Наукові основи створення нетрадиційного способу охолодження повітря i закладання виробленого простору глибоких шахт

4. Вперше встановлено, що при відводі тепла від поверхні кулі температура по полю брикету розподіляється нелінійно, понижуючись від центра на периферію до досягнення температури замерзання води, після чого межа промерзання починає посуватися від периферії на центр до досягнення брикетом температури холодоагенту. Процес розморожування брикетів відбувається аналогічно: при підводі зовнішнього тепла температура периферійної частини підвищується до нульової позначки, а крива зміни температури по полю брикету має злом на межі таяння, який рухається до центру кулі. При відтаюванні до центру характер кривої знову змінюється, але цей процес відбувається вже за межами збереження брикетом міцності.

5. Експериментально встановлено закономірності, які характеризують процес тепло і масопереносу на виймальних дільницях глибоких шахт. Доведено, що в рівняннях теплового балансу урахування впливу масообміну може базуватися не на емпіричних значеннях відносної вологості в характерних точках виробки, а на використанні регресійних рівнянь, що характеризують волого виділення на виймальних дільницях в залежності від загальної кількості сприйнятого повітрям тепла.

6. Вперше запропоновано математичну модель для прогнозу тепловологісних параметрів повітря на виймальних дільницях, яка дозволяє здійснювати порівняльний аналіз теплового режиму виймальних дільниць з брикетованою закладкою виробленого простору із охолоджених і неохолоджених матеріалів. Від існуючих математичних моделей запропонована модель відмінюється напівемпіричним підходом до описання процесу масообміну.

7. Встановлені параметри брикетованої закладки виробленого простору, які забезпечують зменшення температури повітря на виймальних дільницях. Визначено охолоджуючий вплив закладального масиву із охолодженого матеріалу на вентиляційний струм, який при різниці температури уміщуючих порід і закладального масиву 35 0С складає близько 300 кВт.

8. Розроблені наукові основи створення системи технічних засобів і способів закладання виробленого простору охолодженим брикетованим матеріалом. Розрахунками, виконаними для широкого діапазону гірничо-геологічних умов видобутку вугілля доведено, що закладання виробленого простору охолодженими до температури - 10 0С брикетами дозволяє зменшити температуру повітря на виході з лави в середньому на 8,4 0С при коливанні значень зменшення температури в межах 5,4-13,4 0С.

9. Розроблена технологія і визначений порядок виконання робіт по закладанню виробленого простору очисних вибоїв глибоких шахт охолодженими кулями-брикетами і сипким закладальним матеріалом. З урахуванням особливостей обладнання розроблені технологічні схеми, наведені їх вибіркові характеристики, а також визначені розрахункові показники і параметри технології ведення закладальних робіт в умовах круто похилих і пологих пластів для широкого діапазону видів кріплення і виймальних агрегатів.

10. Доведена технічна можливість, екологічна необхідність і економічна доцільність обўєднання в єдиному технологічному ланцюгу процесів закладки виробленого простору очисних вибоїв глибоких вугільних шахт і нормалізації шахтного мікроклімату.

Результати розробок пройшли промислові випробування і впроваджені в проекти дослідно-промислового відпрацювання технології закладки виробленого простору на шахті ім. М.І. Сташкова ДХК «Павлоградвугілля» і на шахті «Добропільська-Капітальна» ДХК «Добропіллявугілля».

«Вихідні дані і технічний регламент для створення комплексного способу закладки виробленого простору і нормалізації температури повітря глибоких шахт шляхом використання охолоджених куль-брикетів» затверджені на галузевому рівні і впроваджені в проекти інституту «Дніпродіпрошахт».

«Технічні завдання» на технічні засоби, що розроблені по результатам роботи, затверджені Мінвуглепромом СРСР і Мінвуглепромом України.

Сукупність отриманих результатів складає необхідні наукові основи для створення нетрадиційного способу охолодження повітря і закладання виробленого простору глибоких вугільних шахт.

брикетування шахта сипкий

Список літератури

1. Потураев В.Н., Волошин А.И., Перепелица В.Г. К концепции создания экологически чистых технологий при разработке глубоких шахт // Уголь Украины. - 1994. - № 2. - с. 3-4.

2. Перепелица В.Г. Создание комплексной технологии закладки выработанного пространства и охлаждения воздуха глубоких шахт путем утилизации отходов горнопромышленных производств // Материалы, технологии, инструменты : Научн.техн.журнал НАН Беларуси. - 1998, том 3.- № 3.- с. 78-82.

3. Перепелица В.Г. Об оценке экологической ситуации в горнопромы-шленных регионах // Уголь Украины.- 1998. - № 4. - с. 43-44.

4. Волошин А.И., Перепелица В.Г.Определение технологических параметров подготовки закладочного материала для его транспортирования вибропневмозакладочными машинами // Известия Донецкого горного института, № 2 (8), - 1998.-С.32-34.

5. Перепелица В.Г. Комплексный подход к решению задач утилизации отходов горнопромышленных производств, закладки выработанного простра-нства и охлаждения воздуха глубоких шахт // Сб.науч.тр. "Геотехническая механика".- Днепропетровск. ИГТМ НАН Украины. - 1997. - № 2. - с. 14-21.

6. Перепелица В.Г. Подготовка и доставка брикетированного закла-дочного материала с использованием пневмотранспортных систем // Сб.науч. тр. НГА Украины. - 1998. - с. 22-27.

7. Потураев В.Н., Волошин А.И., Перепелица В.Г. Создание малоэнергоемких устройств для пневматической закладки выработанного пространства // Сб.науч.тр. "Геотехническая механика". - Днепропетровск. ИГТМ НАН Украины. - 1997. - № 2. - с. 53-58.

8. Перепелица В.Г. Снижение температуры воздуха глубоких шахт пу-тем закладки выработанного пространства охлажденным брикетированным материалом // Сб.науч.тр. "Геотехническая механика".- Днепропетровск. ИГТМ НАН Украины.- 1997. - № 3. - с. 104-109.

9. Перепелица В.Г. Анализ объемов выхода побочных продуктов горного производства и оценки возможности их утилизации при закладке выработанного пространства // Сб.науч.тр. НГА Украины. "Проблемы эколо-гии горного производства и обеспечение безопасности жизнедеятельности" - Днепропетровск. - 1998.- № 3, том 5. - с. 160-164.

10. Перепелица В.Г. Определение исходных данных для расчета температурного режима шахты с учетом влияния локальных участков охлажденного закладочного массива // Сб.науч.тр. "Геотехническая механика".- Днепропетровск. ИГТМ НАН Украины. - 1997. - № 3. - с. 100-104.

11. Перепелица В.Г. Методы прогноза тепловлажностных параметров воздуха на выемочных участках глубоких шахт // Сб.науч.тр. "Геотехническая механика".- Днепропетровск. ИГТМ НАН Украины. - 1998. - № 4 - с. 9-24.

12. Перепелица В.Г., Волошин А.А., Рябцев О.В. Технологические особенности отработки угольных пластов системами с закладкой выработанного пространства при вибропневматической доставке закладочного материала // Сб.науч.тр. "Геотехническая механика".- Днепропетровск. ИГТМ НАН Украины. - 1998. - № 4. - с. 24-32.

13. Перепелица В.Г. Тепловой режим выемочных участков глубоких шахт при брикетированной закладке выработанного пространства // Сб. науч.тр. "Геотехническая механика".- Днепропетровск. ИГТМ НАН Украины. - 1998. - № 5. - с. 124-128.

14. Волошин А.И., Перепелица В.Г., Волошин А.А. Обоснование и перспективы использования вибрационно-пневматических машин в инфраструктуре закладочного хозяйства шахт Донбасса // Сб.науч.тр. "Геотехническая механика". - Днепропетровск. ИГТМ НАН Украины. - 1998. - № 7. - с. 8-13.

15. Волошин А.И., Перепелица В.Г., Сергийченко Г.Л. Малогаб-аритный дробильно-закладочный комплекс // Сб.науч.тр. "Геотехническая механика".- Днепропетровск. ИГТМ НАН Украины.- 1997. - № 2. - С.53-58.

16. Булат А.Ф., Перепелица В.Г. Специфика условий и проблемы улуч-шения безопасности труда на угольных шахтах Украинского Донбасса // Охрана труда. - 1996. - № 2. - с. 29-31.

17. Перепелица В.Г. Анализ тепловых условий выемочных участков глубоких шахт и оценка технологических решений, влияющих на формиро-вание микроклимата при очистной выемке // Сб.науч.тр. "Геотехническая механика".- Днепропетровск. ИГТМ НАН Украины.- 1998. - № 9. -с. 35-50.

18. Волошин А.И., Перепелица В.Г. Результаты испытаний камерной вибрационно-пневматической закладочной машины ВПМЦ // Сб.науч.тр. "Геотехническая механика". - Днепропетровск. ИГТМ НАН Украины. - 1998. - № 9. - с. 17-21.

19. Волошин А.И., Перепелица В.Г., Гогель Э.Б., Иочков А.А. Освоение технологии селективной добычи марганцевых руд с оставлением пустых пород в отработанных заходках на шахтах Никополь-Марганецкого бассейна // Металлургическая и горнорудная промышленность. - 1998. - № 4. - с. 56-57.

20. Перепелица В.Г. К вопросу моделирования процессов массопереноса в горных выработках глубоких угольных шахт // Сб.науч.тр. "Геотехническая механика".- Днепропетровск. ИГТМ НАН Украины. - 1997. - № 2. - с. 46-51.

21. Потураев В.Н., Волошин А.И., Перепелица В.Г. Геоэкологические проблемы утилизации отходов горнопромышленных производств и пути их развития // Сб.науч.тр. "Проблемы повышения эффективности горнорудного производства". - Кривой Рог, НИГРИ. - 1994. - с. 34-41.

22. Перепелица В.Г. Тенденции изменения экологически значимых объемов выхода промышленных отходов угольных шахт и побочных продук-тов углеобогащения на предприятиях Украинского Донбасса // Сб.науч.тр. "Геотехническая механика".- Днепропетровск. ИГТМ НАН Украины. - 1998. - № 10. - с. 22-26.

23. Перепелица В.Г. Формирование массива при комплексной закладке выработанного пространства сухой сыпучей и охлажденной брикетированной породой // Сб.науч.тр. "Геотехническая механика".- Днепропетровск. ИГТМ НАН Украины. - 1999. - № 12. - с. 6-11.

24. Потураев В.Н., Волошин А.И., Перепелица В.Г. Комплексное решение задач повышения экологической защищенности горнопромышлен-ных регионов и снижения температуры воздуха глубоких шахт путем закладки выработанного пространства охлажденной породой // Труды Международного симпозиума по проблемам прикладной геологии, горной науки и производства: Санкт-Петербург. - 1993. - с. 159-164.

25. Потураев В.Н., Волошин А.И., Перепелица В.Г., Кузьмин Н.А., Крюков Г.А. Перспективы реализации экологически чистых технологий путем использования вибрационно-пневматических закладочных машин в инфраструктуре закладочных хозяйств // Тез.докл. Всесоюзной конф. "Эффективные технологии, способы и средства, обеспечивающие современные требования к экологии при разработке месторождений полезных ископаемых". - М : Черметинформация. - 1990. - с. 60-61.

26. Потураев В.Н., Волошин А.И., Перепелица В.Г. Геоэкологическое обоснование прооцессов закладки выработанного пространства и охлаждения шахтного воздуха при комплексном решении указанных задач // Тез.докл. Х Международной конф. по механике горных пород. - М : - 1993. - с. 121.

27. Poturaev V.N., Voloshin A.I., Perepelitsa V.G. Utilization of the Mining Production Waistes by Means of their Packing in the Mined out Spase of Mining Enterprises // The 13-th International seminar on estimation and preservetion of surroundings. - Great Britain, Aberdeen. - 1992. - р. 117-122.

28. Патент Украины № 25223 А. Способ закладки выработанного пространства. Патентообладатель - институт геотехнической механики НАН Украины. Авт. Волошин А.И., Перепелица В.Г., Потураев В.Н. - 07.1997.

29. Патент Украины № 25224 А. Способ подготовки и доставки брике-тированного закладочного материала. Патентообладатель - институт геотех-нической механики НАН Украины. Авт. Перепелица В.Г. - 07.1997.

30. Патент Украины № 25225 А. Способ замораживания брикетов из закладочного материала. Патентообладатель - институт геотехнической меха-ники НАН Украины. Авт. Перепелица В.Г. - 07.1997.

31. Патент Украины № 97073801. Способ закладки выработанного пространства глубоких шахт. Патентообладатель - институт геотехнической механики НАН Украины. Авт. Перепелица В.Г. - 07.1997.

Размещено на Allbest.ru