Сравнительная оценка аэрологических рисков на действующих угольных шахтах

Интенсификация горного производства, его концентрация, усложнение горно-геологических условий разработки угольных месторождений, связанных с увеличением глубины ведения горных работ, вызывают необходимость создания эффективной многофункциональной системы безопасности (МФСБ) угольных шахт, важнейшим структурным элементом которой является аэрологическая безопасность. Оценка, управление и снижение аэрологических рисков на выемочных участках является составной частью аэрологической безопасности шахт и представляет собой актуальную научную проблему. Автором выполнен анализ условий ведения работ в угольных шахтах в настоящее время, приведены статистические данные по основным опасностям разрабатываемых шахтопластов, установлено, что доля шахтопластов, опасных по врывчатости угольной пыли, составляет 91,3 %. Статистически установлено среднее значение абсолютной метанообильности по отрасли, равное 60,5 м3/мин (достигает 251 м3/мин), среднее значение относительной метанообильности по отрасли, равное 20,2 м3/т (достигает 108,35 м3/т). Установлено, что более чем на половине из 75 выемочных участков применяется комбинированная схема вентиляции (с управлением газовыделением за счет общешахтной депрессии, в том числе с применением газоотсасывающих установок), на 27 % выемочных участков применяется возвратноточная схема вентиляции и на 23 % выемочных участков применяют прямоточную схему вентиляции. Выполнена сравнительная оценка аэрологических рисков на выемочных участках, для чего рассчитывались показатели прогнозного значения аэрологических рисков для трех схем вентиляции: прямоточной, возвратноточной и комбинированной. Расчеты велись для шахт пяти категорий, разрабатывающих пласты с удельным пылевыделением от 250 до 1200 г/т для видов опасностей шахтопластов: склонных к самовозгоранию, склонных к горным ударам и склонных к совместному проявлению самовозгорания и горных ударов. Виды опасностей шахтопластов рассматривались для схем вентиляции без диагонального соединения и схем, включающих неустойчивое диагональное соединение. Были выполнены расчеты по снижению аэрологического риска за счет применения мероприятий системы управления газовыделением. Получен диапазон изменения значений аэрологического риска на выемочных участках, выполнено их сравнение.

Ключевые слова: аэрологическая безопасность, аэрологический риск аварий, уязвимость схемы вентиляции, проектирование вентиляции, самовозгорание пластов, горные удары, внезапные выбросы, прогнозирование рисков, управление газовыделением.
Как процитировать:

Баловцев С.В. Сравнительная оценка аэрологических рисков на действующих угольных шахтах // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2021. — № 2—1. — С. 5–17. DOI: 10.25018/0236-1493-2021-21-0-5-17.

Благодарности:
Номер: 2
Год: 2021
Номера страниц: 5-17
ISBN: 0236-1493
UDK: 622.831
DOI: 10.25018/0236-1493-2021-21-0-5-17
Дата поступления: 08.12.2020
Дата получения рецензии: 18.01.2021
Дата вынесения редколлегией решения о публикации: 01.02.2021
Информация об авторах:

Баловцев Сергей Владимирович — кандидат технических наук, доцент, доцент, НИТУ «МИСиС», е-mail: Balovcev@yandex.ru.

 

Контактное лицо:
Список литературы:

1. Забурдяев В.С. Газовая опасность в угольных шахтах: условия, причины, экспертиза безопасности // Безопасность труда в промышленности. — 2018. — № 11. — С. 15—18. DOI: 10.24000/0409-2961-2018-11-15-18.

2. Korshunov G.I., Rudakov M.L., Kabanov E.I. The use of a risk-based approach in safety issues of coal mines / Journal of Environmental Management and Tourism, 9(1), 2018, pp. 181—186. DOI: https://doi.org/10.14505//jemt.v9.1(25).23.

3. Filin A.E., Zinovieva O.M., Kolesnikova L.A., Merkulova A.M. Prospects of safety control in combination of mining and metallurgy industries. Eurasian Mining. 2018, no 1, pp. 31–34. DOI: 10.17580/em.2018.01.07.

4. Гришин В.Ю., Удалова Н.П., Маневич П.П. Взаимодействие рискориентированного подхода и наилучших доступных технологий в системе экологического надзора при подземной разработке угля // Горный информационно-аналитический бюллетень.— 2020.— № 6—1.— С. 46–54. DOI: 10.25018/02361493-2020-61-0-46-54.

5. Kolikov K.S., Mazina I.E., Manevich A.I. Stress-strain analysis in coal and rock mass under traditional mining with full caving and in technology with backfilling. Eurasian Mining. 2018, no 2, pp. 15—17. DOI: 10.17580/em.2018.02.04.

6. Филин А.Э., Овчинникова Т.И., Зиновьева О.М., Меркулова А.М. Развитие пульсирующей вентиляции в горном производстве // Горный журнал. — 2020. — № 3. — С. 67—71. DOI: 10.17580/gzh.2020.03.13.

7. Павленко М.В., Скопинцева О.В. О роли капиллярных сил при вибровоздействии на гидравлически обработанный газонасыщенный угольный массив // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). — 2019. — № 3. — С. 43—50. DOI: 10.25018/0236-1493-2019-03-0-43-50.

8. Ганова С.Д., Скопинцева О.В., Исаев О.Н. К вопросу исследования состава углеводородных газов угольных пластов и пыли с целью возможного прогнозирования их потенциальной опасности // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. — 2019. — Т. 330. — № 6. — С. 109—115.

9. Pleshko M., Kulikova E., Nasonov A. Assessment of the technical condition of deep mine shafts. MATEC Web of Conferences, 2018, 239, 01021. https://doi.org/10.1051/ matecconf/201823901021.

10. Куликова Е.Ю., Виноградова О.В. Риски как причина снижения промышленной безопасности при строительстве подземных сооружений // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2020. — № 7. — С. 146–154. DOI: 10.25018/0236— 1493—2020—7-0—146—154.

11. Kulikova E. Yu. Assessment of operating environment of concrete lining of sewage collector tunnels. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2019. Vol. 687, 044035, doi:10.1088/1757—899X/687/4/044035, pp. 1—7.

12. Баловцев С.В. Разработка метода оценки и управления аэрологическим риском аварий на выемочных участках угольных шахт. Диссертация на соискание ученой степени к.т.н., 2013. — 149 с.

13. Batugin A.S. Reactivation of major faults during strong rock bursts as realization of tectonic process. Rock Mechanics for Natural Resources and Infrastructure Development — Full Papers: Proceedings of the 14th International Congress on Rock Mechanics and Rock Engineering. Ed. by S.A. B. da Fontoura, R.J. Rossa, J.P. Mendoza. CRC Press/Balkema, 2020. Vol. 6. pp. 1261–1268.

14. Slastunov S.V., Kolikov K.S., Zakharova A.A., Mazanik E.V. Selection of an effective technology for the degasification of coal beds. Solid Fuel Chemistry. 2015. Т. 49. No 6. Pp. 381—386.

15. Скопинцева О.В., Вертинский А.С., Иляхин С.В., Савельев Д.И., Прокопович А.Ю. Обоснование рациональных параметров обеспыливающей обработки угольного массива в шахтах // Горный журнал. — 2014. — № 5. — С. 17—20.

Наши партнеры

Подписка на рассылку

Раз в месяц Вы будете получать информацию о новом номере журнала, новых книгах издательства, а также о конференциях, форумах и других профессиональных мероприятиях.