рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Влияние теплового режима на процессы ведения подземных горных работ

Влияние теплового режима на процессы ведения подземных горных работ - раздел Производство, Термодинамические и газодинамические процессы горного производства   Влияние Теплового Режима Рудничного Воздуха Сказывается На Пр...

 

Влияние теплового режима рудничного воздуха сказывается на производительности труда горнорабочих, обеспечении безопасных условий их труда, поддержании устойчивости горных выработок (в условиях многолетней мерзлоты) и технологии разработки место­рождений.

С увеличением температуры рудничного воздуха обеспечить баланс между тепловыделением в организме человека и его теплооб­меном с окружающей средой становится все сложнее. Сбалансиро­вать тепловыделение и теплообмен возможно двумя путями: 1) со­кращением тепловыделения горнорабочего за счет увеличения пере­рывов в работе на отдых, что ведет к снижению производительности его труда; 2) изменением температурного режима рудничного возду­ха до нормативных требований, что связано с удорожанием ведения горных работ и не беспредельно по возможностям.

Оптимальным температурным режимом рудничного воздуха следует считать такой, при котором обеспечиваются безопасные ус­ловия для здоровья человека, минимальное удорожание горных работ за счет затрат на создание благоприятного микроклимата и макси­мальная производительность. При оптимизации температурного ре­жима рудничного воздуха, кроме этого, должны быть учтены без­опасность и надежность ведения горных работ, а также возможность применения той или иной системы разработки.

Исследованиями установлено, что при скорости движения воз­духа в выработках, равной 2 м/с, и относительной его влажности равной 0,9, условия труда считаются вредными для здоровья челове­ка, выполняющего тяжелый физический труда, если температура воздуха превышает 305К (32°С), а температура стенок выработок — 308К (35°С). В этих условиях потеря массы тела горнорабочего за смену достигает 1,9 кг, температура тела — 311,7К (38,7°С), а частота пульса—до 60. Выполнение тяжелой физической работы при температуре рудничного воздуха от 293 до 302К (от 20 до 29°С) не сопровождается нарушением кровообращения, дыхания и нервно-мышечной деятельности, однако приводит к усталости и снижению производительности горнорабочих до 27 %. Максимальная произво­дительность горнорабочих наблюдается при температуре рудничного воздуха равной 293,3К(20,3°С).

Проветривание подземных выработок производят не только с целью обеспечения нормативных требований по тепловому режиму рудничного воздуха, но и с целью регулирования газового режима, запыленности воздуха, предотвращения самовозгорания угля и руд, надежности противопожарного водоснабжения и ряда других мероп­риятий по обеспечению безопасных условий труда.

С повышением температуры массива угольных пластов и углевмещающих пород значительно интенсифицируется процесс сорб­ции метана. Так, например, при увеличении температуры угля от 273К до 303К (от 0 до 30°С) сорбционная способность углей увеличи­вается примерно в 2 раза.

Повышение температуры рудничного воздуха сопровождается увеличением его запыленности в результате процессов разрушения горных пород. Это приводит к накоплению «рыхлой» пыли на стенках выработок и сужает возможности регулирования скорости движения воздуха для обеспечения нормативных требований по его темпера­турному режиму. В большей степени это проявляется при низкой влажности рудничного воздуха и слабоводонасыщенных породах. По мере увеличения влажности рудничного воздуха и разрабатываемых пород интенсифицируются процессы седиментации и связывания пыли, что расширяет возможности регулирования скорости движе­ния воздуха, как одного из факторов, оказывающих влияние на па­раметры теплообмена.

С увеличением температуры рудничного воздуха возрастает ин­тенсивность окислительных процессов при разработке угольных и сульфидных месторождений. Например, при отрицательной темпе­ратуре угля возможность его самовозгорания практически отсутствует, а при температурах больше 273К (0°С) это может произойти в течение года.

Охлаждение рудничного воздуха ниже 273К (0°С) при разра­ботке месторождений в условиях многолетней мерзлоты сопровожда­ется конденсацией водяных паров, что приводит к интенсивному образованию наледей и снежной «шубы» на стенках выработок. Это увеличивает аэродинамическое сопротивление выработок, затрудня­ет их проветривание и эксплуатацию. При понижении температуры в условиях вечной мерзлоты газопроницаемость угля снижается, что затрудняет дренирование газа в пластах, приводит к повышению газового давления. Это способствует росту вероятности суфлярных выделений на подмерзлотных горизонтах.

Наряду с этим обеспечить пожарное водоснабжение и электробезопасность горных работ при разработке месторождений в условиях многолетней мерзлоты значительно труднее, чем при положительны температурах.

Существенное влияние оказывает тепловой режим рудничного воздуха на технологию ведения горны работ при эксплуатации мес­торождений в условиях многолетней мерзлоты. Это объясняется тем, что при возможном оттаивании пород снижается устойчивость цели­ков, обнажений и возрастает нагрузка на крепь. В большей степени это относится к выработкам, пройденным по мерзлым рыхлым и связным породам, которые при больших ореолах оттайки могут пол­ностью выйти из строя. В ряде случаев это является основной причи­ной сезонного ведения горных работ только в периоды года с отрица­тельной температурой.

При отработке нагорных месторождений подземным способом, особенно в комбинации с открытым, когда горную массу перепускают на нижележащие горизонты, повышается вероятность ее смерзания в магазинах, бункерах, рудоспусках и транспортных сосудах в пери­оды года с отрицательными температурами, что влечет за собой уве­личение потерь руды, осложняет ее выпуск и транспртировку.

Обеспечить условия по температурному фактору для подземной разработки месторождений в условиях многолетней мерзлоты воз­можно двумя путями: 1) поддержанием температуры рудничного воздуха выше 273К (0°С) по всему пути его следования, при этом необходимо усилить крепь и обеспечить теплоизоляцию стенок выработок с целью уменьшения ореола оттайки; 2) подогревом руднич­ного воздуха до температуры выше 273К (0°С) непосредственно перед рабочими участками с сохранением допустимой отрицатель­ной его температуры в остальных выработках.

Несмотря на то, что регулирование температурного режима рудничного воздуха осуществляют в целях решения многих важных инженерных задач, главной задачей все же является обеспечение санитарно-гигиенических, нормативных параметров микроклимата в подземных выработках, при которых не нарушается нормальная функциональная деятельность организма горнорабочих.

Нормативными требованиями правил техники безопасности при ведении работ в подземных выработках предусмотрено, чтобы при влажности рудничного воздуха 85-98 % его температура не пре­вышала 301К (28°С) при скорости не менее 3 м/с, 300 К (27°С) при скорости не менее 2,5 м/с и 299 К (26°С) при скорости не менее 2 м/с. При скорости движения рудничного воздуха < 2 м/с соответствующие нормативные требования по его температуре и влажности для подго­товительных и очистных выработок приведены в табл. 4.1.

Таблица 4.1

Минимальная ско­рость движения воздуха, м/с Допустимая температура рудничного воздуха (°С) при относительной его влажности
60—75 % 76—90 % 90%
0,23
0,5
1,0
2,0

 

Для предупреждения переохлаждения и простудных заболева­ний горнорабочих при искусственном охлаждении воздуха, подавае­мого в добычные участки, его температура должна быть не менее 295К (22°С) при скорости 2-4 м/с, не менее 294К (21°С) при скорости 1,5-2,5 м/с и не менее 293К (20°С) при скорости 1-2 м/с.

При подземной разработке месторождений в условиях много­летней мерзлоты Севера рациональная температура подогрева воз­духа, подаваемого в шахты и рудники, выбирается в каждом конкретномслучае с учетом особенностей горных работ. В этом случае суще­ствует нормативно допустимая низкая температура рудничного воз­духа (в том числе и отрицательная). Для тупиковых забоев и камер эта температура рассчитывается по эмпирической зависимости:

(4.1)

а для остальных выработок —

(4.2)

где V — скорость движения рудничного воздуха, м/с.

 

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Термодинамические и газодинамические процессы горного производства

Государственное образовательное учреждение.. высшего профессионального образования.. Кольский филиал Петрозаводского государственного университета..

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Влияние теплового режима на процессы ведения подземных горных работ

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Термодинамические параметры земной коры
  Верхняя толща горных пород Земли называется земной корой. Земная кора простирается от поверхности Земли до границы Мохоровичича, которая отделяет земную кору от мантии Земли. Мощ­но

Источники тепла земных недр
  Тепловое поле земной коры формируется в результате процесса теплообмена при наличии источников тепла. Теплообмен в земной коре осуществляется посредством теплопроводности, конвекции

Процессы теплопереноса в недрах Земли
  Как было отмечено ранее, теплообмен в горных породах осуществляется теплопроводностью, конвекцией и излучением. Применительно к задачам горного производства весьма важной является з

Использование тепла земных недр
  Геотермальные ресурсы разделяют на повсеместно распростра­ненные и локализованные. Повсеместно распространенные гео­термальные ресурсы представлены те

Приближенные методы расчета температурных режимов при эксплуатации породных теплообменников
  Если принять, что вода, фильтрующая в породном теплообмен­нике, нагревается только за счет тепла, заключенного в его объеме, а потеря тепла в нем компенсируется за счет подпитки теп

Разработка связных пород в период с отрицательными температурами
  В России около 25-30% ежегодных объемов разрабатываемых рыхлых и связных пород на карьерах приходится на периоды года с отрицательными температурами. Еще больший объем земляных ра­б

Месячные колебания температуры внешней среды
  Для определения зависимости изменения температуры в зим­ний период используем значения среднемесячной температуры в данном районе. Обозначим среднемесячные температуры с октября по

Расчет глубины промерзания связанных пород
  Рассмотрим случай промерзания связной породы при открытой разработке месторождений. Сформулируем задачу: на поверхности полупространства в момент времени t=0 устанав

Полное предотвращение промерзания грунта при использовании теплоизоляционных покрытий
  Рассмотрим случай, когда теплоизоляционное покрытие обес­печивает полное предотвращение промерзания грунта. Для определения толщины теплоизоляционного покрытия (d) и

Промерзание грунта на допустимую глубину при использовании теплоизоляционного покрытия
  Для решения данной задачи рассмотрим модель «теплоизоляци­онное покрытие-промерзший грунт-талый грунт», изображенную на рис. 2.3.

Сущность способа и область его применения
  Проведение горных выработок в слабоустойчивых водоносных породах невозможно без специальных мероприятий по их упрочне­нию и понижению водопроницаемости. При строительстве ш

Тепловой расчет формирования одиночного ледопородного цилиндра
  При замораживании вокруг каждой замораживающей колонки формируется температурное поле, изотермы которого представляют собой в плане концентрические окружности. Температура породы не

Параметры образования ледопородных ограждений
  Формирование ледопородных водонепроницаемых ограждений и подпорных стен производят с помощью серии замораживающих колонок, расположенных на равном расстоянии друг от друга. В этом с

Требования к тепловому режиму в подземных выработках
Тепловой режим в подземных выработках характеризуется совокупностью термодинамических параметров воздуха, окружающе­го массива, горной массы, машин и людей. Основными термодинами­ческими

Уравнения теплообмена массива с вентиляционной струей в шахтной выработке
  При проветривании возможны следующие случаи взаимодейст­вия вентиляционной струи в шахтной выработке с окружающим мас­сивом: • стационарный режим теплообмена; • не

Теплообмен при проветривании подземных выработок
  Критериальная зависимость для определения параметров теп­лообмена рудничного воздуха со стенками выработок имеет следую­щий вид:

Источники тепла в подземных выработках
  Учет источников тепловыделения в выработках и определение их интенсивности необходимо для составления уравнений теплового баланса, на основании которых производят расчет необходимог

Методы нормализации температурного режима рудничного воздуха
  Мероприятия по нормализации температурного режима руд­ничного воздуха можно разделить на два типа: 1) теплотехнические, основанные на применении различных технически

Проблемы разработки и транспортирования рыхлых и связных пород
  При разработке талых рыхлых и связных пород проблемным является вопрос предотвращения налипания горной массы на рабо­чую поверхность добычного и транспортного горного оборудования и

Термодинамическое разрушение талых рыхлых и связных пород
  Как уже указывалось, что для очистки транспортных сосудов от налипшей горной массы применяют бесконтактный термодинамиче­ский способ. В качестве генератора высокоскоростной газовой

Термодинамическое хрупкое разрушение мерзлых рыхлых и связных пород
  Этот способ разрушения имеет место при термическом бурении скважин в мерзлых породах, а также при термодинамической очист­ке рабочих поверхностей добычного и транспортного горного о

Термодинамическое разрушение мерзлых рыхлых и связных пород путем оттаивания и абляции
  Режим термодинамического разрушения мерзлых рыхлых и связных пород путем оттаивания и абляции имеет место при TTh < 106°С/м в процесс бурения скважин или оч

Техника и технология термодинамического разрушения талых и мерзлых пород при их разработке и транспортировании
  Термодинамическое разрушение талых и мерзлых рыхлых и связных пород применительно к очистке добычного и транспортного горного оборудования от налипшей и намерзшей горной массы в нас

Коэффициенты диффузии
  В выражениях для диффузионных газовых потоков ко­эффициенты молекулярной и турбулентной диффузии являются единственными параметрами, учитывающими свойства среды. Ес­тественно, что э

Общие положения
  Во многих случаях по­лезные результаты могут быть получены более простым инте­гральным методом. Интегральный метод, или метод усредненных характеристик, ос­нован на том фак

Выработка как объект вентиляции
  Характер проявления газодинамических эффектов в горных выработках существенно зависит от характера движения воздуха в последних. Как известно, в практике шахтной аэрологии воздушные

Ограниченные потоки в системе выработок
  Возникающие в выработках с ограниченными воздушными по­токами газодинамические ситуации зависят от режима вентиляции, вида источника (точечный или линейный), характера газовыделения

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги