Afgasning - foranstaltninger til at eliminere farlige koncentrationer af brændbare, eksplosive og andre skadelige gasser i minedrift.
Mineafgasning er et sæt foranstaltninger, der har til formål at udvinde og opfange metan , der frigives fra forskellige kilder, med dets isolerede fjernelse til overfladen eller i minedrift, hvor fortynding til sikre koncentrationer er mulig. [Manual til afgasning af kulminer 1990 ]
Afgasningssystemet består af en vakuumpumpestation, gasrørledninger, brønde samt kontrolafspærrings- og sikkerhedsudstyr, herunder kontrol- og styringsværktøjer. Individuelle links, der indgår i systemet, er placeret på relativt store arealer. Afstanden mellem nogle brønde fra vakuumpumpestationen er op til 5 km eller mere. Antallet af brønde når nogle gange 50-60.
Brøndhoveder er forbundet til lokale rørledninger ved hjælp af sektioner af rørledninger, som igen er forbundet med hovedrørledningen, der transporterer metan-luftblandingen til vakuumpumper. Diameteren af borehulsrørledninger er 100-150 mm (rør med mindre diametre bruges sjældent i øjeblikket), diametrene på lokale rørledninger er 150-250 mm, og de vigtigste er 200-400 mm. Ofte bruges to hovedgasrørledninger til at sikre den nødvendige ydeevne af systemet. Nede i hullet og lokale rørledninger har afspærringsventiler og fittings til gasprøveudtagning og kontrol af temperatur, tryk og gasblandingsflow. Stedet for måling af parametrene for gasblandingen er valgt i retning af dens bevægelse bag afspærrings- eller kontrolventilerne. Et skematisk diagram af afgasningssystemet er vist i fig. 1. Karakteristiske træk ved netværkene i dette system er: muligheden for at lægge sektioner af netværket i nogle tilfælde på svært tilgængelige steder; ofte mangel på kilder til elektrisk energi nær brønde og rørledninger; tidsvarierende netværksstruktur, bestemt af hastigheden af ansigternes fremrykning.
I henhold til driftsbetingelserne kan alle kontrol- og automatiseringsanordninger opdeles i underjordiske, beregnet til drift i minedrift og overflade, installeret i bygningerne i VNS (vakuumpumpestationer) og lokalerne til den generelle mineekspeditør.
For den første gruppe af enheder, analogt med enheder og automationsudstyr, der anvendes i underjordiske forhold, er driftsforholdene karakteriseret ved følgende data:
Fig.1. Skematisk diagram af minens afgasningssystem: 1-brønde; 2- gasrørledning nede i borehullet; 3-sektioneret gasrørledning: 4 - hovedgasrørledning; 5-bypass linje; 6- stearinlys til frigivelse af gasblandingen i atmosfæren; 7 - trykgasrørledning; 8 - afspærrings- og kontroludstyr; 9- vakuumpumpestation; 10- fyrrum (forbruger af gasblandingen)
relativ luftfugtighed i miljøet op til 98% (ved en temperatur på +35 ° С); miljøet er aggressivt, eksplosivt 1. kategori; luftstrålehastighed i arbejde op til 8 m/s; støvindhold i miljøet omkring underjordiske enheder i afgasningssystemet, op til 800 mg/cm3.
For kontrol- og automationsanordninger placeret på overfladen er driftsbetingelserne som følger: barometertryk 840-1070 hPa; stuetemperatur fra +10 til +35 ° С; relativ luftfugtighed i miljøet op til 80% ved en temperatur på + 25 ° С; metanindhold i atmosfæren i VNS-bygninger op til I vol. %. Af stor betydning for udvælgelsen af de nødvendige midler til styring og automatisering af afgasningssystemer er oplysninger om driftstilstandene for individuelle forbindelser i dette system og først og fremmest om grænserne for ændringer i parametrene for gasblandingen i rørledninger og ved brøndhovedet.
Parametrene for gasblandingen kan variere som følger: sjældenhed ved brøndhovedet fra 0 til 270 (sjældent op til 330) hPa, i lokale og hovedrørledninger - fra 0 til 530 hPa; relativ luftfugtighed af gasblandingen - op til 100% (tilstedeværelsen af dråbefugt er mulig); indholdet af metan i blandingen er fra 0 til 100 vol. %; kuldioxidindhold fra 0 til 2 vol. %; gasblandings jethastighed i rørledningen fra 0,5 til 20 m/s; temperatur af gasblandingen fra -5 til + 35 ° C (med undtagelse af rørledninger, hvor der observeres drypfugtighed; for sådanne gasrørledninger varierer temperaturen af gasblandingen fra +5 til + 35 ° C); gasblanding - eksplosiv, aggressiv 1. kategori.
Gasblandingen i WPS'ens injektionsrørledning har praktisk talt de samme parametre som blandingen i underjordiske rørledninger, med undtagelse af blandingens tryk, som overstiger barometerværdien med 0 til 250 hPa . Hvis det er nødvendigt at levere gasblandingen til forbrugerne over en betydelig afstand, stiger denne værdi noget.
Vakuumpumper (vandring), der er meget udbredt i nuværende eksisterende afgasningssystemer, har sådanne egenskaber, der giver den maksimale effektivitet ved en vakuumværdi på 40-60% af atmosfærisk tryk. Ved beregning af afgasningsnettet antages denne værdi at være 465 hPa.
Ud fra et dynamiksynspunkt har mineafgasningssystemer meget heterogene egenskaber. Så for eksempel forårsager en skarp ændring i vakuum på grund af en krænkelse af tætningen af brønde, beskadigelse af gasrørledninger, blokering af tværsnittet af rørledninger med en vandprop en ret hurtig (fra flere sekunder til flere minutter) ændring i metankoncentration nær skadestedet eller dannelsen af en vandprop. Samtidig sker ændringen i koncentrationen af metan ved brøndhovedet under omfordelingen af sjældne værdier ret langsomt. I disse tilfælde kan varigheden af den forbigående proces (i form af metankoncentration) variere fra snesevis af minutter til flere timer.
De statiske egenskaber for genstandene i afgasningsanlæg, selv dem med samme navn, er forskellige. Så for eksempel, selv fra brønde placeret i samme område , tilføres en blanding med forskellige koncentrationer af metan . Derudover kan disse karakteristika ændre sig betydeligt over tid, efterhånden som minefronten skrider frem. Rørledningernes egenskaber er også meget variable, hvis konfiguration ændres under minedrift.
1. Vejledning om afgasning af kulminer. M., 1975.
2. Sikkerhedsregel i kul- og skiferminer. M., Nedra, 1973.
3. Anvisninger for afgasning af kulminer . Registreret hos Justitsministeriet i Den Russiske Føderation den 29. december 2011, registreringsnummer 22811.