Анализ газового баланса выемочного участка в обеспечении аэрологической безопасности

Обоснована роль анализа газового баланса в системе управления газовыделением газообильной шахты, цели и задачи этого анализа, а также предложения по методике определения основных составляющих газового баланса выемочного участка по данным дистанционного аэрогазового контроля. Указывается, что требования правил безопасности к расстановке датчиков контроля метана и скоростей движения воздуха, на которые ориентируются проектировщики, недостаточны для определения газового баланса выемочного участка. Для автоматического контроля динамики газового баланса в системе аэрогазового контроля участка необходимо увеличить количество замерных станций и разработать алгоритмы, учитывающие осреднение измеряемой скорости движения и вычисления интенсивности каждого источника метановыделения в пределах участка. При этом, в случае применения дегазации, для целей анализа динамики газового баланса необходимо одновременно контролировать параметры газовоздушной смеси в вентиляционной и дегазационной сетях. При комбинированных схемах управления газовыделением, предусматривающих многоштрековую подготовку для обеспечения обособленного разбавления метана по источникам его поступления, изолированный отвод метана и дегазацию, предлагаемые решения усложнят обслуживание системы аэрогазового контроля и автоматической газовой защиты за счет количества датчиков, большинство из которых необходимо перемещать по мере подвигания очистного забоя. Это усложнение компенсируется полной картиной потоков газовоздушной смеси в пределах выемочного участка, возможностью в реальном режиме времени отслеживать достижение проектных показателей всех способов управления газовыделением, прогнозировать изменение газообильности каждого источника при изменении нагрузки на очистной забой, обоснованно выбирать объекты и способы дегазации, уточнять параметры схем дегазации, т.е. управлять эффективностью функционирования вентиляционно-дегазационных систем угольной шахты.

Каледина Н. О., Чечель К. Н. Анализ газового баланса выемочного участка в обеспечении аэрологической безопасности // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2021. — № 10-1. — С. 5—16. DOI: 10.25018/0236_1493_2021_101_0_5.

Каледина Нина Олеговна¹ — докт. техн. наук, профессор, е-mail: nok52@mail.ru, ORCID ID 0000-0001-7292-7364;
Чечель Кристина Николаевна¹ — студент, e-mail kristina.chechel@bk.ru; Горный институт НИТУ «МИСиС», Москва, Россия.

1. Положение об аэрогазовом контроле в угольных шахтах. Приказ Ростехнадзора от 01.12.2011 N 678 (зарегистрированы Минюстом России 29.12.2011, рег. N 22812). — отменены с 01.01.2021

2. Правила безопасности в угольных шахтах. Приказ Ростехнадзора от 19.11.2013 N 550 (зарегистрирован Минюстом России 31.12.2013, рег. N 30961). — отменены с 01.01.2021

3. Ушаков К. З. Газовая динамика шахт. — Изд. 2-е, перераб. и доп. — М. : Изд-во МГГУ, 2004. — 480 с. (Горные науки).

4. Yao Banghua, Ma Qingqing, Wei Jianping, Ma Jianhong, Cai Donglin. Effect of protective coal seam mining and gas extraction on gas transport in a coal seam // International Journal of Mining Science and Technology. 2016. Vol. 26. Iss. 4. P. 637—643

5. Малашкина В. А. Исследование возможностей повышения эффективности подземной дегазации угольных шахт // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2019. — № 9. — С. 131—137. DOI: 10.25018/0236-1493-2019-09-0-131-137.

6. Kashif A., Shumaila M. Coal Seam Methane Abatement and Utilization Techniques with Availability and Feasibility Criteria / ASTES Journal. Vol. 1, Issue 1, Page 1—10, 2016. DOI: 10.25046/aj010101

7. Смирняков В. В., Романов А. Ф., Попов М. М. Совершенствование методов и технических средств автоматической газовой защиты на угольных шахтах // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2015. Специальный выпуск. — № 60-2.— С. 438—446.

8. Каледина Н. О. Риск-ориентированный подход в обеспечении промышленной безопасности горных предприятий // — 2020. Специальный выпуск. № 6-1. — С. 5—14.

9. Качурин Н. М. Повышение точности определения количества воздуха при газовоздушных съемках в угольных шахтах и рудниках / Качурин Н. М., Воробьев С. А., Васильев П. В., Шкуратский Д. Н.// Безопасность жизнедеятельности. 2016. № 2 (182). С. 10—13.

10. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила безопасности в угольных шахтах» (Зарегистрировано в Минюсте России 18.12.2020 N 61587).

11. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Инструкция по аэрологической безопасности угольных шахт» (Зарегистрировано в Минюсте России 29.12.2020, N 61918).

12. Лебедев Г. Н., Певзнер Л. Д. Нейросетевое решение задачи прогнозирующего контроля содержания метана в шахтной выработке / Горное оборудование и электромеханика. 2017. № 4 (131). С. 46—48.

13. Meyer Varicon C. F. Advancing the technology of methane monitoring on a continuous miner. Journal of the mine ventilation Society of South Africa. Volume 71 №3. — 2018. — 12—20 pp.

14. ГОСТ Р 58652—2019 Оборудование горно-шахтное, «Многофункциональные системы безопасности угольных шахт», дата введения 2020—07—01.

15. Karacan C. Özgen, Felicia A. Ruiz, Michael Cotè, Sally Phipps. Coalmine methane: A review of capture and utilization practices with benefits to mining safety and to greenhouse gas reduction. // International Journal of Coal Geology. Volume 86, Issues 2—3, 1 May 2011, Pages 121—156.

16. Luxbacher G. W., Ramani R. V. The Interrelationships between Coal Mine Plant and Ventilation System Design, Proc. Second International Mine Ventilation Congress. AIME, New York, 1980, pp. 73—82.

17. Малашкина В. А. Мониторинг эффективности системы дегазации угольной шахты — основа безопасного труда горнорабочих. Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2020. — № 6-1. — С. 38—45. DOI: 10.25018/0236-1493-2020-610-38-45.