидации слоевого скопления метана, образованного сосредоточенным источником (отдельные трещины) в кровле горизонтальной выработки, определяется зависимостью

(12)

где V - средняя скорость воздуха в выработке, необходимая для ликвидации местного скопления, м/с; ^ - расход газа из источника, образующего слой, ы3/мин; йэ - эквивалентный диаметр выработки, и."

Если газ выделяется из рассредоточенного источника на площади более I м2, то необходимая для размывания слоевых скоплений метана

скорость воздуха в горизонтальной выработке определяется зависимостью

(13)

р

гдо 5р- площадь, с ноторой выделяется газ, и .

В наклонных выработках средняя скорость воздуха, необходимая для ликвидации метановых слоов, определяется зависимостями: при нисходящем движении воздушного потока

1Г = (1,71 + 0,9351Пс<.)(1;0'57У9" , (14)

где Л - угол наклона выработни, градус;

при восходящем движении воздуха в выработке

V п 4,2 (51псС)0'21 с1э-°'56 Щ , (15)

Исследования позволили установить, что с местными скоплениями метана, образующимися у устьев снважин, целесообразно бороться проветриванием при газовыделении из снважин до 0,5 м3/мии. В случае большего расхода газа его следует отводить в дегазационный трубопровод или в зону действия активной вентиляционной струи при помощи разработанных специальных устройств, основной составной частью ното-„рых является водовоздушный эжектор [551.

Для определения значений средних скоростей движения воздуха, при которых ликвидируются скопления метана у устьов скважин при расходе метана менее 0,5 м3/мин, получена зависимость

„ = 8,5^. (16)

Зависимости (12), (13), (14), (15), (16) действительны для выработок, площадь поперечного сечения которых 3,6-20 м^. Относительные средние квадратические отклонения скоростей воздуха, рассчитанных по зависимостям от фактических значений,не превышают

В случае местных скоплений метана, образуемых сосредоточенными суфлярпыми выделениями метана из почвы или боковых стон ой выработки, необходимая для их ликвидации скорость воздуха определяется зависимостью

-IV I/ г.0-85

V = Кп ' , (17)

где «п - нс-эффнциент, учитывающий место расположения суфлярного выделения метана в выработке. При суфлярных выделениях из почвы выработки Кп = 0,6, а из боковых стенок выработки - 1,2.

Исследования, выполненные в опытных штольнях с макетами бутовых полос и в условиях шахт, позволили получить эмпирическую зависимость для определения средней скорости воздуха, при которой ликвидируются местные снопления метана у бутовых полос в вентиляционных выработках.

V = __Ь?_ , (18)

0,06 + 0,5 Цуз

где - расход газа о I м^ бутовой полосы в месте образования

скопления, ц3/нин.

Зависимость (18) справедлива при высоте бутозых полос от 0,7 до 1,5 и и газовыделении с I и^ бутовой полосы да 0,3 ц3/мин. Относительное среднее квадратическое отклонение расчетных значений скоростей зоздуха от фактических составляет 9,5'р.

Для условий, когда невозможно обеспечить среднюю по сечению скорость воздуха, необходимую для размызания местных снопленпй метана различных видов, разработан и внедрен комплекс способов местного увеличения скорости воздуха на опасных участках выработок с помощью наклонных щитков, ззвихрнзавщих трубопроводов, вентиляторов местного проветривания, воздушных и водовоздушшх эжекторов [ 8,13,15,22, 24,38,40,53,54,58].

Б тех случаях, когда в выработке определить место расположения источника газовыделения невозможно, разработан способ циркуляционного возвратноточного проветривания, создаваемого эжекторами или пневматическими вентиляторами местного проветривания, работающими на вентиляционный трубопровод с использованием, для более эффективного размывания местных скоплений, энергии свободной струи воздуха [11,53].

На основании теоретических и экспериментальных исследований получона зависимость, позволяющая определить производительность энеитора (вентилятора), необходимую для обеспечения скорости движения воздуха (с использованием энергии свободной струи), при которой ликвидируется местное снопление

где О - производительность эжектора (вентилятора), м3/с; V- снорость воздуха, необходимая для ликвидации скопления, м/с;

средняя снорость воздушного потока в выработке, м/с; с1 - диаметр вентиляционного трубопровода, м; i - длина участка выработки, на котором должна быть обеспечена необходимая для ликвидации местного скопления скорость движения свободной струи под кровлей или у стенни выработки (принимается не более 25 и), м.

До настоящего времени нан в нашей стране, тан и за рубежом отсутствовали специальные, удобные в эксплуатации средства борьбы с местными скоплениями метана различных видов.

С целью создания таких средств выполнены исследования на специальных стендах, физичесних моделях подготовительных выработок и в шахтах Донбасса. При этом установлены основные фанторы, определяющие параметры и конструкцию средств [44,53]. В частности, обоснована необходимая длина и диаметр нагнетательного и всасывающего трубопроводов, требуемые подача и давление источников тяги, рациональное размещение и форма воздушных насадков, при которых обеспечивается наиболее эффективное воздействие свободных воздушных струй на местные скопления метана у всех возможных в шахте газоотдающих поверхностей (нровля и стенки выработки, бутовая полоса, изолирующая пе-ремычна и др.).

Результаты исследований позволили определить требования н средствам борьбы с местными скоплениями метана в подготовительных выработках и разработать малогабаритные установни типа УСМ четырех исполнений, работающие на электро- (УСМ-01 и УШ-02) и пневмоэнергии (УСИ-ОЗ, УС1.1-СМ) ( 48,50,52,53].

Установни предназначены для предупреждения образования и ликвидации всех видов местных скоплений метана, встречающихся в подготовительных выработках путем взвихривания воздушного потока в местах скоплений иетана или отвода метано-воздушной смеси из застойных зон

и выпуска ее в действующую выработну через специальное смесительное устройство.

разработанные способы борьбы с цветными скоплениями, предусматривающие использование установок УСМ, а танне схемы и условия их применения включены в "Руководство по проектированию вентиляции угольных шахт". Основные элементы установок защищены авторскими свидетельствами [59,60,62,63]. Установки с 1986 г. серийно изготавливаются Красноармейским специализированным заводом средств пилепо-давления.

4.3. Предупреждение образования и ликвидация местных скоплений метана в очистных выработнах

Для определения скоростей движения воздуха, при ноторых но образуются местные скопления метана у выемочных комбайнов, выполнены исследования на моделях очистных выработок пластов пологого, наклонного и крутого падения, изготовленных в масштабе 1:1 и оборудованных действующими виемочиими комбайнами и макетами комбайнов основных типов [18,20,29,34,53].

Используя теорию подобия и результаты 290 экспериментов, получены критериальные уравнения, характеризующие связь менду условиями образования местных скоплений у номбаднов и средней скоростью воздуха в выработке, необходимой для их ликвидации. В результате получены зависимости для определения средних скоростей воздуха у узкозахват-них комбайнов, при которых не образуются местные скопления [18,53].

Средняя скорость воздуха у комбайна, необходимая для ликвидации местных скоплений метана в очистных выработках пологих и наклонных пластов (при наличии отбитого угля менду корпусом и забоем при погрузке его на конвейер с почвы выработки), определяется зависимостью

1Г= ^-'ехр (1,18 йэ- 1,78 !*), (20)

СЦ

где V - средняя по сечению свободной дороги скорость воздуха у комбайна, необходимая для ликвидации местных сноплений метана, м/с; (}к- расход метана при работе комбайна, м3/мин; с1 э — эквивалентный диаметр очистной выработки; - отношение свободного сечения между корпусом комбайна и кровлей очистной выработни к сечению машинной дороги, ограниченной по высоте мощностью пласта, а по ширине - шириной корпуса номбайна.

Средняя снорость воздуха у комбайна, требуемая для ликвидации местных скоплений метана при полной погрузке угля на конвейер непосредственно от исполнительных органов, определяется зависимостью

у.-Ь^-ехр (1,21 й3 -1,781*-) (21)

Для определения средней снорости движения воздуха, при которой не образуются местные снопления метана у комбайнов с нетрадиционной компоновкой исполнительных органов (исполнительные органы отнесены от корпуса машины),получена зависимость

V = 0,505 (|Ц. (22)

э Т

При работе выемочных комбайнов в очистных выработках пластов крутого падения средняя снорость воздуха, предупреждающая образование и обеспечивающая ликвидацию сноплений мотана на машинной дороге, описывается зависимостями:

при восходящем проветривании

V = (6,70 - 0,62 Л8) 9к(0'^ + °'26с1в) , (23)

при нисходящем проветривании

V = (5,20 - 0,98 е1э) + О.З^Йэ) (24)

Зависимости (20), (21), (22), (23), (24) справедливы для очистных выработок с площадью поперечного сечения 1,5-4,0 м2 и расходе газа у комбайна до 2,8 м3/ш«н. Относительные средние квадратичесние отклонения расчетных сноростей воздуха, определенных по зависимостям, от фактических не превышают 8%.

В тех случаях, когда на дороге у номбайна не представляется возможным обеспечить.необходимую для размывания местных скоплений метана скорость воздуха за счет общего увеличения ого расхода, разработаны способы местного увеличения скорости воздушного потока у выемочных машин с помощью водовоздушных эжекторов [20,26,53]. Водо-воздушные эжекторы для этих целой были специально разработаны применительно к комбайнам для пластов пологого и наклонного падячия (двухструйный эжектор) и пластов крутого падения (одноструйгый эжектор). Эжекторы защищены авторским! свидетельствами [56,61]. Рекомендации по их применению изложены в "Технических указаниях по борьбе с местными скоплениями метано при работе узкозахватных вые-

ночных номбайнов в очистных выработках пологих и наклонных пластов Донбасса", "Нормативах по безопасности забойных машин, комплексов и агрегатов", "Правилах безопасности в угольных и сланцевых шахтах".

Наблюдениями установлено, что скопления метана у исполнительных органов выемочных и проходчесних комбайнов ликвидировать средствами вентиляции восьма затруднительно. В связи с этим, для предотвращения воспламенения местных скоплений метана выполнены исследования по созданию у исполнительных органов комбайнов предохранительной среды за счет распыления воды под давлением в местах образования скоплений [191.

Для определения параметров, при которых создается предохранительная среда у исполнительных органов, эксперименты выполнялись с использованием унифицированных форсунок на моделях очистной выработки н в специальной взрывной камере с изменяющимся объемом от 0,3 до 1,1 м3.

В результате анализа и статистической обработки полученных результатов установлена зависимость расхода воды (0|, л/мин.м3) от концентрации метана (С,)'.) в сноплении, исключающего воспламенение метано-воздушной смеси у исполнительных органов комбайнов

0,02С2е"0,674С+0,С8'/(С-5)2+(0,02Сбе"0,б7ад-10,8)2 (25)

С использованием полученной зависимости (25) разработаны рекомендации по предотвращению воспламенений метано-воздушной смеси у исполнительных органов основных типов выемочных комбайнов и у проходчесних комбайнов избирательного действия [26,53].

С целью разработки способов предупреждения образования местных сноплений метана под передвижными снребновыми нонвейерами проводились исследования на моделях снребновых нонвейеров и на действующих конвейерах. Был выполнен компленс экспериментов, связанных с проветриванием мест образования скоплений под конвейером за счет устройства в реотанах специальных окон, а также за счет принудительной подачи воздуха под нонзейер или отвода метано-воздушной смеси из его холостой ветви. Результаты экспериментов позволили установить, что способы борьбы с местными скоплениями метана путем проветривания неприемлемы для снребновых конвейеров.

В результате разработан и испытан в шахтах (в том числе и в шахте "Генрих Робер", Германия) принципиально новый сг-особ предупреждения образования местных скоплений метана под скребковыми нон-

вейсрами, основанный на предотвращении накопления угольной мелочи в их холостых вотвях в районе концевых головон [32]. Сущность способа заключается в том, что на скребках чореэ 5-6 м друг от друга ' устанавливаются специальные легко снимающиеся щетки для удаления из-под скребкового конвейера мелкого угля, а у его концевой головки устраиваются вентиляционные окна, предотвращающие повышение концентрации метана в период переходных процессов, возникающих в первые три минуты после включения нонвейера в работу. Способ был внедрен на шахтах производственных объединений по добыче угля "Донецкуголь" и "Нанеевуголь".

5. Разработка требований к конструкциям выемочных комбайнов и комплексов, предотвращающих образование местных скоплений метана

Сравнительная оценка по газовому фактору всех существующих типов выемочных машин и механизированных крепей, а танже исследования, выполненные на натурных моделях очистных выработок и в шахтах в части определения влияния различной конфигурации комбайнов и нрепей на образование местных скоплений метана,позволили определить их конструкции, при ноторых предотвращается образование скоплений при выемке угля на газоносных пластах [27,41].

Установлено, что для предупреждения образования опасных местных скоплений метана в зонах выемни угля, комбайны должны иметь одиночные исполнительные органы,-располагаемые по концам норпуса машины. Ширина захвата исполнительных органов комбайнов не должна превышать I м. Для доступа активно!! вентиляционной струи к местам образования скоплений метана у номбайнов, предназначенных для выемки пологих и наклонных угольных пластов, отношение высоты свободного сечения между корпусом комбайна и нровлей выработки к вынимаемой мощности пласта должно быть не менее 0,4.

При невозможности обеспечения этого условия комбайны должны оснащаться разработанными при выполнении настоящей работы средства-• ми местного увеличения скорости воздуха в пространстве между корпусом и забоем.

Наблюдения, выполненные но газообильных выемочных участках, показали, что отменяющийся в районе комбайна в выработанное пространство поток воздуха может создавать неблагоприятную газовую обстановку в рабочем пространстве лавы за счет размывания скоплений в выработанном пространстве и выноса метана в выработку.

С целью определения условий, при которых перетекающий в выработанное пространство поток воздуха не достигает сноплений с высоким содержанием метана, проводились исследования в очистных выработках, оборудованных различными типами механизированных крепей при различных схемах проветривания выемочных участков и типах изоляторов под вентиляционными итрекамп.

Ыетодиной предусматривалось определение при различных условиях расходов воздуха, поступающего из лавы в выработанное пространство, и расстояний, на которые воздушный поток распространяется в выработанном пространстве.

В результате исследований установлено, что перекрытие сечения призабойного пространства очистной выработки корпусом выемочной ма-ыины и элементами механизированной крепи, а также конструкция ограждений призабойного пространства от выработанного должны быть такими, чтобы расход воздуха, перетекающего в выработанное пространство в районе нахождения выемочной машины (при отсутствии зависания пород кровли за крепью), не превышал 10^ от общего расхода воздуха, поступающего в очистную выработку. Для этого, при существующих конструкциях ограждений механизированных крепей, как показали исследования, отношение свободного сечения комбайновой дороги в районе выемочной машины ко всему сечении этой дороги должно быть не менее 0,4. Результаты исследований позволили впервые разработать требования по газовому фактору к конструкциям зыемочных комбайнов и комплексов, включенные в "Нормативы по безопасности забойных машин, комплексов и аг-регатоз". С учетом этих требований созданы и серийно выпускаются комбайны типа РКУ.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На основании теоретических обобщений и экспериментальных исследований решена научная проблема, имеющая народнохозяйственное значение и заключающаяся в разработке научно обоснованных технических решений по созданию и широкому внедрению комплекса методов и средств борьбы с местными скоплениями метана в шахтах, обеспечивающих безопасное проведение горных выработок по газоносным угольным пластам и породам.

Основные научные и практические результаты заключаются в следующем:

I. Установлено, что местные скопления метана в 90'-¡о случаев являются причиной взрывов и вслышен метано-воздушной смеси в шахтах

и могут наблюдаться в выработках при нормальном их проветривании. Составлена классификация, выявлены и систематизированы места формирования местных скоплений в горных выработках, что явилось основой для разработки способов их обнаружения.

2. Определены условия и закономерности формирования местных скоплений метана в горных выработках, учитывающие метанообильность выработок, возможность проявления повыаенных (суфлярных) выделений газа, среднюю скорость воздуха в выработках, вид источнина газовыделения и расход газа, образующего снопление, наличие труднопровет-риваемых пространств и на и;: основе разработаны и включены в "Правила безопасности в угольных и сланцевых шахтах" методы отнесения выработок или отдельных их участков н опасным но местным скоплениям.

3. Определены количественные и качественные характеристики процессов распространения пламени по основным видам местных скоплений метана различных объемов, позволившие определить условия, при которых местныо скопления представляют наибольшую опасность и установить участки выработок, на которых должны применяться меры борьбы

с ними. Теоретически и экспериментально доназано, что распространение пламени по слоевым и подобным им другим местным скоплениям метана возможно при условии, если отношение объема газа в скоплении к объему воздуха в выработке больше или равно 0,01.

Разработаны рекомендации по борьбе со скоплениями метана в пустотах за крепью выработок, а также метод нонтроля метана у газоот-дающих поверхностей, который внлючен в "Правила безопасности в угольных и сланцевых шахтах" и в "Мотодические указания по специальному расследованию взрывов газа и пыли в угольных шахтах".

4. Разработаны и включены в "Правила безопасности в угольных и сланцевых шахтах" и в ряд других нормативных документов способы контроля всех видов местных скоплений метана переносными и стационарными приборами контроля газа. С целью своевременного обнаружения опасных скоплений метана в любом месте выработок, а также распознавания вида газовыделенин, образующего снопление, при участии автора создан и внедрен практически на всех шахтах третьей категории по метану и выше индивидуальный сигнализатор газа двухлорогового срабатывания.

5. Получены зависимости для определения значений среднкх скоростей воздуха, при которых предупреждается образование и ликвидируются местные скопления метана в подготовительных и очистных выработках, учитывающие расход газа в выработке, вид и расположение ис-

точнинов газовыдоления, сечение выработок и углы их наклона, степень загроможденности выработон оборудованной.

6. Разработан и внедрен комлленс способов борьбы с постными скоплениями метана путец местного увеличения снорости движения воздуха и направленного воздействия воздушных струй в места выделения газа, интенсифицирующих газоперенос в выработках за счет турбулиза-ции воздушного потока или отвода метано-воздушной смеси из застойных зон.

7. Создан принципиально новый способ борьбы со скоплениями метана под передвижными скребковыми конвейерами, основанный на предотвращении накопления мелких фракций угля в их холостых ветвях.

8. Впервые в отечественной практике разработаны и внедрены удобные в эксплуатации средства борьбы с местными скоплениями метана всех видов, внлючавщие специальные водовоздушные эжекторы, газо-отводящие устройства, взвихривающие трубопроводы, а также малогабаритные установки (УСМ) четырех модификаций. Установки (УС1.1) серийно выпускаются Красноармейским заводом средств пылеподавления в количестве 100-120 штун в год.

9. Определены параметры орошения, обеспечивающие предотвращение воспламенений метана у исполнительных органов выемочных и проходческих комбайнов. На основании этого разработаны требования н оросительным системам для создания предохранительной среды у исполнительных органов всех типов узкозахватных выемочных комбайнов и проходческих комбайнов избирательного действия.

10. Установлены закономерности изменения содержания метана в очистных выработках пологих, наклонных и крутых пластов в районе выемочных комбайнов в зависимости от типа и аэродинамических форм механизированных нрепей, габаритов и конфигурации комбайнов и их исполнительных органов, способа погрузки угля на конвейер. На основании этого вперзые разработаны требования по газовому фактору к выемочным комбайнам и комплексам, включенные в "Нормативы по безопасности забойных машин, комплексов и агрегатов" и реализованные в серийно выпускаемых комбайнах типа РКУ.

11. ьироное внедрение в угольных шахтах, начиная с 1976 г.,. разработанных способов и средств борьбы с местными скоплениями метана способствовало снижению в 2,5 раза числа воспламенений метано-воздушной смеси по причине образования местных скоплений в горных выработках.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Бобров А.И., Шейко В.М. Способы предупреждения распространения пламени по метановым слоям у кровли горных выработок.//Технология и экономика угледобычи.-М.: Недра, 1966.- № 10.-С.80-83.

2. Божко В.Л., Бобров А.П., Клишнань А.Ф. Слоевое скопление метана - причина развития аварии на шахте.//Безопасность труда в промышленности, 1967.-I.'; 9.-С.10-12.

3. Бобров А.П. Потенциальная опасность скоплений метана в пустотах за крепью выработки.//Проектирование и строительство угольных предприятий.-!.!.: Недра, 1967.-№ 12.-С.6-8.

4. Бобров А.И., Шейно В.М. Условия и причины возникновения местных скоплений метана в откаточных и вентиляционных штренах шахт Донбасса.//Уголь, 1967.-1.2 2.-С.55-58.

' 5. Бобров А.И. Определение скоростей движения воздуха, необходимых для ликвидации слоевых скоплений метана у кровли горных выработок.//Техника безопасности, охрана труда и горноспасательное дело.-М.: Недра, 1967.-Ki I.-С.19-20.

6. Бобров А.И., Шейно В.М. Определение участнов выработок, опасных по слоевым скоплениям, и контроль за метановыми слоями.// Техника безопасности, охрана труда и горноспасательное дело.-М.: ЦНИЭИуголь, 1969.-Ii? 5.-С.15-18.

7. Бобров А.И., Ыейно В.М. Опасность метановых слоев у кровли горных выработок, сноплений газа у бутовых полос в вентиляционных штреках и расчет снорости воздуха, необходимой для их размывания.' //Вопросы безопасности в угольных шахтах: Тр./МанН1М.-М.: Недра, 1969.-Т.XX.-С.62-71.

8. Фролов М.А., Бобров Л.И., Шейко В.М. Некоторые способы ликвидации слоевых скоплений нетана у кровли горных выработон.//Борьба с пылью, газом и высокими температурами в угольных шахтах: Тр./Ново-черкассний политехнический институт.-Новочеркасск, 1969.-С.82-91.

9. Фролов М.А., Бобров А.И. Опасность сноплений метана в нупо-лах и пустотах за крепью горных выработок и способы ее снижения.// Борьба с пылью, газом и высокими температурами в угольных шахтах: Тр./Новочернасский политехнический институт.-Новочеркасск, 1969.-С.76-82.

10. Бобров А.И., Еовсуновская А.Я. Выявление участков, опасных по суфлярным выделениям геологического происхождения, в пределах шахтных полей.//Безопасность труда в промышленности, IS70.-& 8.-

С.37-40. ■

11. Бобров А.И., Шейко В.!.!., Петченно II.Г. Анализ причин воспламенений метана в шахтах Донбасса.//Уголь, 1970.-Й 3.-С.55-58.

12. Бобров А.И., Бусыгин К.К., Кригман Ф.Е., Гусев 1.1.Г., Полянский В.Е. Об автоматической газовой защите шахт на базе аппаратуры АМТ-3.//Уголь Украины, IS7I.-II? 2.-С.43-45.

13. Фролов 1.1.А., Бобров А.11. Суфлярные выделения метана в угольных шахтах.- !.!.: Недра, I97I.-C.I59.

14. Бобров А.П., Петченно II.Г., Пенышв Б.Р. Суфлярные выделения метана при обрушениях основной кровли и борьба с ними.//Техника безопасности, охрана труда и горноспасательное дело.-!!.: ЦН'ЛЗИуголь, 1972.-lü 5.-С/3-9.

15. Бобров А.П., Еейно В.М., Телично й.Н. Местные скопления метана в подготовительных выработках угольных шахт.-Донецк-Донбасс, 1972.-58с.

16. Бобров A.U., Петченно Н.Г., Шейко B.iJ. Скопления метана, возникающие при работе выемочных комбайнов на крутых угольных пластах.//Уголь Украины, 1972.-й I.-С.36-37.

17. Бобров АЛ!., £ейко З.М., Петченно Н.Г. Контроль концентрации метана автоматическими приборами у узкозахватных выемочных комбайнов в очистных выработках пологих пластов: Тр./МакНИИ.-Манеевна-Донбасс, 1972.-;;:8.-С.28-33.

18. Бобров АЛ'., IüeliHo З.М., Петченно Н.Г., Сивец Г.А. Определение скорости воздуха, необходимой для ликвидации местных скоплений метана у узкозахватных выемочных комбайнов.//Борьба с газом, пылью

и выбросами в угольных шахтах: Тр./МанННП.-Манеевна-Донбасс, 1973.13 9.-С.32-34.

15. Бобров А.И., Ниц З.Н., Шейко В.М., Петченно Н.Г. Предупреждение воспламенений у исполнительных органов выемочных номбайнов.// Борьба с газом, пылью и выбросами в угольных шахтах: Тр./НанНИИ.-Макеевна-Донбасс, 1974.-1;= 10.-С.34-39.

20. Бобров А.И., Шейио 3.U., Петченно Н.Г. Борьба с местными скоплениями метана в очистных выработках у узнозахватных выемочных комбайнов.//Проблемы современной рудничной аэрологии: Тр./АН СССР. -I.I.: Наука, I974.-C.I40-I46.

21. Бобров А.П., Петченно Н.Г., Шейно В.М., Пеньков Б.Р. Оценка по газовому фактору узкозахватных комбайнов, предназначенных для выемни пологих пластов.//Технина безопасности, охрана труда и горноспасательное дело.-П.: ЦНИЭИуголь, 1974.-1,'э 9.-С.4-6.

22. Бобров А.И., Клишкань А.Ф., Пеньнов Б.Р. Борьба с местными скоплениями метана при работе проходческих комбайнов./Дехника безопасности, охрана труда и горноспасательное дело.-М.: ЦНИЭИуголь, 1974.Чй 4.-С.8-9.

23. Бобров А.И., Тасиц Ю.П. Улучшение сортности добываемого угля - аффективный путь повышения безопасности труда.//Техника безопасности, охрана труда и горноспасательное дело.-М.: ЦНИЭИуголь, 1975.-К? II.-С.7-8.

24. Бобров А.Н., Тасиц Ю.П., Пеньков Б.Р. Водовоздушный взвихривающий трубопровод для ликвидации слоевых скоплений метана.//Техника безопасности, охрана труда и горноспасательное дело.-М.: ЦНИЭИуголь, 1975.Чй 10.-С.6-7.

25. Бобров А.И., Пеньнов Б.Р., Шейко В.М. Прогноз продолжительности суфлярных выделений метана геологического происхождения. //Уголь Украины, 1975.Чй II.-С.41-43.

26. Бобров А.И., Тасиц Ю.П., Петченко Н.Г. Борьба с местными скоплениями метана в зоне роботы узкозахватных комбайнов.-М.: . ЦНИЭИуголь, 1976.-17с.

27. Бобров А.11., Тасиц Ю.П., Петченно Н.Г. Об оптимальной конфигурации выемочных комбайнов при интенсивной разработке газоносных • угольных пластов.//Борьба с газом, пылью и выбросами в угольных шахтах: Тр./МакН'ЛП.-Цакеевна-Донбасс, 1976.Чй I2.-C.9-II.

28. Бобров А.И., Пеньков Б.Р., Савченко И.А., Шейко В. 1.1. Ликвидация слоевых скоплений метана проветриванием.//Техника безопасности, охрана труда и горноспасательное дело.-М.: ЦНИЭИуголь, 1976.-1й 3.-С.8-9.

29. Бобров А.И. Способы борьбы со скоплениями метана на выемочных участках шахт, разрабатывающих крутые пласты.//Техника безопасности, охрана труда и горноспасательное дело.-М.: ЦНИЭИуголь, 1977.4,? 12.-С.5-7. -

30. Балинсний Б.В., Бобров А.И. Автоматическое проветривание газоотводящих трубопроводов при остановках вентиляторов.//Техника безопасности, охрана труда и горноспасательное дело.-М.: ЦНИЭИуголь, 1977.- 1й 2.-С.4-5.

31. Кривицкий М.Д., Бобров А.И., Балинсний Б.В., Дегтярев А.П. Исследование утечек воздуха через выработанное пространство.//Техника безопасности, охрана труда и горноспасательное дело, 1977.-

№ I.-C.9-II.

32. Бобров А.И. Образование скоплений метана под скребковыми

конвейерами в очистных выработках и способы их ликвидации.//Уголь Украины, IS77.-).'? 3.-С.30-40.

33. Бобров АЛ!., Петченко Н.Г., Сивец Г.А. Способ предотвращения распространения пламени по выработке в случае воспламенения патана при самозарубко комбайна.//Вопросы вентиляции и борьбы с газом и внезапными выбросами в угольных пахтах: Научи.сообщ./ИГД

им. А.А.Скочинсного.-М., 1577, выпуск I57.-C.I39-I4I.

34. Бобров АЛ!., Петченко Н.Г., Сивец Г.А. Способы борьбы со скоплениями метана у комбайнов при выемке крутых пластов.//Совершенствование вентиляции и способоз борьбы с пыльы и газом в угольных шахтах: Научн.сообц./ПГД им.А.А.Сночинсиого.-Ц., 1978, выпуск 171.-С.3-6.

35. Кузьмин Д.В., Бобров А.И. Динамика газовыдиления в очистной выработке и борьба со скоплениями метана у выемочных комбайнов. //Уголь, 1978.-Iii 7.-С.27-30.

36. Бобров АЛ1., Балинсний Б.В., Залесский П.С. Утечки сжатого ; воздуха - причина воспламенения метана в шахте.//Уголь Украины,

1980.-L' 7.-С.31-32.

37. Бобров A.I1., Клишкань А.ф. Об отнесении выработок со све-иши вентиляционными струями к опасным по слоевым скоплениям метана. //Уголь Украины, I98I.-M 4.-С.36-37.

38. Бобров А.И., Балинский Б.В. Борьба с местными скоплениями метана в выработках угольных иахт.-!■!.: ЦШШуголь, I98I.-C.35.

39. Бобров А.И., Петченко Н.Г. О причинах воспламенений метаио-воздушной смеси в шахтах.//Уголь, 1981.-й 3.-С.48-49.

4Ü. Балинский Б.В., Бобров А.И. Устройство для борьбы со скоплениями метана.//Техника безопасности, охрана труда и горноспасательное дело.-Ц.: ЦШШуголь, I98I.-IÄ 3.-С.5-9.

41. Бобров А.11. О требованиях к конструкции выемочных комбайнов по газовому фактору.//Уголь Украины, 1983.-te II.-С.26-27.

42. Бобров А.И. Контроль местных скоплений метана в горных выработках стационарными автоматическими приборами.//Техника безопасности, охрана труда к горноспасательное дело,-!,!.: ЦШШуголь, 1983.-Iii 6.-С.2-3.

43. Бобров АЛ1., Кушнарев A.Ü., Зйнер Ф.Ф. Направления научных исследований в области борьбы,со взрывами и пожарами в горных Выработках.//Всесоюзное совещание научных работников по охрана труда. Тезисы докладов.-!,!., 1972.-С.3-5.

44. Бобров АЛ!., Балинский Б.В., Петченко Н.Г., Погребная A.fi.

Исследование факторов, определяющих параметры и конструкцию средств борьбы с местными скоплениями метана в подготовительных выработках путем взвихривания воздушного потона.//Вопросы вентиляции, охлаждения воздуха, борьба с пылью и контроль рудничной атмосферы в шахтах. Тр./МзнШШ, Макеевка-Донбасс, 1983.-С.3-2.

45. Бобров А.П., Бусыгин К.К., Стельмах А.П., Петченко Н.Г. Анализ влияния схем проветривания выемочных участков сахт Донецкого бассейна на возникновение взрывов и вспышек метана .//Уровень, динамика и причины производственного травматизма на угольных шахтах: Тр./МакНИН, Максевка-Допбас", 1984, ДСП.-С.48-60.

46. Бобров А.П., Бусыгин К.К., Стельмах А.П., Петченно Н.Г. Анализ взрывов газа и угольной пыли на шахтах Минуглепрома СССР. //Уровень, динамика и причины производственного травматизма на угольных шахтах: Тр./НакНИИ, Макеевна-Донсасс, 1984, ДСП.-С.43-48.

47. Бобров А.И. О формировании слоевых скоплений метана./Дголь, 1985-1С 12.-С.44-45.

48. Бобров А.И., Петченко Н.Г. Исследование параметров установок для борьбы с местными скоплениями метана в подготовительных выработках выемочных участков. Тезисы донладов//Всесоюзнан научно-техническая конференция "Управление газовыделением и дегазация угольных шахт", !,!., 1985.-С.58-59.

49. Бобров А.И. Автоматический контроль местных скоплений мотана в выработках.//Уголь Украины, 1985.-11» 2.-С.35-36..

50. Бобров А.И., Петченко Н.Г. Средства борьбы с местными скоплениями метана в подготовительных выработках выемочных участков.//Создание безопасных условий труда в угольных шахтах. Тр. /МакНИИ, Макеевка-Донбасс, 1986.-С.15-21.

51. Бобров А.И., Петченко Н.Г. Обеспечение безопасности при эксплуатации контактных электровозов в шахтах, опасных по газу. //Уголь, 1986.-й П.-С.46-47.

52. Бобров А.И., Анненнов Е.П., Петченко Н.Г. Средства борьбы с местными скоплениями метана в подготовительных выработнах.//Уголь Украины, 1988.-й 2.-С.32-34.

53. Бобров А.И. Борьба с местными скоплениями метана в угольных шахтах.-Ц.: Недра, 1988.-С.148.

54. Бобров А.И., Попов И.Н.,.Погребная А.П., Шевцов С.А. Условия образования опасных концентраций метана на сопряжениях ляв с вентиляционными выработками.//Способы и технические средства обеспечения безопасных и здоровых условий труда на угольных шахтах:

Тр./МанНИИ, Манеевиа-Донбасс, 1988.-С.19-22.

55. Бобров A.Ü. Местные скопления метана при бурении снваиин и борьба с ними.//Уголь Унрзины, 1989.-fe II.-С.22-25.

56. A.c. 589429 СССР, UKH E2I 5/00, E2I 7/00. Водозоздушшй эжектор./Бобров АЛ1., Шейно 3.1,1., Петченко Н.Г., Сивец Г.А. (СССР) -1Й 1912621/22-03; Рзявлено 27.04.73. Опубл. 25.01.78. Бил. I!; 3.

57. A.c. 1335722 СССР, МКИ Ь'21 17/18. Устройство автоматического теленонтроля содержания метана на добычном участки./В.А.Бойко, В.Е.Фрундин, В.И.Голиньяо, Г.А.Мирошшн, В.В.Исаев, А.И.Бобров, Н.Г.Гусев, Ф.Е.Пригнан, В.Н.Медведев, ¡i.A.Петченко (СССР) -

й 4057321/22-03; Заявлено 21.04.86. Опубл. 07.09.87. Еюл. fe 33.

58. A.c. 875091 СССР, ¡.!КИ E2I 1/08. Устройство для ликвидации сноплений метана в горных выработках./Б.В.Балинский, В.А.Дыбенно, А.И.Бобров, В.П.Ковалов (СССР) - I:? 2846633/22-03; Заявлено 30.11.79. Опубл. 23.10.81. Был. 1;> 39.

59. A.c. 568723 СССР, ¡JKll E2I 1/08. Клапан для газоотводящих трубопроводов./Б.В.Балинский, В.А.Дыбенко, А.И.Бобров, В.П.Ковалев (СССР).-):? 2184593/03; Заявлено 22.10.75. Опубл. 15.08.77. Еюл. Iii 30.

60. A.c. 810989 СССР, ÍJKH E2I 1/08. Клапан для газоотводяцих трубопроводов./Б.В.Балинсний, В.А.Дыбенко, А.П.Бобров, В.П.Ковалев,

A.Я.Погребная (СССР).- te 2747506/22-СЗ; Заявлено 04.04.79; Опубл.

07.03.81. Бюл. fe 9.

61. A.c. 934055 СССР, !ЯП E2I 5/00. ВодовоздуиньШ эжектор для выемочного комбайна./А.Д.Бондаренко, Л.П.Хильченно, А.И.Бобров,

Н.Г.Петченко (СССР).- i.> 3001075/22-03; Заявлено 05.11.80; Опубл.

07.06.82. Бюл. fe 21.

62. A.c. 920228 СССР, 1.1КИ E2I 1/08. Смеситель газоотсасываю-цей установки./ Б.В.Балинский, А.И.Бобров, Б.З.Еалтер, Ю.В.Преображенский (СССР).- fe 2946480/22-03; Заявлено 25.06.80; Опубл. 15.04.82. Бюл. ü 14.

63. д.с. 1082966 СССР, МКИ E2I 1/08. Взвихривающий трубопровод./А .И.Бобров , Б.В.Балинсний, Н.Г.Петченко, Ю.В.Преображенский (СССР).- te 3567853/22-03; Заявлено 24-12.82; Опубл. 30.03.84. Бюл. !¡í 12.

64. A.c. I28I983 СССР, МКИ G Ol te 4/05. Устройство для контроля концентрации метана ,и сдорости движения воздуха./В.А.Бойно,

B.Е.Фрундин, В.И.Голиньно, Г.А.Иирошнин, В.В.Исаев, А.И.Бобров, L!.Г.Гусев, Ф.Е.Кригман, В.Н.Медведев, К.А.Петченко (СССР) -

!й 3925212/22-24; Заявлено 05.07.85; Опубл. 07.01.87. Бюл. te I.

65. A.c. 1406399 СССР, МКИ E2I 9/00. Способ автоматической газовой защиты угольных пахт и .устройство для его осуществления.

/В.Л.Бойко, В.Е.Фрундпн, В.И.Голинько, Г.А.Мирсшнии, В.В.Исаев, Л.П.Бобров, К.А.Потченко, М.Г.Гусев, Ф.Е.Кригман, В.И.Назаронно (СССР).- К? 3954079/22-03; Заявлено 19.07.85; Опубл. 30.06.88. Бюл. № 24.

66. A.c. 1274453 СССР, MKHG 01 !й 27/16. Устройство для контроля горючего газа./А.И.Бобров, М.Г.Гусев, В.П.Казанцев, Ф.Е.Кригман, В.Н.Медведев, В.И.Назаренко, Е.П.Разгуляов, И.Г.Рохмистрова, Г.М.Семин, Э.Н.Телично (СССР).- № 3636456/18-25; Заявлено 31.08.83.

Ротапринт МанНИИ. Тиран - 150 энз. Заказ )й 19. 04.01.1992 г. Объем 2п.л.

г.Макеевка Донецкой обл., Лихачева,60