Использование комплексных систем очистки шахтных пространств от метановоздушных смесей
Интенсификация предприятий угольной промышленности ограничивается многими факторами, как внешними, касающимися рыночной составляющей отрасли и состоянием национальной экономики, так и внутренними. К последним, в первую очередь, относится проблема, которая в угольной отрасли до сих пор не решена – это концентрация метанового газа в горных выработках. Эксперты утверждают, что выделение этого опасного горючего вещества при угледобыче 20,0 тыс. тонн в сутки может достигать 150,0 м. куб.\мин. Причем 80% метана выделяется и распространяется на уже выработанных производственных площадях. Особенно остро данная ситуация проявляется в случаях, когда используется система столбовой разработки и проветривания по типу возвратно -точной схемы. Сложность и опасность этого процесса в том, что газ перемещается в рабочие зоны, где работают люди.
Снизить содержание метанового газа в шахтных пространствах достаточно трудно, даже если использовать современные методы дегазации. Их эффективность все равно не позволяет полностью решить данную проблему. Нужны новые методологические подходы. Один из них – это использование комплексной системы проветривания производственных площадей угольных шахт. Но ее применение принесет пользу только тогда, когда будет обеспечено рациональное и устойчивое распределение потоков метановоздушных смесей и их разделение на участке выемки угольного продукта.
Комбинированная технология основывается на следующих принципах. С помощью вентиляционных систем происходит процесс разбавления вредных веществ, образовавшихся в выработанных пространствах, и их последующее удаление на поверхность. Параллельно используются и дегазационные процессы, которые осуществляются совершенно независимо от функционирования вентиляторов. Отведение метановоздушных смесей наружу проводится посредством специальных скважин.
Процесс отвода газов осуществляется вентиляторами и насосными станциями, оснащенными соответствующими вакуумными установками. Они, в отличие от вентиляторных устройств, обеспечивающих основное проветривание, обладают не такими мощными рабочими характеристиками – у них иное предназначение.
Комбинация из этих двух способов эвакуации опасных газов на сегодня является самым эффективным методом, используемым в угольной отрасли. Дело в том, что каждый из них применяется на «своей» территории – дегазация используется на уже выработанных площадях, а вентиляционные системы функционируют в рабочих зонах. Проблем в том, что не всегда эти границы имеют конкретные очертания.
Существует еще один методологический подход к уменьшению выделения метанового газа – технология управления газа на участке выемки угля. Еще его называют процессом газоуправления. Он заключается в выполнении процедуры управляемого процесса проветривания. В этом случае свежий воздух принудительно поступает из уже выработанных производственных площадей в зону, где проводится непосредственная очистка (Забой, — ред.).
Отечественная промышленность для управления газовыми потоками разработала новую модульную модель вакуумирования. Ее преимущества заключаются в том, что она включает в себя действующую традиционную дегазационную технологию, а также методы проветривания рабочих шахтных зон с независимым отводом метана с помощью ГОУ (Газоотсасывающие установки, — ред.). Таким образом данный комплекс включает в себя следующие виды оборудования:
- Группа насосов различной мощности и модификаций.
- Комплексная очистная система.
- Предохранительная и запорная арматура.
- Приборы, анализирующие качественные и количественные характеристики газа.
Вся эта техника и приборы функционирует в автоматическом режиме. Их задача контролировать норматив6ное содержание метана, а также оксида углерода и кислорода. Это позволяет своевременно диагностировать эндогенное состояние угольного продукта.
Необходимо также учитывать, что газоотсасыающие установки в новом модульном комплексе должны включать в себя не только рабочее устройство, но и аналогичное резервное, причем с равными характеристиками. Они соединяются специальными скважинами (вентиляционными) или, в крайнем случае, трубопроводом.
Для того, чтобы в системе не было лишнего сопротивления новая конструкция имеет ограниченное количество разнообразных отводящих элементов, а также блочных развязок. Дело в том, что новый модуль предполагает непосредственное подключение к трубопроводу магистрального типа. Мощность магистрального трубопровода влияет на количество модулей.
Базой для подобной модульной конструкции ГОУ стала вакуумная модель насоса RBS 155. Его производительность – 185 м. куб. мин. Фирма изготовитель – ROBUSCHI (Италия).