Введение к работе
Актуальность работы. Известно, что запыленность рудничной атмосферы в десятки и сотни раз превышает предельно допустимые концентрации. Это приводит к повышенной опасности заболеваний рабочих пнезмокониоэами, увеличению вероятности возникновения взрывов метана и угольной пыли. Обеспечение в этих условиях безопасности труда является важной задачей и требует использования комплекса мероприятий по предупреждению пылеобраэовання и борьбы с выделившейся пылью.
В настоящее время на угольных шахтах для борьбы с пылеобра-зованием и другими вредными « опасными явлениями широко применяется метод предварительного увлажнения угля в массиве. Основное вникание в развитии данного направления борьбы с пыльп уделяется поиску путей повышения эффективности технологии увлажнения, а также разработке средств, позволяющих достичь оптимальных парамет-ров нагнетания.
Разработанные технологические схемы применения предваритель-, ного увлачснения достаточно хорошо изучены. В процессе их применения установлено, что наибольшая эффективность нагнетания жидкости в угольные пласты достигается при увлажнении угля в режиме фильтрации, не приводящему к гидроразрыву пласта. Но, несмотря на довольно высокую предельную эффективность разработанных спосо-5ов в практических условиях не удается достичь оптимальных параметров для всего многообразия угольных пластов. Для достижения максимальной эффективности необходимо оборудование, обеспечивающее автоматическое задание способов и оптимальных параметров ув-іажнения и управления ими на протяжении всего цикла нагнетания. Таким образом, создание новых средств, обеспечивающих наибольшую эффективность применения предварительного увлажнения, является штуальной задачей.
Цель работы - снижение пылеобразования при ведении горных >абот в шахтах путем установления зависимостей выбора способа Предварительного увлажнения угольного массива'и определение ис-:одных требований к разработке системы автоматизации процесса нагнетания жидкости в пласт.
Идея работы заключается в повышении эффективности пылепо-двления при профилактической обработке угольного массива путем втоматизации процесса нагнетания -гидкоэти.
Методы исследований. При выполнении работы использовался комплексный метод исследований, включающий анализ и обобщение научно-технической литературы, аналитическое обоснование и экспериментальные исследования в лабораторных и шахтных условиях рассматриваемых вопросов.
Научные положения, защищаемые автором:
выбор оптимального способа 'нагнетания жидкости определяется прочностными свойствами угольного массива;
использование импульсного нагнетания жидкости целесообразно в нерегулируемом режиме увлажнения в диапазоне давлений нагнетания свыше 12 Ша;
использование гидроударноимпульсиого режима нагнетания жидкости в угольный пласт позволяет повысить эффективность предварительного увлажнения на 15-20 %;
система автоматизации процесса предварительного увлажнения реализуется в виде трехуровневой системы по принципу экстремально РО управления;
применение нагнетательно-импульсной установки УШІ в шахтных условиях повышает эффективность профилактической обработки массивов жидкостью.
Достоверность и обоснованность научных положений, рекомендаций и выводов, сформулированных в диссертации, подтверждается:
хорошей сходимостью результатов аналитических и экспериментальных исследований;
достаточным объемом и результатами лабораторных и шахтных исследований системы автоматизации предварительного увлажнения;
положительными результатами промышленного применения разработанной нагнетательно-импульсной установки УНИ.
Научная новизна работы состоит в следующем:
разработаны критерии выбора способа предварительного увлажнения угольного массива;
аналитически определены области оптимального применени»: различных способов нагнетания жидкости;
установлены возможность разработки и исходные требования на создание системы автоматизации процесса нагнетания, задающей насосной установке как,способ, так и параметры увлажнения в зависимости or свойств пласта;
разработано устройство, реализующее критерии по выбору способа увлажнения и защиты от экстремальных ситуаций в автоматизированной системе;
определены оптимальные конструктивные параметры системы автоматизации для нагиетательно-импульсной установки УНИ.
Практическая ценность. Результаты исследований позволили разработать автоматизированную систему управления процессом предварительного увлажнения угля в массиве (a.c.Jfr 1547448; 1587998; 622988), создать нагнетательно-импульснуга установку УНИ, применение которой повышает эффективность нагнетания жидкости в пласт для борьбы с пылеобразованием в шахтах.
Реализация работы. На основании результатов исследований разработаны исходные требования к созданию автоматизированной системы управления процессом увлажнения, которые реализованы в нагиетательно-импульсной установке УНИ. По результатам стендовых и шахтных испытаний разработаны и приняты к реализации Техническое задание и Технические условия на изготовление установки УНИ. Опытные образцы установки прошли стендовые и промышленные приемочные испытания в Кузбассе, по результатам которых нагнетатель-но-импульсная установка УНИ рекомендована к серийному производству.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на П региональной научно-методической конференции "Основные проблемы безопасности ведения горных работ" (Кемерово, 1990), заседаниях Ученого совета ВостШВД (Кемерово, 1968), Ученого совета ИГД им.А.А.Скочинского (Люберцы, 1969), научных семинарах отдела борьбы с пылью в шахтах и на резрезах (Кемерово, 1987-1992 гг.).
Публикация. По материалам диссертационной работы опубликовано 12 печатных работ, получено три авторских свидетельства на изобретения.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четьфех глав и заключения, изложенных на 125 страницах машинописного текста, содержит 20 рисунків, 14 таблиц, 8 приложений и зписок литературы из 102 наименований.
В работе использованы результаты последних -достижений в об-іасти теории и практики -.техники безопасности в угольной промышленности, изложенные в трудах О.И.Чернова, В.ИДурашева.Л.М. Васильева, Е.Й.Онтина, И.Г.Легкодуха,В.П.Куравлева и др. исследователей.
