Degazare - măsuri pentru eliminarea concentrațiilor periculoase de gaze combustibile, explozive și alte gaze nocive din lucrările miniere.
Degazarea minelor este un ansamblu de măsuri care vizează extragerea și captarea metanului eliberat din diverse surse, cu îndepărtarea izolată a acestuia la suprafață sau în lucrări miniere, în care este posibilă diluarea la concentrații sigure. [Manual de degazare a minei de cărbune 1990 ]
Sistemul de degazare constă dintr-o stație de pompare în vid, conducte de gaz, puțuri, precum și echipamente de închidere de control și siguranță, inclusiv instrumente de control și management. Legăturile individuale incluse în sistem sunt situate pe zone relativ mari. Distanța unor puțuri de stația de pompare cu vid este de până la 5 km sau mai mult. Numărul puțurilor ajunge uneori la 50-60.
Capurile de sondă sunt conectate la conductele locale cu ajutorul unor secțiuni de conducte, care, la rândul lor, sunt conectate la conducta principală care transportă amestecul metan-aer la pompele de vid. Diametrul conductelor de foraj este de 100-150 mm (conductele cu diametre mai mici sunt rareori utilizate în prezent), diametrele conductelor locale sunt de 150-250 mm, iar cele principale sunt de 200-400 mm. Adesea, două conducte principale de gaz sunt utilizate pentru a asigura performanța necesară a sistemului. Conductele de foraj și locale au supape de închidere și fitinguri pentru prelevarea de probe de gaz și controlul temperaturii, presiunii și debitului amestecului de gaze. Locul de măsurare a parametrilor amestecului de gaze este ales în direcția deplasării acestuia în spatele supapelor de închidere sau de control. O diagramă schematică a sistemului de degazare este prezentată în Fig. 1. Caracteristicile distinctive ale rețelelor acestui sistem sunt: posibilitatea așezării secțiunilor rețelei în unele cazuri în locuri greu accesibile; adesea lipsa surselor de energie electrică lângă puțuri și conducte; Structura rețelei variabilă în timp, determinată de viteza de avans a fețelor.
În funcție de condițiile de funcționare, toate dispozitivele de control și automatizare pot fi împărțite în subterane, destinate funcționării în minele, și de suprafață, instalate în clădirile VNS (stații de pompare în vid) și în incinta dispecerului general al minei.
Pentru prima grupă de dispozitive, prin analogie cu dispozitivele și echipamentele de automatizare utilizate în condiții subterane, condițiile de funcționare se caracterizează prin următoarele date:
Fig.1. Schema schematică a sistemului de degazare a minei: 1-puţuri; 2- conducta de gaz de fund; Conducta de gaze 3 sectiuni: 4 - conducta principala de gaze; 5-linie de ocolire; 6- lumânare pentru eliberarea amestecului de gaze în atmosferă; 7 - conducta de gaz sub presiune; 8 - echipamente de oprire și control; 9- statie de pompare vid; 10- camera cazanelor (consumator de amestec de gaze)
umiditatea relativă a mediului până la 98% (la o temperatură de +35 °С); mediul este agresiv, exploziv categoria 1; viteza jetului de aer in lucrari de pana la 8 m/s; conținutul de praf din mediul din jurul dispozitivelor subterane ale sistemului de degazare, până la 800 mg/cm3.
Pentru aparatele de control si automatizare situate la suprafata conditiile de functionare sunt urmatoarele: presiune barometrica 840-1070 hPa; temperatura camerei de la +10 la +35°С; umiditatea relativă a mediului până la 80% la o temperatură de + 25°С; conţinutul de metan în atmosfera clădirilor VNS până la I vol. %. De mare importanță pentru selectarea mijloacelor necesare de control și automatizare a sistemelor de degazare sunt informațiile despre modurile de funcționare ale legăturilor individuale ale acestui sistem și, în primul rând, despre limitele de modificare a parametrilor amestecului de gaze din conducte și la capul puţului.
Parametrii amestecului de gaze pot varia după cum urmează: rarefierea la capul sondei de la 0 la 270 (rar până la 330) hPa, în conductele locale și principale - de la 0 la 530 hPa; umiditatea relativă a amestecului de gaze - până la 100% (este posibilă prezența picăturilor de umiditate); conținutul de metan din amestec este de la 0 la 100 vol. %; conținut de dioxid de carbon de la 0 la 2 vol. %; viteza jetului de amestec de gaze în conductă de la 0,5 la 20 m/s; temperatura amestecului de gaz de la -5 la + 35 ° C (cu excepția conductelor în care se observă umiditate prin picurare; pentru astfel de conducte de gaz, temperatura amestecului de gaz variază de la +5 la + 35 ° С); amestec gazos - exploziv, agresiv categoria 1.
Amestecul de gaz din conducta de injecție a WPS are practic aceiași parametri ca și amestecul din conductele subterane, cu excepția presiunii amestecului, care depășește valoarea barometrică cu 0 până la 250 hPa . Dacă este necesară furnizarea amestecului de gaze către consumatori pe o distanță considerabilă, această valoare crește oarecum.
Pompele de vid (inel de apă), utilizate pe scară largă în sistemele de degazare existente în prezent, au astfel de caracteristici care asigură randamentul maxim la o valoare a vidului de 40-60% din presiunea atmosferică. La calcularea rețelei de degazare, se presupune că această valoare este de 465 hPa.
Din punct de vedere al dinamicii , sistemele de degazare a minelor au caracteristici foarte eterogene. Deci, de exemplu, o schimbare bruscă a vidului din cauza încălcării etanșării puțurilor, deteriorarea conductelor de gaz, blocarea secțiunii transversale a conductelor cu un dop de apă provoacă o schimbare destul de rapidă (de la câteva secunde la câteva minute) în concentrația de metan în apropierea locului de deteriorare sau formarea unui dop de apă. În același timp, modificarea concentrației de metan la capul sondei în timpul redistribuirii valorilor de rarefacție are loc destul de lent. În aceste cazuri, durata procesului tranzitoriu (din punct de vedere al concentrației de metan) poate varia de la zeci de minute la câteva ore.
Caracteristicile statice ale obiectelor instalațiilor de degazare, chiar și ale celor cu același nume, sunt diferite. Deci, de exemplu, chiar și din puțuri situate în aceeași zonă , este furnizat un amestec cu diferite concentrații de metan . În plus, aceste caracteristici se pot schimba semnificativ în timp pe măsură ce frontul minier avansează. Caracteristicile conductelor sunt, de asemenea, foarte variabile, a căror configurație se modifică în timpul exploatării.
1. Ghid privind degazarea minelor de cărbune. M., 1975.
2. Regula de siguranță în minele de cărbune și șist. M., Nedra, 1973.
3. Instrucțiuni pentru degazarea minelor de cărbune . Înregistrată la Ministerul Justiției al Federației Ruse la 29 decembrie 2011, numărul de înregistrare 22811.