Про введення в дію Методики газодинамічного розрахунку параметрів повітряних ударних хвиль
ФЕДЕРАЛЬНИЙ ГІРНИЧИЙ І ПРОМИСЛОВИЙ НАГЛЯД Укаїни
Про введення в дію Методики газодинамічного розрахунку параметрів повітряних ударних хвиль при вибухах газу та пилу
2. Установити, що ця Методика є обов'язковою для використання всіма інженерно-технічними працівниками організацій з видобутку вугілля та командним складом ВДСЛ при виборі безпечних місць ведення гірничо-рятувальних робіт при потенційній загрозі вибуху газу та пилу у вугільних шахтах.
3. Рекомендувати Департаменту вугільної промисловості Міненерго України (Артем'єв В.Б.), ФГУП ЦШ ВДСЛ (Горбатов В.А.), керівникам акціонерних товариств, а також об'єднань і підприємств, до складу яких входять вугільні та сланцеві шахти, керівникам вугільних та сланцевих шахт організувати вивчення Методики з інженерно-технічними працівниками та командним складом ВДСЛ.
Заступник начальника Держгіртехнагляду Укаїни А.І.Субботін
Методика газодинамічного розрахунку параметрів повітряних ударних хвиль при вибухах газу та пилу
Міністерство енергетики України ЦЕНТРАЛЬНИЙ ШТАБ ВДСЛ ВУГІЛЬНОЇ ПРОМИСЛОВОСТІ український НАУКОВО-ДОСЛІДНИЙ ІНСТИТУТ ГІРНИЧОРЯТУВАЛЬНОЇ СПРАВИ
Методика газодинамічного розрахунку параметрів повітряних ударних хвиль при вибухах газу та пилу
Справжня "Методика" призначена для вибору безпечних місць ведення гірничорятувальних робіт при потенційній загрозі вибуху газу та пилу у вугільних шахтах. В основу "Методики" покладено газодинамічний підхід, заснований на чисельному вирішенні системи нестаціонарних рівнянь газової динаміки, що описує формування та розповсюдження повітряних ударних хвиль. "Методику. "розробили: к.т.н. Горбатов В.А., інж. Руденко Ю.Ф., інж. Костеренко В.М. (ЦШВДСЛ); д.т.н. Палеєв Д.Ю., к.ф.-м.н. Лукашов О.Ю. (ІУУ З РАН); д.т.н., проф. Чеховських А.М. (НДЦГ РК); д.ф.-м.н., проф. Васенін І.М., д.ф.-м.н., проф. Шрагер Е.Р., д.ф.-м.н., проф. Крайнов О.Ю. (Томський державний університет). "Методика. " призначена для командного складу ВДСЛ, інженерно-технічних працівників вугільних підприємств та організацій, що беруть участь у гірничорятувальних роботах та при складанні планів ліквідації можливих аварій.
Методика газодинамічного розрахунку параметрів повітряних ударних хвиль при вибухах газу та пилу
1. Загальні положення
Процес вибуху газу та пилу в шахті характеризується двома стадіями - горінням вихідної суміші з формуванням повітряних ударних хвиль та поширенням останніх після припинення горіння. Обидві стадії надалі розглядаються окремо. Небезпека ударних хвиль (УВ) визначається двома основними параметрами - надлишковим тиском у фронті УВ та величиною часу його дії (фазою стиснення). Надлишковий тиск у фронті хвилі, як у зоні горіння, так і після його припинення залежить від складу вихідної суміші, довжини загазованої частини, розмірів виробітку, її захаращеності, типу кріплення та інших факторів. Час дії надлишкового тиску також залежить від перерахованих вище факторів. Зважаючи на те, що при вибухах газу та пилу в шахтах час дії надлишкового тиску зазвичай перевищує 1 с, всі розрахунки споруд у шахтах ведуться на дію статичного навантаження. Безпечні умови для людей, які перебувають у шахті, забезпечуються при надмірному тиску у фронті повітряної хвилі менше 0,006 МПа. Поширення УВ по розгалуженій мережі гірничих виробок розраховується на основі чисельного розв'язання системи нестаціонарних рівнянь газової динаміки.Розрахунок ґрунтується на просторовій топології мережі гірничих виробок шахти. Розрахунок ведеться на персональному комп'ютері за спеціальною програмою, що автоматизує весь хід обчислювального процесу, і дозволяє розраховувати тиск, швидкість і температуру в гірничих виробках будь-якої миті часу. Перед проведенням розрахунку в комп'ютер повинні бути введені: - тривимірні координати та номери сполучення (поворотів, зміни профілю) гірничих виробок ділянки або всієї шахти; - номери виробок та номери їх початкового та кінцевого сполучення; - форма та площі поперечних перерізів гірничих виробок; - величини аеродинамічних опорів гірничих виробок.
2. Визначення тиску у зоні горіння
Завдання довжини зони горіння. За зону вибуху (горіння) вихідної суміші приймається ділянка гірничих виробок з некерованим провітрюванням або (і) запилений вугільним пилом до вибухонебезпечної концентрації ділянка. Зона вибуху може бути лише одна. Вона може займати будь-яку частину вироблення, весь виробіток або кілька суміжних виробок відразу. Визначення тиску в зоні горіння. При вибуху метаноповітряних сумішей формуються УВ, інтенсивність яких не перевищує величин тисків, що виникають при вибуху стехіометричної (9,5%) метаноповітряної суміші, рівномірно розподіленої за довжиною та перерізом гірничого вироблення. Тому щодо величин тисків УВ у зоні горіння передбачається, що вибухає стехиометрическая суміш метану з повітрям (крива 1 на рис.1). При вибуху складних метанопилоповітряних сумішей у вибуху бере участь ще й сорбований на частинках вугільного пилу кисень, що збільшує тиск у зоні горіння (крива 2 на рис.1). Тиск у зоні вибуху визначається за сумарною безрозмірною довжиноюактивної ділянки горіння від вогнища займання до межі розділу "горюча суміш - повітря" за формулою
де - довжина i-ї ділянки зони вибуху, м; i = 1, 2, . n – фактична кількість ділянок; - наведений діаметр i-ї ділянки, що розраховується за формулою
де - площа поперечного перерізу вироблення i-го ділянки, м; - периметр виробітку, м (табл.1).