2411-3336 2541-9404 Записки Горного института Journal of Mining Institute Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины ΙΙ Empress Catherine II Saint Petersburg Mining University 10.18454/pmi.2017.3.346 pmi-11086 https://pmi.spmi.ru/pmi/article/view/11086 Геоэкология и безопасность жизнедеятельности Geoecology and occupational health and safety Safety provision during heating of coal downcast shafts with gas heat generators using degassed methane Обеспечение безопасности при обогреве воздухоподающих стволов угольных шахт газовыми теплогенераторами с использованием дегазационного метана Alabev V. R. Алабьев В. Р. Alabev V. R. avr.09@mail.ru Санкт-Петербургский горный университет (Санкт-Петербург, Россия) Saint-Petersburg Mining University (Saint-Petersburg, Russia) Korshunov G. I. Коршунов Г. И. Korshunov G. I. korshunov_gi@spmi.ru Санкт-Петербургский горный университет (Санкт-Петербург, Россия) Saint-Petersburg Mining University (Saint-Petersburg, Russia) 23 06 2017 2017 225 346 353 17 01 2017 24 03 2017 23 06 2017 © V. R. Alabev, G. I. Korshunov 2017 В. Р. Алабьев, Г. И. Коршунов V. R. Alabev, G. I. Korshunov CC BY 4.0 https://pmi.spmi.ru/pmi/article/view/11086

Рассмотрена новая технологическая схема обогрева воздухоподающих стволов угольных шахт Украины с использованием теплогенераторов (воздухонагревателей) смесительного типа и непрямого действия. Выполнено ее сравнение с традиционными схемами обогрева стволов и указаны присущие им недостатки. Показано, что применение новой технологической схемы обогрева позволит отказаться от строительства таких структурных элементов, как котельные и теплотрассы, и приобретения металлоемких калориферов. Все это значительно сократит капитальные и эксплуатационные затраты на строительство и эксплуатацию при существенном снижении сроков ввода отопительных систем в действие. Рассмотрен пример компоновки калориферной установки для обогрева воздухоподающего ствола шахты «Щегловская-Глубокая» шахтоуправления «Донбасс» с использованием теплогенераторов смесительного типа. Приведена схема размещения датчиков контроля параметров вентиляционной струи с учетом поступления вредных продуктов сгорания метановоздушной смеси в каналах калориферной установки. Указаны параметры системы автоматики, обеспечивающей защиту теплогенераторов от работы в аварийных режимах. Отмечены недостатки теплогенераторов смесительного типа, ограничивающие их применение в Российской Федерации. Наряду с теплогенераторами смесительного типа рассмотрен принцип действия теплогенератора непрямого действия, наиболее полно отвечающего требованиям российского законодательства по его использованию в условиях угольных шахт. Приведена принципиальная схема компоновки калориферной установки с использованием такого теплогенератора.

The article describes new technology of heating downcast shafts in coal mines in Ukraine using heat generators (air heaters) of mixed and indirect action type. It compares this method with traditional heating systems for downcast shafts and describes all their disadvantages. It is shown that application of new heating technology enables not building such elements as boilers and pipelines and not buying metal-consuming heaters. These peculiarities will help to significantly reduce capital and operation costs for construction and operation of heating system with significantly shortened commissioning periods for heating systems. The article describes an example of heater unit design layout for heating downcast shaft in mine «Scheglovskaya-Glubokaya» at colliery group «Donbass» using mixed type heat generators. It presents a layout of sensors for controlling parameters of ventilation air flow taking into account incoming hazardous combustion products form methane-air mixture combustion in channels of heating unit. The article mentions features of automated control system providing protection of heat generators in emergency situations. It also notes disadvantages of mixed type heat generators limiting their application in Russian Federation.

 Ключевые слова безопасность шахта ствол обогрев технологическая схема температура калорифер теплогенератор метановоздушная смесь концентрация Keywords safety mine shaft heating technological process flow chart temperature heater heat generator methane-air mixture concentration Алабьев В.Р. Анализ потенциальных опасностей при использовании огневых калориферов для обо-грева воздухоподающих стволов угольных шахт // Способы и средства создания безопасных и здоровых условий труда в угольных шахтах: Сб. научн. тр. Макеевка: МакНИИ, 2005. С. 166-174. Alabyev V.R. Analysis of potential hazards when using flame heaters for heating downcast shafts in coal mines. Sposoby i sredstva sozdaniya bezopasnykh i zdorovykh uslovii truda v ugol'nykh shakhtakh: Sb. nauchn. tr. Makeevka: MakNII, 2005, р. 166-174 (in Russian). Алабьев В.Р. Повышение безопасности использования огневых калориферов для обогрева возду-хоподающих стволов угольных шахт // Сборник научных трудов Национального горного университета. 2004. № 19. Т. 3. Днепропетровск: Наука и образование. С. 100-105. Alabyev V.R. Improving safety of using flame heaters for heating downcast shafts in coal mines. Sbornik nauchnykh trudov Natsional'nogo gornogo universiteta. 2004. N 19. Vol. 3. Dnepropetrovsk: Nauka i obrazovanie, р. 100-105 (in Russian). Алабьев В.Р. Пути развития и совершенствования технологических схем обогрева воздухоподающих стволов угольных шахт // Способы и средства создания безопасных и здоровых условий труда в угольных шахтах: Сб. научн. тр. Макеевка: МакНИИ, 2006. С. 104-114. Alabyev V.R. Ways of developing and improving technological heating schemes for downcast shafts of coal mines. Sposoby i sredstva sozdaniya bezopasnykh i zdorovykh uslovii truda v ugol'nykh shakhtakh: Sb. nauchn. tr. Makeevka: MakNII, 2006, р. 104-114 (in Russian). Алабьев В.Р. Разработка методики расчета длины газопровода для транспортировки влажной мета-новоздушной смеси в зимний период года // Вести Донецкого горного института. Донецк: ДонНТУ, 2006. № 1. С. 117-124. Alabyev V.R. Development of calculation method for determining pipeline length for transportation of wet methane-air mixture in winter period. Vesti Donetskogo gornogo instituta. Donetsk: DonNTU, 2006. N 1, р. 117-124 (in Russian). Алабьев В.Р. Совершенствование технических решений по обеспечению безопасности обогрева воздухоподающих стволов угольных шахт газовыми воздухонагревателями // Вестник Забайкальского гос-ударственного университета. 2016. Т. 22. № 10. С. 4-13. Alabyev V.R. Improving technical solutions for safety provision when heating downcast shafts in coal mines with gas air heaters. Vestnik Zabaikal'skogo gosudarstvennogo universiteta. 2016. Vol. 22. N 10, р. 4-13 (in Russian). Патент 46503 Украина, МКИ Е21F3/00. Способ обогрева воздухоподающих стволов шахт и устрой-ство для его осуществления / Ю.И.Баранов, Е.А.Колосов, П.К.Кудренко, В.Т.Черкун; заявители и собствен-ники Ю.И.Баранов, Е.А.Колосов, П.К.Кудренко, В.Т.Черкун. № 2001075420; заявл. 30.07.01; опубл. 15.05.02. Бюл. № 5. Baranov Yu.I., Kolosov E.A., Kudrenko P.K., Cherkun V.T. Patent 46503 Ukraina, MKI E21F3/00. Method of heating downcast shafts in mines and relevant equipment. Zayaviteli i sobstvenniki Yu.I.Baranov, E.A.Kolosov, P.K.Kudrenko, V.T.Cherkun. N 2001075420; Submitted. 30.07.01; Publ. 15.05.02. Bul. N 5 (in Russian). Патент 63368 Украина, МКИ Е21F3/00, F24Н3/00. Способ обогрева воздухоподающих стволов / В.К.Черниченко, В.Р.Алабьев; заявитель и владелец МакНИИ. № 2003043095; заявл. 08.04.03; опубл.15.01.04. Бюл. № 1. Chernichenko V.K., Alabyev V.R. Patent 63368 Ukraina, MKI E21F3/00, F24N3/00. Method of heating downcast shafts. Zayavitel' i vladelets MakNII. N 2003043095; Submitted. 08.04.03; Publ.15.01.04. Bul. N 1 (in Russian). Руководство по проектированию вентиляции угольных шахт / Минуглепром СССР. Макеевка-Донбасс, 1989. 319 с. Guidelines for coal mine ventilation design. Minugleprom SSSR. Makeevka-Donbass, 1989, р. 319 (in Russian). Системы обогрева воздухоподающих стволов огневыми калориферами с использованием метано-воздушной смеси: СОУ 10.1.00174088.004-2005: Офиц. издание. Макеевка: МакНИИ: Министерство уголь-ной промышленности Украины, 2005. 14 с. Downcast shaft heating systems with flame heaters using MAM: SOU 10.1.00174088.004-2005: Ofits. izdanie. Makeevka: MakNII: Ministerstvo ugol'noi promyshlennosti Ukrainy, 2005, р. 14 (in Russian). Солдатов В.И. Обогрев воздухоподающих стволов с использованием огневых калориферов / В.И.Солдатов, С.А.Синявский // Уголь Украины. 2002. № 7. С. 34-35. Soldatov V.I., Sinyavskii S.A. Downcast shaft heating systems with flame heaters. Ugol' Ukrainy. 2002. N 7, p. 34-35 (in Russian). Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила безопасности в угольных шахтах». М.: НТЦ ПБ, 2014. 196 с. Federal standards and regulations in the field of industrial safety «Safety regulations for coal mines». Мoscow: NTTs PB, 2014, p. 196 (in Russian). Черниченко В.К. Обеспечение безопасности шахтного подъема в зимних условиях / В.К.Черниченко, В.Р.Алабьев, Н.Е.Подгорный // Способы и средства создания безопасных и здоровых условий труда в угольных шахтах: Сб. научн. тр. Макеевка: МакНИИ, 2002. С. 45-47. Chernichenko V.K., Alabyev V.R., Podgornyi N.E. Provision of safety in hoisting area in winter periods. Sposoby i sredstva sozdaniya bezopasnykh i zdorovykh uslovii truda v ugol'nykh shakhtakh: Sb. nauchn. tr. Makeevka: MakNII, 2002, р. 45-47 (in Russian). Alab'ev V. Methodological Basics of Gas-drainage Pipeline Engineering for Transporting Wet Firedamp in Winter Time / V.Alabiev, S.Alekseenko, I.Shaykhlislamova // Progressive technologies of coal, coalber methane, and ores Mining. CRC Press/Balkema, Taylor & Francis Group, London, 2014. P. 195-200. Alabyev V., Alekseenko S., Shaykhlislamova I. Methodological Basics of Gas-drainage Pipeline Engineering for Transporting Wet Firedamp in Winter Time. Progressive technologies of coal, coalber methane, and ores Mining. CRC Press/Balkema, Taylor & Francis Group, London, 2014, p. 195-200.