Кроме того, сокращается численность обслуживающего персонала, улучшаются условия труда, увеличивается срок безремонтной эксплуатации котлов и упрощается технология эксплуатации, например, ликвидируется операция золоудаления.
Для расчета эколого-экономической эффективности рассмотрим такой пример: в поселке городского типа «Солнечный» ведется добыча шахтного метана, извлекаемого при помощи сепаратора СЦВ-7. Добытый метан аккумулируется и впоследствии продается в соседний регион. Жители поселка городского типа «Ленинский» используют шахтный метан как топливо для электростанции.
Тогда эффекты, получаемые при этом способе добычи, складываются по формуле:
Э суммарный. = Э Экологический + Э Социальный + Э экономический
1)Э экологический: сокращаем выбросы метана в атмосферу(РАСКРЫТЬ),но надо сделать приписку, что в данной работе не рассматриваем данный эффект в денежной форме т.к. это отдельное научное исследование. Снижается выброс вредных веществ в атмосферу: пыли на 40 -50%; оксида углерода - на 90 - 100%; оксидов азота - на 40 - 50%; углерода, сернистого газа и альдегидов - на 100%.
Главным источником угольного метана являются древнейшие залежи каменного угля карбонового периода. Этот "подземный дракон" извергает в атмосферу миллиарды кубов метана. Вентиляционными потоками угольных шахт страны ежегодно выбрасывается миллиарды кубометров газа. Попадая в атмосферу, он влияет на развитие парникового эффекта, ведущего к глобальному потеплению климата. По оценкам ведущих специалистов, метан имеет колоссальный потенциа парникового газа, превышающий в 21 раз двуокись углерода - основного соединения в индустриальных выбросах.
В соответствии с Киотским протоколом Россия приняла на себя обязательства по снижению выбросов в атмосферу парниковых газов
В данной работе не рассматриваем данный эффект в денежной форме т.к. это отдельное научное исследование.
2)Э Социальный - улучшаем условия жизнедеятельности человека проживающего в этом регионе .
- налоги от продажи метана идут в местный бюджет, что дает новые возможности для финансирования социальных проектов.
-в связи с продажей метана соседям в поселке появляются новые рабочие места (складирование, продажа). Это позволяет повысить трудовую занятость в поселке.
-новое предприятие (связанное продажей метана и его складированием) может вести постройку объектов общественной значимости, таких как спорт площадка, стадионы, санатории, что в целом способствует улучшению условий жизнедеятельности на данной территории.
В данной работе также не рассматриваем данный эффект в денежной форме т.к. это является отдельным научным исследованием.
3)Э экономический:
А) Период - 2 года
Б) Объем собранного газа за 2 года составил 30000 м (куб)
В) Цена 1 м (куб)= 12,55 руб.
Э экон = 30 000х12,55=376 500
Э суммарный. = Э Экологический + Э Социальный +376 500
Вывод:
Общий эффект равен: Э общ = Э сумм - З(затраты). Затраты включают: на строительно-монтажные работы, затраты на приобретение и монтаж оборудования и прочие(хранение,транспортировка и др.)
Таким образом, дегазация шахтного метана имеет экологический, социальный и экономический эффекты. В данной работе рассмотрен последний.
ГЛАВА 5. БЖД5.1 Анализ вредных и опасных факторов при работе в шахте5.1.1 Рудничный воздух и климатические условияПроходя по горным выработкам, атмосферный воздух изменяет свой состав:
· Уменьшается содержание кислорода (О2).
· Увеличивается содержание азота N2 и Углекислого газа (CO2).
· Выделяются другие вредные и ядовитые газы (угарный газ, окислы азота, сероводород и др.).
В соответствии с ПБ в угольных шахтах должны быть соблюдены следующие нормы чистоты воздуха:
· Кислорода - не менее 20%;
· Оксида углерода (СО) - не более 0,0017% (1%-смерть!, взрывается при 13,5-70%);
· Окислов азота - не более 0,00025%;
· Двуокись углерода (СО2);
· Сероводород (Н2S) - не более 0,00071%, образуется при разложении органических веществ и горении угля, имеет запах тухлых яиц;
· Сернистый газ (SО) - не более 0,00038%, сильный раздражающий запах, тяжелее воздуха, образуется при взрывных работах, пожарах, ядовит (0,05 - !);
· Окислы азота (NО2) - не более 0,0026, тёмно-бурый цвет и резкий запах, тяжелее воздуха;
· Аммиак - до 0,002, ядовит, резкий запах;
· Водород (Н2) - горит и взрывается при концентрации 4-96%. Температура воспламенения на 100-200 градусов ниже, чем у метана;
· Компрессорные газы - продукты разложения смазочных масел компрессоров. Для предотвращения их образования необходимо устанавливать фильтры и маслоотстойники.
Охлаждающее действие воздушной среды представляет собой совокупное воздействие на человеческий организм температуры, скорости воздуха, влажности. Для определения пользуются кататермометром, который представляет собой спиртовой термометр с уширением в верхней части и спиртовым резервуаром в нижней.
5.1.2 Запылённость рудничного воздуха, как причина профзаболеваний. Меры борьбы с пыльюВдыхаемые с воздухом мелкие частички пыли могут вызвать заболевание лёгких - пневмокониоз (угольный - антракоз, породный - силикоз).При нормальном состоянии носоглотки и дыхательных путей, до 90% вдыхаемой пыли задерживается, но крупные пылевые частицы сильно травмируют слизистую оболочку.
Под влиянием пыли происходит перерождение лёгочной ткани. При попадании в лёгкие породной пыли, содержащей SiO2, образуется кремниевая кислота H2SiO3, ускоряющая разрушение.
Пневмокониоз развивается достаточно медленно (до10-15 лет). Возможность возникновения заболевания зависит от массы вдыхаемой пыли и содержания в ней SiO2. Наиболее опасна пыль 0,1-0,2 мкм.
ПДК для пыли, при содержании в ней SiO2:
· SiO2> 70% - 1мг/м3;
· SiO2 = (10-70)% -2 мг/м3;
· SiO2 = (5-10)% - 4 мг/м3;
· SiO2 до 5% - 10 мг/м3 (6 мг/м3 - антрацитовая пыль)
Активных средств лечения пневмокониоза не существует, поэтому основная работа ведётся в направлении профилактики и ранней диагностики.
Меры профилактики пневмокониоза
· медосмотры;
· лечебно-профилактические мероприятия;
· уменьшение пылеобразования, пылеподавление (инженерно-технические мероприятия);
· противопылевые респираторы.
Согласно ПБ, на каждой шахте должен быть проект комплексного обеспыливания, утверждённый техническим директором.
Инженерно-технические мероприятия делятся на три группы:
1. Снижение или устранение пылеобразования;
2. Подавление и улавливание пыли;
3. Вынос летучей пыли из выработок и обеспыливание воздушного потока.
· запрещается подача свежей струи воздуха по стволам, оборудованными скипами, опрокидными клетями;
· не допускается подача свежего воздуха по наклонным стволам и выработкам оборудованным ленточными конвейерами за пределами выемочного участка;
· при прочих равных условиях следует отдавать предпочтение технологиям, уменьшающим пылеобразование;
· разработка и применение технологий ведения очистных работ без постоянного присутствия людей в лаве;
· предварительное увлажнение угля в массиве;
· орошение: очистные и проходческие комбайны, места перегрузки, погрузки, разгрузки;
· пневмогидроорошение: применение водовоздушной смеси (туманообразователи - могут образовывать облако длинной до 50-70 метров);
· подавление пыли пеной;
· воздушные эжекторы: водяной факел, вырываясь из форсунки создаёт тягу воздуха (эжекцию), образуется тонкодисперсионная смесь;
· пылеулавливание: на очистных и проходческих комбайнах и бурении скважин;
· обеспыливающее проветривание: при скорости струи, достаточной для выноса пыли от места образования, но при этом осевшая пыль не взмётывается. Оптимальная по пылевому фактору скорость струи в подготовительных забоях 0,4-0,6 м/c, в очистных 1,5-3 м/c (max 4 м/c min 0,25 м/c).
5.1.3 Защита от производственного шума и вибрацииТаблица 5.1 Уровни шума на рабочих местах и в рабочих зонах не должны превышать предельно-допустимых значений
Рабочие места (зоны и виды работ) | Предельно допустимые уровни шума, дБ | |
Горные выработки, производственные помещения, территория поверхности | 80 | |
Кабины наблюдений и дистанционного управления: - с резервной связью по телефону | 80 65 | |
Высококвалифицированные работы, требующие внимания и сосредоточенности | 60 |
Оборудование с повышенным уровнем шума должно устанавливаться в местах, где шум не мешает производственному процессу.
L = 10 log (I / I0) = 20 log (Р / Р0), дБ
где: I - интенсивность шума, I0 - интенсивность звука на пороге слышимости (10-12), Вт/м2
Болевой порог Lб = 140 дБ
Вибрация
L1 = 20 log (V / V0), dB, V0 = 5*10-8 м/с -
виброскорость, соответствующая давлению Р0 = 2*10-5 Па
L2 = 20 log (a / a0), dB, a0 = 3*10-4 - виброускорение
5.1.4 Рудничное освещениеДля освещения применяют:
· сетевое освещение:
o стационарное действует в течении всего срока службы выработки;
o полустационарное переносится по мере продвижения забоя;
o местное освещение применяется на передвижных машинах.
· аккумуляторные переносные светильники:
o ручные - аккумулятор составляет единое целое с лампой;
o головные (СГГ1К, "Кузбасс", СГВ-2, "Украина").
В шахтах применяются светильники РН, РП и РВ исполнения. Для питания электросветильников, применяемых в очистных забоях и ламп, встроенных в машины используется напряжение не более 127В, остальных выработок - 220В. ПБ §531 Светильниками, питаемыми от электросети в подземных условиях должны освещаться:
· электромашинные, лебёдочные и диспетчерские камеры, ЦПП, локомотивные гаражи, здравпункты, раздаточные камеры ВМ, подземные ремонтные мастерские;
· транспортные выработки в пределах ОД.;
· приёмные площадки уклонов и бремсбергов, разминовки в околоствольных и участковых откаточных выработках, участки выработок, где производится перегрузка угля, пункты посадки людей в транспортные средства и подходы к ним;
· призабойное пространство стволов, сопряжений и камер при проходке и проходческие подвесные балки;
· очистные выработки на пологих и наклонных пластах, оборудованные механизированными комплексами и струговыми установками;
· постоянно обслуживаемые электромашинные установки, передвижные подстанции и распредпункты, вне пределов спец. камер;
· выработки оборудованные ленточными конвейерами и подвесными канатно-кресельными дорогами, предназначенные для перевозки людей;
· людские ходки, оборудованные механизированной перевозкой людей;
· призабойное пространство подготовительных выработок, проводимых с применением проходческих комплексов или комбайнов, должно освещаться встроенными в комплекс или комбайн светильниками.
Освещение способствует снижению травматизма и повышению производительности труда (до 25%).
Нормы освещённости в основных горных выработках:
· очистной комплексно-механизированный забой, Е = 5 лк;
· проходческий забой, Е = 10 лк;
· откаточные и вентиляционные штреки, Е = 1 лк;
· стрелочные переводы, Е = 2-5 лк;
· машинные камеры (ЦПП, РПП, водоотлив), Е = 10 лк.
Нормативные значения факторов
5.2 Нормативные значения факторов и мероприятия по предотвращению, снижению и ликвидации последствий их действия на людей5.2.1 Виды аварий в шахтахПодземные аварии - внезапное нарушение нормального состояния выработок, механизмов и состава рудничной атмосферы, в результате которого создаётся угроза жизни людей, занятых на подземных работах. Виды аварий (по масштабу):
1. Аварии, которые отражаются на работе предприятия в целом или его отдельных производств: взрывы газа и пыли; внезапные выбросы угля и газа; внезапные выделения газа; прорывы воды или обводнённой горной массы; прорывы газа из пожарных участков; взрывы на складах ВМ; пожары в подземных выработках, надшахтных зданиях, сооружениях и складах ВМ; аварии на подъёмных установках, центральных водоотливах и компрессорных установках, вызвавшие достаточно длинные простои предприятия; аварии вентиляторов главного проветривания; обрушения в стволах шахт, вызвавшие остановку подъёма.
2. Аварии, которые отражаются на работе отдельного участка (цеха): обрушение очистных и подготовительных выработок; завалы главных вентиляционных и откаточных выработок; горение и вспышки газа в подземных выработках, не вызвавшие взрыва и пожара; аварии участковых подъёмных и вентиляционных установок; загорание крепи, кабелей и пр. материалов; обрушение или разрушение зданий и сооружений в результате ведения взрывных работ или подработки горными выработками.
3. Наиболее опасные аварии: взрывы метана и угольной пыли, пожары, внезапные выбросы и суфлярные выделения метана.
5.2.2 Особенности взрыва пылегазовых смесей в шахтеВиды воспламенения:
1. Медленное горение (0,3-0,6 м/с)
2. Вспышка (до 10 м/с)
3. Взрывное горение (до сотен метров)
4. Детонация (километры в секунду)
Вспышка переходит во взрыв постепенно, скорость фронта пламени и давление ударной волны нарастает постоянно. Взрыв - воспламенение, сопровождающееся ударной волной. Взрывы газа в шахте сопровождаются прямым и обратным ударами. Различают первичное (взрыв) и вторичное (досжигание) пламя.
Взрыв газовоздушных смесей
· Метановоздушная смесь при t ~ 600°C воспламеняется через 10 секунд;
· при ~ 1000°C - через доли секунд;
· при t ~ 1300°C - практически мгновенно взрывается.
Пределы взрываемости смеси горючих газов характеризуются треугольником взрываемости.
· Н = 4-74% - водород (400 °С);
· СО = 12,5-75% - угарный газ;
· СН4 = 5-15% - метан (600 -650°С);
· СН4 = 6% - наиболее взрывоопасная концентрация;
· СН4 = 9,5% - максимальный взрыв.
Степень взрываемости пылевоздушной смеси зависит от:
· размеров пылинок (дисперсность);
· химического и минерального состава пыли (пыль, при содержании в ней негорючих компонентов от 60-70% не взрывчата);
· выхода летучих при нагреве (Vdaf > 5-7%, при Vdaf = 15% - пласт опасен по пыли);
· количества летающей пыли (10-600 гр/м3);
· наличия в атмосфере горючих газов (например, при СН4=0, нижний предел взрываемости пыли 40 гр/м3; при СН4=0,5% - 30 гр/м3; при СН4=2% - 10 гр/м3;
· влажности пыли (при влажности 20-25%, пыль, как правило, не взрывается).
5.2.3 Газовый и пылевой режимыГАЗОВЫЙ РЕЖИМ
Основным мероприятием против скопления метана является вентиляция, которая считается эффективной, если во всех действующих выработках будет допустимая концентрация метана.
1. В зависимости от взаимного расположения стволов различают секционную и единую схемы проветривания. При единой схеме - воздухоподающий ствол связан со всеми вент. стволами, вскрывающими поле. Секционную схему применяют на крупных шахтах, с выделением метана более 10 м3/т, суточной производительностью более 6-и тыс. тонн и простиранием шахтного поля более 6 км. В пределах единой и секционной схем различают центральную, фланговую и комбинированную схемы проветривания.
o Центральная схема проветривания шахты характеризуется расположением воздухоподающего и воздухоотводящего стволов в центре шахтного поля. Схему целесообразно применять при разработке относительно небольших шахтных полей (не более 4-х км по простиранию) и не выше третьей категории по газу;
§ Недостатками схемы являются: двойной путь движения воздуха, что приводит к необходимости повышения депрессии; переменная величина депрессии; большие утечки воздуха через выработанное пространство.
§ Достоинствами схемы являются: меньшие капитальные затраты, быстрый ввод в эксплуатацию; концентрация всех сооружений поверхности в одном месте.
o Фланговая схема проветривания
o Комбинированная схема проветривания
2. Способ проветривания шахты - совокупность средств, создающих разницу давления воздушного потока, необходимую для движения воздуха по горным выработкам в заданном направлении и с требуемым расходом. Во всех шахтах в соответствии с ПБ, применяется искусственное проветривание, с учётом величины и направления естественной тяги (депрессии).
