Эффективность современных вакуумных насосных станций в угольной промышленности
Четкое определение основных критериев и параметров, способствующих дегазации мест, являющихся непосредственными источниками выделения метана, в течение последних десяти лет является одними из основных видов исследования в этой области. Именно методологические подходы, схематическое изображение и способы дегазационных процессов в угольных разработках на сегодня являются основным предметом соответствующей работы. Это связано, главным образом, с тем, что современные технологии отрасли способствуют значительному росту эффективности забоев в относительно пологих местах. Производительность на подобных участках обычно достигает 20,0-30,0 тыс. тонн и более угольного вещества в день. Большое количество продукции, в свою очередь, провоцирует продвижению лав. Такая неустойчивость углеводорода ведет к постоянной корректировке в сторону уточнения параметров, а также дегазационных режимов в пластах угольных выработок.
Как правило при исследовании рациональность систем дегазации интересует специалистов в меньшей степени. Их усилия в основном сосредоточены на другом предмете исследования – процедуре обоснования количества и марок насосных устройств в соответствующих насосных станциях, исходя из эффективности (фактической или прогнозной) этих дегазационных механизмов.
Подобные исследования в этой сфере проводятся практически на всех месторождениях. Так, например, на Воркутинском угольном объекте также осуществлялась аналогичная оценка этих устройств. Специалисты провели анализ эксплуатационных характеристик вакуумных насосов, причем с использованием разнообразных режимов, при которых осуществляется процесс поглощения смесей из метана и воздуха, а также направления их непосредственно потребителю.
На шахтах воркутинского месторождения применяются, в большей степени, насосы водокольцевого типа – это как правило НВ – 50. Они работают на принципах параллельной схемы подключения. На одной вакуумной насосной станции, как правило, функционирует приблизительно 10 подобных насосов.
Например, на шахтных подразделениях предприятия ОАО «Воркутауголь» посредством дегазационных методов выбиралось за одну минуту около 750 м. куб. различных смесей с содержанием метана, а непосредственно самого метана приблизительно 300 м. куб. Показатель эффективности в среднем составил приблизительно 40%. Это достаточно низкий показатель. Так, в конце прошлого века на шахтном предприятии «Северная» общей объем метана, выделяемого за 1 мин, составлял 257 м. куб. При этом дегазационному процессу подвергалось порядка 145 м. куб. Он осуществлялся при следующем техническом вооружении – 11 насосов вакуумного типа таких марок, как КВН-50, ЖВН – 50 и НВ-50. Эти данные наглядно показывают, что производительность дегазации составляла почти 55%.
Таким образом, очевидно, что оборудование, используемое для дегазации угольных пластов, а также приборы и измерительная техника, которая контролирует нормативное соблюдение технологических параметров, имеют очень важное значение при эксплуатации угольной отрасли.
Производительность дегазационных систем на всех российских месторождениях различается друг от друга. Так, например, этот показатель на воркутинских объектах существенно выше, чем на шахтах Кузбасса. Все дело в том, что воркутинские «угольщики» используют не только системы дегазации, но и специальные вентиляторные устройства, чья производительность колеблется в пределах от 400 до 1500 м. куб. в минуту. Данные установки посредством процедуры проветривания выработанных помещений выводят метановые смеси, зачастую в очень опасной концентрации, наружу.
На все вакуумные станции существует нормативный регламент и инструктивный материал.
Шахты Кузбасса, кроме водокольцевых насосов в вакуумных станциях используют также и ротационные насосы (тип МДУ или модульные дегазационные установки). Такие устройства, как полагают специалисты, по своим качественным характеристикам превосходят водокольцевые насосные станции, которые обладают достаточно большими объемами(габаритами) этих механизмов, высокой энергоемкостью и применением воды в качестве рабочей жидкости.
При эксплуатации этих моделей в условиях длительного холода, в северных климатических широтах, у предприятий, которые их эксплуатируют, возникает масса проблем. Одна из них связана с большой сложностью обогрева воды. Также необходимо постоянно осуществлять процедуры, способствующие предотвращению процесса промерзания труб.
Неоспоримыми преимуществами использования ротационных насосов вакуумного типа и, соответственно, пламяперградителей, являются их безопасность. Подобными качествами обладают и водокольцевые насосы.
В настоящее время все современные модели ротационных насосов работают в автоматическом режиме. В их управлении человек не принимает никакого участия. Они работают на основании определенных показателей – по степени разрежения-, которые заданы в изначальном режиме. Также в этой установки предусмотрен механизм, способный анализировать смесь метана и воздуха, передавая все качественные характеристики веществ, выявленных в результате процесса дегазации, на диспетчерский пульт. Таким образом существует возможность осуществлять контроль в это области через интернет.
В настоящее время насосные станции, на которых функционируют вакуумные ротационные насосы, достаточно широко используются не только в России, Казахстане и Украине, но странах Европейского союза.
Достоинством этих устройств является, во-первых, их небольшой физический объем, при удовлетворительной эффективности. Кроме того, установки входящие в состав станции, имеют большой запас в резерве, что очень удобно в случаях проведения на них ремонтных и профилактических работ – нет необходимости в отключении все насосной станции.
Таким образом, можно сделать вывод, что эффективней всего установка по дегазации работает в модульной комплектации с ротационными насосами с последующем охлаждением в принудительном порядке метановоздушных смесей. Именно они в настоящее время все больше используются в отечественной угольной промышленности.