Formulele moleculare, structurale și electronice ale metanului se bazează pe teoria lui Butlerov a structurii substanțelor organice. Înainte de a începe să scriem astfel de formule, să începem cu o scurtă descriere a acestei hidrocarburi.
Caracteristicile metanului
Această substanță este explozivă, se mai numește și gaz „de mlaștină”. Mirosul specific al acestei hidrocarburi limitatoare este cunoscut de toată lumea. În procesul de ardere, nu rămân componente chimice din acesta care să aibă un efect negativ asupra corpului uman. Metanul este un participant activ la formarea efectului de seră.
Proprietăți fizice
Primul reprezentant al seriei omoloage de alcani a fost descoperit de oamenii de știință în atmosfera lui Titan și Marte. Având în vedere faptul că metanul este asociat cu existența organismelor vii, a apărut o ipoteză despre existența vieții pe aceste planete. Pe Saturn, Jupiter, Neptun, Uranus, metanul a apărut ca produs al prelucrării chimice a substanțelor de origine anorganică. Pe suprafața planetei noastre, conținutul său este nesemnificativ.
caracteristici generale
Metanul nu are culoare, este de aproape două ori mai ușor decât aerul și este puțin solubil în apă. În compoziția gazelor naturale, cantitatea acestuia ajunge la 98 la sută. Conține de la 30 la 90 la sută metan. Într-o măsură mai mare, metanul este de origine biologică.
Caprele și vacile erbivore ungulate emit o cantitate destul de semnificativă de metan în timpul procesării în stomacul bacteriilor. Printre sursele importante ale seriei omoloage de alcani, evidențiază mlaștinile, termitele, filtrarea gazelor naturale și procesul de fotosinteză a plantelor. Dacă pe planetă se găsesc urme de metan, putem vorbi despre existența vieții biologice pe aceasta.
Metode de obținere
Formula structurală detaliată a metanului este o confirmare că molecula sa conține doar legături simple saturate formate din nori hibrizi. Printre opțiunile de laborator pentru obținerea acestei hidrocarburi, remarcăm fuziunea acetatului de sodiu cu alcalii solidi, precum și interacțiunea carburii de aluminiu cu apa.
Metanul arde cu o flacără albăstruie, eliberând aproximativ 39 MJ pe metru cub. Această substanță formează amestecuri explozive cu aerul. Cel mai periculos este metanul, care este eliberat în timpul exploatării subterane a zăcămintelor minerale din minele de munte. Există un risc ridicat de explozie a metanului în fabricile de prelucrare a cărbunelui și brichetelor, precum și în instalațiile de sortare.
Acțiune fiziologică
Dacă procentul de metan din aer este între 5 și 16 la sută, intrarea de oxigen poate aprinde metanul. Dacă există o creștere semnificativă a acestei substanțe chimice în amestec, probabilitatea unei explozii crește.
Dacă concentrația acestui alcan în aer este de 43 la sută, este o cauză de sufocare.
Într-o explozie, viteza de propagare este de la 500 la 700 de metri pe secundă. După ce metanul intră în contact cu sursa de căldură, procesul de aprindere al alcanului are loc cu o oarecare întârziere.
Pe această proprietate se bazează producția de echipamente electrice rezistente la explozie și componente explozive de siguranță.
Deoarece metanul este cel mai stabil din punct de vedere termic, este utilizat pe scară largă sub formă de combustibil industrial și casnic și este, de asemenea, folosit ca materie primă valoroasă pentru sinteza chimică. Formula structurală a tri-etil-metanului caracterizează caracteristicile structurale ale reprezentanților acestei clase de hidrocarburi.
În procesul interacțiunii sale chimice cu clorul atunci când este expus la radiații ultraviolete, este posibilă formarea mai multor produse de reacție. În funcție de cantitatea de materie primă, în timpul înlocuirii pot fi obținute clormetan, cloroform și tetraclorură de carbon.
În cazul arderii incomplete a metanului, se formează funingine. În cazul oxidării catalitice se formează formaldehidă. Produsul final al interacțiunii cu sulful este disulfura de carbon.
Caracteristicile structurii metanului
Care este formula sa structurală? Metanul se referă la hidrocarburi saturate având formula generală C n H 2n + 2. Să luăm în considerare caracteristicile formării unei molecule pentru a clarifica modul în care se formează formula structurală.
Metanul este compus dintr-un atom de carbon și patru atomi de hidrogen legați împreună printr-o legătură chimică polară covalentă. Să explicăm formulele structurale pe baza structurii atomului de carbon.
Tipul de hibridizare
Structura spațială a metanului este caracterizată de o structură tetraedrică. Deoarece carbonul are patru electroni de valență la nivelul exterior, atunci când atomul este încălzit, un electron trece de la al doilea orbital s la p. Ca rezultat, carbonul are patru electroni nepereche ("liberi") la ultimul nivel de energie. Formula structurală completă a metanului se bazează pe formarea a patru nori hibrizi, care sunt orientați în spațiu la un unghi de 109 grade 28 minute, formând o structură tetraedrică. Apoi vârfurile norilor hibrizi se suprapun cu norii nehibrizi ai atomilor de hidrogen.
Formula structurală completă și prescurtată a metanului corespunde pe deplin teoriei lui Butlerov. Între carbon și hidrogen se formează o legătură simplă (unică), prin urmare, reacțiile de adiție nu sunt caracteristice acestei substanțe chimice.
Mai jos este formula structurală finală. Metanul este primul reprezentant al clasei de hidrocarburi saturate, are proprietățile tipice ale unui alcan saturat. Formula structurală și electronică a metanului confirmă tipul de hibridizare a atomului de carbon din această substanță organică.
De la cursul școlar de chimie
Această clasă de hidrocarburi, din care „gazul de mlaștină” este un reprezentant, este studiată în cursul clasei a X-a de liceu. De exemplu, copiilor li se oferă o sarcină de următoarea natură: „Scrieți formulele structurale ale metanului”. Este necesar să înțelegem că pentru această substanță, conform teoriei lui Butlerov, poate fi descrisă doar o configurație structurală extinsă.
Formula sa prescurtată va coincide cu cea moleculară, scrisă ca CH4. Conform noilor standarde educaționale federale, care au fost introduse în legătură cu reorganizarea învățământului rusesc, la cursul de chimie de bază, toate aspectele legate de caracteristicile claselor de substanțe organice sunt analizate într-o privire de ansamblu.
Sinteză industrială
Pe baza metanului, procesele industriale au fost dezvoltate pentru o componentă chimică atât de importantă precum acetilena. Fisurarea termică și electrică se bazează pe formula sa structurală. Metanul în timpul oxidării catalitice cu amoniac formează acid cianhidric.
Această substanță organică este utilizată pentru producerea gazului de sinteză. Atunci când interacționează cu vaporii de apă, se obține un amestec de monoxid de carbon și hidrogen, care este materia primă pentru producerea de compuși carbonilici saturati.
Interacțiunea cu acidul azotic este de o importanță deosebită, rezultând nitrometan.
Aplicații de combustibil pentru automobile
Din cauza lipsei surselor naturale de hidrocarburi, precum și a epuizării bazei de materie primă, problema găsirii de noi surse (alternative) pentru obținerea combustibilului devine deosebit de urgentă. Una dintre aceste opțiuni este metanul.
Luând în considerare diferența de densitate dintre combustibilul pe benzină și primul reprezentant al clasei alcanilor, există anumite particularități ale utilizării sale ca sursă de energie pentru motoarele de automobile. Pentru a evita necesitatea transportului de cantități uriașe de metan, densitatea acestuia este crescută prin compresie (la o presiune de aproximativ 250 de atmosfere). Metanul este depozitat în stare lichefiată în butelii instalate în mașini.
Impact asupra atmosferei
S-a discutat deja mai sus că metanul are un impact asupra efectului de seră. Dacă gradul de acțiune al monoxidului de carbon (4) asupra climei este luat în mod convențional ca unitate, atunci ponderea „gazului de mlaștină” în acesta este de 23 de unități. În ultimele două secole, oamenii de știință au observat o creștere a conținutului cantitativ de metan din atmosfera pământului.
În acest moment, cantitatea aproximativă de CH4 este estimată la 1,8 ppm. În ciuda faptului că acest indicator este de 200 de ori mai mic decât prezența dioxidului de carbon, există o conversație între oamenii de știință despre posibilul risc de captare a căldurii emise de planetă.
Datorită puterii calorice excelente a „gazului de mlaștină”, este folosit nu numai ca materie primă pentru sinteza chimică, ci și ca sursă de energie.
De exemplu, diverse cazane pe gaz și încălzitoare de apă funcționează pe metan, concepute pentru sisteme individuale de încălzire în case private și cabane de țară.
O astfel de optiune de incalzire autonoma este foarte benefica pentru proprietarii de locuinte, nu este asociata cu accidente care apar sistematic pe sistemele de incalzire centralizata. Datorită unui cazan pe gaz care funcționează cu acest tip de combustibil, 15-20 de minute sunt suficiente pentru a încălzi complet o cabană cu două etaje.
Concluzie
Metanul, ale cărui formule structurale și moleculare au fost date mai sus, este o sursă naturală de energie. Datorită faptului că conține doar un atom de carbon și atomi de hidrogen, ecologistii recunosc siguranța ecologică a acestei hidrocarburi saturate.
În condiții standard (temperatura aerului 20 grade Celsius, presiune 101325 Pa) această substanță este gazoasă, netoxică, insolubilă în apă.
Când temperatura aerului scade la -161 de grade, metanul este comprimat, care este utilizat pe scară largă în industrie.
Metanul afectează sănătatea umană. Nu este o substanță otrăvitoare, dar este considerată un gaz asfixiant. Există chiar limite maxime (MPC) pentru conținutul acestei substanțe chimice în atmosferă.
De exemplu, munca în mine este permisă numai în cazurile în care cantitatea acesteia nu depășește 300 de miligrame pe metru cub. Analizând caracteristicile structurale ale acestei materii organice, se poate concluziona că proprietățile sale chimice și fizice sunt similare cu toți ceilalți reprezentanți ai clasei de hidrocarburi saturate (saturate).
Am analizat formulele structurale, structura spațială a metanului. care începe „gazul de mlaștină” are formula moleculară generală C n H 2n + 2.
In apa
focare
combustie spontana
propan
clormetan
2. Structura moleculei
Formula moleculară CH 4. Formule structurale și electronice:
H | H-C-H | H
3. Proprietăți chimice
Primul membru al seriei omoloage de hidrocarburi saturate (metan). Metanul este o substanță inactivă din punct de vedere chimic. În condiții normale, este destul de rezistent la acizi, alcalii și oxidanți. Deci, la trecerea metanului printr-o soluție de KMnO 4, care este un agent oxidant destul de puternic, acesta nu se oxidează și culoarea violetă a soluției nu dispare. Metanul nu intră în reacția de adăugare (mesaj), deoarece în molecula sa toate cele patru valențe ale atomului de carbon sunt complet saturate. Pentru metan, ca și alte hidrocarburi saturate, sunt tipice reacțiile de substituție, în care atomii de hidrogen sunt înlocuiți cu atomi ai altor elemente sau grupări atomice. Metanul se caracterizează și printr-o reacție cu clorul, care are loc la temperaturi normale sub influența luminii împrăștiate (o explozie poate apărea în lumina directă a soarelui). În acest caz, atomii de hidrogen din molecula de metan sunt înlocuiți succesiv cu atomi de clor.
- CH4 + CI2 = CH3CI + HCI
- CH3CI + CI2 = CH2CI2 + HCI
- CH2CI2 + CI2 = CHCI3 + HCI
- CHCI3 + CI2 = CC14 + HCI
Ca rezultat al reacției, se formează un amestec de metan cloropohidric.
În atmosfera aerului, metanul arde cu o flacără incoloră cu eliberarea unei cantități semnificative de căldură:
- CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O
Metanul formează un amestec exploziv combustibil cu aerul. Când metanul este încălzit fără acces la aer la temperaturi de peste 1000 C, se descompune în elemente - carbon (funingine) și hidrogen:
- CH4 = C + 2H2
4. Distribuția în natură
Metanul este componenta principală:
- gaze naturale combustibile (până la 99,5%),
- asociat uleiului (39-91%),
- gaze de mlaștină (99%) și de mină (34-48%);
- este prezent în gazele vulcanilor noroiosi (mai mult de 95%),
- apare sporadic în gazele vulcanice și gazele rocilor magmatice și metamorfice.
O mare cantitate de metan este dizolvată în apele oceanelor, mărilor și lacurilor. Conținutul mediu de metan din apele Oceanului Mondial este de aproximativ 10 -2 cm 3 / l, cantitatea totală este de 14,10 12 m 3. Cantitatea de metan dizolvată în apele stratale este cu câteva ordine de mărime mai mare decât rezervele sale comerciale.
Metanul este prezent și în atmosferele Pământului, Jupiter, Saturn, Uranus; în gazele de la suprafața solului lunii. Cea mai mare parte a metanului din vara și hidrosfera Pământului s-a format în timpul distrugerii biochimice și termocatalitice a materiei organice dispersate, cărbunelui și petrolului. Metanul se formează în timpul descompunerii anaerobe a materiei organice, în special a celulozei (fermentația metanului).
Metanul este destul de comun în natura Pământului. Gazele naturale combustibile sunt 90-97% metan. Formează multe câmpuri, din care este extras și alimentat prin conducte de gaz la locul de utilizare. Pe fundul mlaștinilor și iazurilor, metanul se formează ca urmare a descompunerii resturilor vegetale fără acces la aer. Prin urmare, se mai numește și gaz de mlaștină. Sub denumirea de „firedamp”, metanul se acumulează în minele de cărbune ca urmare a eliberării cărbunelui și a rocilor asociate din cusături, în care este liber și legat. La minele de exploatare, metanul este emis din straturile de cărbune în cantitate de până la 70-80 m / t s. b. m. (td. b. m. - tonă de masă uscată fără cenușă), ceea ce face posibilă extragerea independentă din punct de vedere economic sau însoțită de extracția (degazare) din zăcămintele de cărbune.
Gazul de mină este foarte periculos deoarece poate forma un amestec exploziv cu aerul. Cea mai explozivă concentrație de metan din aer este de 9-14%.
La temperaturi scăzute, metanul formează compuși de incluziune - hidrați de gaz, care sunt larg răspândiți în natură.
Biocombustibil VVVS Gaze generatoare Cocs Combustibili pentru motoare
Materii prime bio energetice
Cantități mari de metan sunt folosite ca combustibil convenabil și ieftin. Arderea incompletă a metanului produce funingine, care este folosită pentru a face cerneală de imprimare și ca umplutură de cauciuc, în timp ce descompunerea termică (peste 1000 C) produce funingine și hidrogen, care este folosit pentru a sintetiza amoniacul. Produsul clorării complete a metanului - tetraclorura de carbon CCl 4 - este un bun solvent pentru grăsimi și este folosit pentru extragerea grăsimilor din boabele plantelor oleaginoase. Metanul este, de asemenea, materia primă pentru producerea de acetilenă, alcool metilic și multe alte produse chimice.
7. Metanul ca factor în producția de cărbune
M. formează amestecuri explozive cu aerul. Cu un conținut de până la 5-6% în aer, M. arde în apropierea unei surse de căldură (inflamație t-ra 650-750 C), cu un conținut de 5-15,2 (16)% - explodează, peste 16% - poate arde cu un aflux de oxigen, scaderea concentratiei de M. este exploziva. M. are un slab efect narcotic. MPC 300 mg/m 3. Eliberarea de M. în minele creează un pericol deosebit în exploatarea cărbunelui. Există trei forme de excreție a lui M. în lucrările miniere: obișnuită, suflyarny și bruscă. În ceea ce privește abundența metanului, conform Regulilor de siguranță în minele de cărbune și șist, minele sunt împărțite în cinci categorii. Criteriul pentru o astfel de împărțire este abundența relativă a metanului, adică. cantitatea de metan în metri cubi emisă pe zi la 1 tonă de producție medie zilnică: cu eliberarea de metan până la 5 m 3 / t, 5 - 10 m 3 / t, 10 - 15 m 3 / t; supercategorizat - mai mult de 15 m 3 / t; periculos prin proeminenţa secreţiilor. Minele care dezvoltă cusături periculoase sau amenințătoare din cauza izbucnirilor bruște de cărbune, gaz și roci, aparțin unei categorii speciale - periculoase în ceea ce privește izbucnirile bruște. Producția de metan din straturile de cărbune este considerată promițătoare (a se vedea conținutul de metan al straturilor de cărbune, metanul din zăcămintele de cărbune). La sfârşitul secolului al XX-lea. această problemă doar în Statele Unite a fost tratată de oamenii de știință cca. 40 de universități, aprox. 100 de firme. Primele încercări industriale de utilizare a metanului asociat (în exploatarea cărbunelui) se fac tot în Ucraina, în Donbass. În industrie, metanul este folosit pentru a produce gaz de sinteză, acetilenă, cloroform, tetraclorură de carbon, negru de fum și altele.Produșii oxidării incomplete a metanului sunt materiile prime pentru fabricarea materialelor plastice utilizate în sinteza organică.
Vezi si
Surse de
Metanul este un gaz natural combustibil care se găsește în învelișul sedimentar al scoarței terestre sub formă de acumulări libere, în dizolvate (în petrol, ape stratale și de suprafață), dispersate, absorbite (de roci și materie organică) și solide (hidrat de gaz). ) afirmă.
Orez. 1
Orez. 2 - formula structurală și moleculară a metanului.
Este cea mai simplă hidrocarbură, este un gaz incolor, inodor, care arde cu o flacără albăstruie pal. Este cea mai stabilă și inertă hidrocarbură datorită absenței unei legături de carbon (C-C). Prin proprietățile sale, este ușor solubil în apă și mai ușor decât aerul.
90-95% din metan este de origine naturală, dar există și surse antropice de eliberare a acestuia: câmpuri de orez, animale, gropi de gunoi, minerit de cărbune, pierderi în industria petrolului și gazelor, arderea biomasei etc. În zăcămintele de gaze, 99% din gazul pur, uscat și gazele din sondele de petrol, pe lângă metan, conțin 10-40% omologi superiori - propan, butan, pentan și hexan (gaz umed sau umed).
Este extrem de exploziv la concentrații în aer de la 4,4% la 17%. Cea mai explozivă concentrație este de 9,5%. Adesea un drog; acţiunea este slăbită de solubilitatea neglijabilă în apă şi sânge. Aparține clasei a patra de pericol (substanțe cu risc scăzut).
Clasificarea metanului după origine:
Biogenic - apare ca urmare a transformării chimice a materiei organice. De exemplu, metanul bacterian (microbian) se formează ca urmare a activității bacteriilor, în timp ce metanul termogenic ia naștere în timpul proceselor termochimice, în rocile sedimentare când sunt scufundate cu 3-10 km, în condiții de temperaturi și presiuni ridicate.
Abiogen - care apare ca urmare a reacțiilor chimice ale compușilor anorganici, mai des la adâncimi mari în mantaua pământului.
Metanul intră în atmosferă din surse naturale și antropice. Sursele naturale includ mlaștini, tundra, corpuri de apă, insecte (termite), hidrați de metan și procese geochimice. Cele antropogenice includ câmpurile de orez, minele, pierderile de producție de petrol și gaze, creșterea animalelor, arderea biomasei, gropile de gunoi.
Tipuri de emisii de metan:
Obișnuit - eliberare continuă și uniformă din fisurile și porii invizibili ai stratului de cărbune și roci. Se poate repara numai cu dispozitive.
Sufflar - eliberare locală intensă de gaz din fisurile mari din stratul de cărbune și stânci, însoțită de șuierat, șuierat, presiune, durează săptămâni, luni.
Eliberarea bruscă este o eliberare violentă a unei cantități mari de metan, însoțită de deplasarea rocilor sau a cărbunelui la o anumită distanță de față. Se pot elibera sute și mii de m 3 de gaz metan.
Sursele de metan și producerea acestuia.
90-95% din metan este de origine biologică. Ungulatele erbivore, cum ar fi vacile și caprele, emit o cincime din emisiile lor anuale de metan: bacteriile din stomacul lor îl produc. Alte surse importante sunt termitele, orezul negru, mlaștinile, filtrarea gazelor naturale (un produs al unei vieți anterioare) și fotosinteza plantelor. Vulcanii contribuie cu mai puțin de 0,2% la bilanțul total de metan de pe Pământ, dar organismele din epoci trecute pot fi și ele o sursă a acestui gaz. Emisiile industriale de metan sunt neglijabile. Astfel, detectarea metanului pe o planetă precum Pământul indică prezența vieții acolo.
Metanul se formează în timpul prelucrării termice a petrolului și a produselor petroliere (10-57% în volum), cocsificarea și hidrogenarea cărbunelui (24-34%). Metode de laborator de obţinere: fuziunea acetatului de sodiu cu alcalii, acţiunea apei asupra iodurii de metilmagneziu sau asupra carburii de aluminiu.
În laborator se obțin prin încălzirea calcarului sodic (un amestec de hidroxid de sodiu și potasiu) sau hidroxid de sodiu anhidru cu acid acetic. Pentru această reacție este importantă absența apei, prin urmare se folosește hidroxid de sodiu, deoarece este mai puțin higroscopic.
Utilizarea metanului.
Metanul este cea mai stabilă hidrocarbură saturată termic. Este utilizat pe scară largă ca combustibil de uz casnic și industrial și ca materie primă pentru industrie. Deci, clorurarea metanului produce clorură de metil, clorură de metilen, cloroform, tetraclorura de carbon.
La arderea incompletă a metanului se obține funingine, cu oxidare catalitică, formaldehidă, și cu interacțiune cu sulf, disulfură de carbon.
Cracarea termooxidativă și electrocracarea metanului sunt metode industriale importante pentru producerea acetilenei.
Oxidarea catalitică a unui amestec de metan cu amoniac formează baza producției industriale de acid cianhidric.
Metanul este folosit ca sursă de hidrogen în producția de amoniac, precum și pentru producerea de apă gazoasă (așa-numitul gaz de sinteză):
CH4 + H2O> CO + 3H2,
folosit pentru sinteza industriala a hidrocarburilor, alcoolilor, aldehidelor etc.
Un derivat important al metanului este nitrometanul.
În zilele noastre, metanul este utilizat pe scară largă ca combustibil pentru mașini. Cu toate acestea, densitatea metanului natural este de o mie de ori mai mică decât cea a benzinei. Prin urmare, dacă umpleți mașina cu metan la presiunea atmosferică, atunci pentru aceeași cantitate de combustibil ca și benzină veți avea nevoie de un rezervor de 1000 de ori mai mare. Pentru a nu transporta o remorcă uriașă cu combustibil, este necesar să creșteți densitatea gazului. Acest lucru poate fi realizat prin comprimarea metanului la 20-25 MPa (200-250 atmosfere). Pentru a stoca gazul în această stare, se folosesc butelii speciali, care sunt instalate pe mașini.
Metanul este clasificat drept gaz cu efect de seră, deoarece o creștere a conținutului său în atmosferă contribuie la dezvoltarea efectului de seră. Metanul este de câteva ori mai ușor decât aerul și are un efect de seră mai puternic decât dioxidul de carbon, prin urmare, alături de alte substanțe nocive, a fost inclus în lista de substanțe reglementate de Convenția-cadru ONU privind schimbările climatice și Protocolul de la Kyoto pentru reducerea gazelor cu efect de seră. emisii.
Trimiteți-vă munca bună în baza de cunoștințe este simplu. Utilizați formularul de mai jos
Studenții, studenții absolvenți, tinerii oameni de știință care folosesc baza de cunoștințe în studiile și munca lor vă vor fi foarte recunoscători.
postat pe http://www.allbest.ru/
1. Proprietățile fizico-chimice ale metanului
exploziv gaz metan
Metanul este un gaz incolor, inodor și fără gust. Densitatea sa relativă în raport cu densitatea aerului este de 0,55. Puțin solubil în apă. În condiții normale, metanul este foarte inert și se combină numai cu halogeni. În cantități mici, metanul este inofensiv din punct de vedere fiziologic. O creștere a conținutului de metan este periculoasă doar datorită scăderii conținutului de oxigen. Cu toate acestea, cu un conținut de metan de 50-80% și un conținut normal de oxigen, provoacă dureri de cap severe și somnolență.
Metanul formează cu aerul amestecuri combustibile și explozive. Cu un conținut de până la 5% în aer, arde cu o flacără albăstruie la o sursă de căldură, în timp ce frontul de flacără nu se propaga. La o concentrație de 5 până la 14 explodează, peste 14 nu arde sau explodează, dar poate arde lângă o sursă de căldură când oxigenul este disponibil din exterior. Imaginea cea mai completă a limitelor explozivității amestecului metan-aer este dată de graficul pentru determinarea explozivității metanului cu aer (Figura 1.1).
Explozia are loc cu cea mai mare forță atunci când conținutul său este de 9,5%. Temperatura la epicentrul exploziei ajunge la 18750C, presiunea este de 10 atm. Arderea și explozia metanului au loc în funcție de următoarele reacții:
cu oxigen suficient
CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O
cu lipsa de oxigen
CH4 + O2 = CO + H2 + H2O
Aprinderea metanului are loc la o temperatură de 650-750 C. Metanul are o proprietate de întârziere a fulgerului, ceea ce înseamnă că aprinderea sa are loc la ceva timp după apariția contactului cu o sursă de căldură. exploziv gaz metan
De exemplu, cu o concentrație de metan de 6% și o temperatură de aprindere de 750, 1000, 1100C, durata perioadei de inducție este, respectiv, 1 s, 0,1 s. și 0,03 s.
Prezența unei perioade de inducție creează condiții pentru prevenirea focarelor de metan în timpul operațiunilor de explozie prin utilizarea explozivilor de siguranță. În acest caz, timpul de răcire a produselor de explozie sub temperatura de aprindere a metanului ar trebui să fie mai mic decât perioada de inducție.
Fig.1 Grafic pentru determinarea explozivității amestecurilor de metan cu aer (CK - conținut de oxigen; Cm - conținut de metan): 1-amestec exploziv; 2-amestec neexploziv; 3-amestec, care poate deveni exploziv atunci când se adaugă aer proaspăt.
2. Originea și tipurile de legătură ale metanului cu rocile
Procesele de formare a metanului au decurs simultan cu formarea straturilor de cărbune și cu metamorfismul materiei organice primare. În acest caz, un rol esențial l-au jucat procesele de fermentație cauzate de activitatea bacteriilor.
În roci și cărbune, metanul este sub formă de gaz liber și absorbit. La adâncimile actuale de lucru, cantitatea principală de metan (aproximativ 85%) este în stare sorbită. Există trei forme de legare (sorbție) a metanului cu un solid:
Adsorbția - legarea moleculelor de gaz pe suprafața unui solid sub acțiunea forțelor moleculare de atracție;
Absorbție - pătrunderea moleculelor de gaz într-un solid fără interacțiune chimică;
Chemisorbția este o combinație chimică de molecule de gaz și solide.
Cantitatea principală de gaz absorbită de roci (80-85%) este în stare adsorbită. Când stratul de cărbune este distrus, acest gaz trece într-o stare liberă și este eliberat în mine în termen de una până la două ore. Metanul absorbit este eliberat din cărbune pentru o perioadă lungă de timp, în timp ce metanul chimisorbit rămâne în cărbune o perioadă lungă de timp (zeci de ani).
3. Conținutul de metan și capacitatea de metan a straturilor de cărbune și rocilor
Conținutul de metan este cantitatea de metan conținută în condiții naturale pe unitatea de greutate sau volum de cărbune sau rocă (m3 / t, m3 / m3)
Principalii factori care determină conținutul de metan al zăcămintelor de cărbune sunt:
Gradul de metamorfism al cărbunelui;
Capacitate de sorbție;
Porozitatea și permeabilitatea la gaz a sedimentelor;
Umiditate;
Adâncimea apariției;
Hidrogeologia și saturația cu cărbune a zăcământului;
Istoria geologică a zăcământului.
La adâncimile de dezvoltare moderne, conținutul de metan al straturilor de cărbune crește odată cu creșterea adâncimii de dezvoltare conform unei legi liniare. Cu toate acestea, oamenii de știință cred că acest model nu va fi observat de la o adâncime de 1200-1400 m. Acest lucru se datorează creșterii temperaturii și scăderii capacității de sorbție a cărbunelui.
Distingeți conținutul de metan natural, real, rezidual. Natural, sau cum se mai numește, conținutul inițial de metan este conținutul de metan al cărbunelui din cusătură înainte de a fi expus. Conținutul real de metan este înțeles ca fiind cantitatea de metan per unitate de greutate de cărbune din cusătura expusă din apropierea fundului. Este întotdeauna mai puțin decât natural, deoarece metanul este eliberat în timpul deschiderii rezervorului. Conținutul de metan rezidual este cantitatea de metan, la 1 tonă de cărbune, care este stocată în cărbune pentru o perioadă lungă de timp. Acest metan nu este emis în mină și este eliberat la suprafață.
Conținutul de metan se măsoară în m3/tonă de masă fără cenușă uscată și în m3/tonă. Există următoarea relație între aceste cantități
X = 0,01 Xg (100-Wp-As)
unde X este conținutul de metan, m3 / t,
Xg - continut de metan m3 / t.d.b.m .;
Wp - umiditate carbune%;
As - conținutul de cenușă al cărbunelui%.
Capacitatea metanului este cantitatea de gaz în stare liberă și absorbită care poate fi absorbită de o unitate de greutate sau de volum de cărbune și rocă la o anumită presiune și temperatură.
4. Tipuri de emisii de metan în minele
Există trei tipuri de emisii de metan în minele:
1. Obișnuit; Sufleu; 3. Descărcări bruște cu eliberarea de cărbune și uneori de rocă.
Emisia tipică de metan are loc din pori mici și fisuri de-a lungul întregii suprafețe a cusăturii, din cărbune spart și roci laterale. Descărcarea este lentă, dar continuă, însoțită de foșnet, trosnet ușor și șuierat. Eliberarea de metan de pe suprafața expusă a cusăturii și de la cărbunele așchiat este descrisă de egalitate
I (t) = I0 * e-kt; m3 / min (1)
unde I (t) este eliberarea de metan din cărbune spart sau din suprafața cusăturii proaspăt expusă t minute după expunere;
I0-eliberarea de metan în momentul inițial după apariția filierei sau ruperea cărbunelui;
e-baza logaritmului natural;
k-coeficientul experimental care caracterizează proprietățile fizice și mecanice ale formațiunii;
t-timp scurs din momentul expunerii cusăturii sau al ruperii cărbunelui, min.
Cu toate acestea, dinamica eliberării metanului din cărbunele ciobit și suprafața expusă a cusăturii sunt diferite. Degazarea cărbunelui ciobit se termină practic în 2-3 ore după spargere, iar pe suprafața expusă a cusăturii în 2-3 luni după expunere.
Eliberarea obișnuită de metan este neuniformă în timp și depinde de mulți factori: funcționarea mecanismelor de excavare, operațiunile de sablare, plantarea de roci de acoperiș, efectuarea lucrărilor de degazare, regimurile de ventilație etc.
Pentru condițiile Donbass Kn = 1,43-14
Cercetările efectuate de MakNII au demonstrat că eliberarea de metan în fluxul de ieșire al feței de lucru și al zonei de lucru este o valoare aleatorie în timp. În acest caz, cu suficientă precizie pentru practică, eliberarea maximă și medie de metan poate fi determinată pe baza utilizării legii de distribuție normală a unei variabile aleatoare, conform căreia
unde este abaterea standard a valorilor măsurate ale eliberării de metan Pentru a determina valorile Imax și în fluxul de ieșire al șantierului și al feței de lucru, este necesar să se efectueze observații de 3 zile cu un interval de măsurători de concentrație de metan și debit de aer de 30 de minute.
Proeminența metanului este eliberarea de metan în cantități mari, cu zgomot caracteristic din fisurile și golurile vizibile din rocile laterale și straturile de cărbune. Acțiunea îndemnurilor poate fi pe termen scurt, dar de obicei pe termen lung, chiar și până la câțiva ani. Există solicitări de primul și al doilea fel. Prompturile de primul fel includ cele de origine geologică, care, de regulă, sunt limitate la zonele de falii tectonice.
Prompt-urile de al doilea tip includ indicații de natură minieră și industrială. Aceste solicitări apar ca urmare a descărcării parțiale a straturilor de cărbune și a straturilor intermediare, care se află în sol și pe acoperișul cusăturilor de lucru din zona de influență a operațiunilor miniere.
Pericolul prompturilor constă în faptul că acestea apar brusc, în timp ce într-o perioadă scurtă de timp, eventual, se formează concentrații explozive ale unui amestec metan-aer în volum mare. Pentru combaterea solicitărilor, degazarea prealabilă a masivului se realizează prin utilizarea forajelor avansate, anticipând dezvoltarea straturilor de protecție, o metodă adecvată de control al acoperișului, creșterea cantității de aer furnizată lucrărilor periculoase prin indemnizare, se efectuează captarea gazelor. La captarea gazului la gura sufletorului, se construiește un chioșc etanș (facut din cărămizi sau blocuri de cenușă), din care gazul este evacuat printr-o conductă fie în fluxul general de ieșire al aripii, puțului, fie la suprafață.
Emisiile bruște de metan apar în timpul diferitelor fenomene gaz-dinamice, care includ:
Izbucniri bruște de cărbune și gaz;
Erupții bruște, transformându-se în izbucniri bruște pe straturi abrupte;
Izbucniri bruște de gaze cu cantități mici de fine de cărbune;
exploziile de rocă cu extracția cărbunelui și eliberarea de gaz asociată;
Turnarea și prăbușirea cărbunelui cu distribuția de gaz asociată;
Prăbușirea acoperișului principal cu degajare intensă de gaze în zona amenajată;
Scurgerile de cărbune care au loc în timpul exploziilor cu șoc pe cusături abrupte, transformându-se în izbucniri bruște de cărbune și gaz;
Emisii de rocă care decurg din exploziarea unei mase de rocă cu eliberare de gaz asociată.
Dintre fenomenele gazodinamice enumerate mai sus, cele mai periculoase sunt izbucnirile bruște de cărbune și gaz. Cu o eliberare bruscă dintr-un strat de cărbune într-o mină, o cantitate mare de gaz este eliberată într-o perioadă scurtă de timp (câteva secunde) și este emisă o cantitate semnificativă de cărbune și, uneori, fine de rocă. În 1973, la mina Gagarin din orașul Gorlovka, în timpul eliberării au fost eliberate până la 180 de mii de m3 de metan și au fost aduse în producție până la 14 mii de tone de cărbune.
Natura și mecanismul emisiilor bruște nu au fost încă studiate temeinic. În prezent, cea mai recunoscută ipoteză este că o izbucnire bruscă are loc sub acțiunea complexă a presiunii rocii a stării de stres a masei de cărbune și a presiunii gazului.
5. Combaterea metanului prin ventilație
Alegerea unei scheme raționale de ventilație pentru condițiile miniere și geologice date;
Alimentarea cu cantitatea necesară de aer a zonelor de excavare, a fețelor de tratare și pregătitoare, precum și a altor obiecte de consum;
Drenaj izolat de metan prin ventilație în cursul de ieșire sau în afara zonei de excavare.
Alegerea unei scheme de ventilație rațională
Atunci când alegeți o schemă de ventilație pentru o zonă de excavare, este necesar să vă străduiți să vă asigurați că schema selectată îndeplinește următoarele cerințe:
1. Cea mai completă diluție separată a metanului emis din toate sursele;
Asigurarea sarcinii maxime pe fata de lucru prin factorul de gaz si a costului minim al carbunelui prin factorul de ventilatie;
3. Asigurarea posibilitatii de efectuare a lucrarilor de degazare;
4. Asigurarea manevrelor de ventilatie in caz de accidente;
5. Fiabilitatea ventilației în mod normal și de urgență;
6. Asigurarea celor mai favorabile conditii sanitare si igienice de munca.
Îndeplinirea tuturor acestor cerințe este o sarcină minieră foarte complexă.
În prezent, în practica de ventilație a minelor, există aproximativ 80 de scheme diferite de ventilație a zonelor de excavare. DonUGI a elaborat o clasificare a tuturor schemelor de ventilație pentru zonele de excavare, care este prezentată în Ghidul pentru proiectarea ventilației minelor de cărbune.
Din punctul de vedere al asigurării sarcinii maxime pe suprafața de lucru, toate schemele de ventilație pot fi împărțite în 4 grupuri:
1. Scheme de ventilație cu flux invers la deriva de ventilație în spațiul amenajat. Aceste scheme se caracterizează prin faptul că amploarea sarcinii pe față depinde dacă metanul vine din spațiul prelucrat la interfața peretelui lung cu deriva de ventilație sau este efectuat până la deriva de ventilație, ocolind interfața.
postat pe http://www.allbest.ru/
Fig. 2 Schema de ventilație a unei zone de extracție de tip 1-V-H-V-W.
Iuch = Ipl + Ivp
Iop = Ipl + Kvp * Ivp
Аmax = f (Ipl + Kvp * Ivp)
2. Scheme de ventilație cu flux invers la deriva de ventilație în masa de cărbune
postat pe http://www.allbest.ru/
3. Scheme de ventilație cu flux direct către deriva de ventilație în spațiul amenajat cu împrospătarea fluxului de ventilație de ieșire.
postat pe http://www.allbest.ru/
Fig. 4 Schema de ventilație pentru o zonă de excavare de tip 3-V-N-v-pt.
4. Circuite de ventilație cu flux direct către deriva de ventilație în masa de cărbune cu împrospătarea fluxului de ventilație de ieșire
postat pe http://www.allbest.ru/
Fig. 5 Diagrama de ventilație a unei zone de excavare de tip 2-M-N-v-w.
În fiecare caz specific, alegerea unei scheme raționale de ventilație a zonei de excavare este decisă pe baza unei comparații tehnice și economice a opțiunilor posibile.
Furnizarea cantității necesare de aer către locurile și fețele de tratament.
Cantitatea de aer care trebuie furnizată zonei miniere depinde de eliberarea de metan și este determinată de formula
Qch =, m3 / min (5)
unde Iuch este conținutul absolut de metan al zonei de extracție, m3/min;
Кн - coeficientul de neuniformitate al eliberării metanului;
С - concentrația admisibilă de PB de metan în fluxul de ieșire al amplasamentului,%;
C0 este concentrația de metan din fluxul de aer care intră în amplasament.
Cu toate acestea, în multe cazuri nu este posibilă furnizarea cantității necesare de aer zonelor de excavare și pereților lungi. Acest lucru ar putea fi din următoarele motive:
1. Rezistența aerodinamică reală a rețelei de ventilație o depășește pe cea de proiectare și, prin urmare, ventilatorul selectat nu poate furniza minei și secțiunilor cantitatea necesară de aer.
postat pe http://www.allbest.ru/
Fig. 6 Performanța ventilatorului Qp, Qf atunci când funcționează pe o rețea cu rezistența de proiectare Rp și Rf reală.
Alimentarea cu aer a feței de lucru și a secțiunii de excavare este limitată de viteza de mișcare a aerului în față, care, conform PB, nu trebuie să fie mai mare de 4 m / s.
Aerisirea izolată a metanului în fluxul de ieșire sau în afara zonei de excavare
Scăderea concentrației de metan poate fi realizată prin direcționarea izolată a metanului în fluxul de ieșire sau în afara zonei miniere. Să luăm în considerare câteva scheme pentru îndepărtarea izolată a metanului în jetul de ieșire și în afara zonei miniere.
Schema nr. 1-Drenaj izolat de metan printr-o conductă în afara zonei miniere folosind o instalație de ventilație cu aspirație de gaz cu sistem de dezvoltare a stâlpilor.
postat pe http://www.allbest.ru/
Fig. 7 Îndepărtarea izolată a metanului printr-o conductă în afara zonei miniere utilizând o instalație de ventilație cu aspirație de gaz cu sistem de dezvoltare a stâlpilor.
Schema nr. 2 Schema de eliminare izolata a metanului in afara zonei miniere cu 1-ventilator; 2-conducta de aspiratie; 3-tevi de aspiratie; 4-camera de amestec; 5-buiandrug de aerisire; 6-stâlpi de cărbune sau moloz
postat pe http://www.allbest.ru/
Fig. 8 Extracția izolată a metanului în afara zonei miniere cu sistem de dezvoltare continuă.
3. Scheme de ventilare a zonelor miniere cu eliminare izolata a metanului din zonele amenajate de-a lungul lucrarilor nesuportate
postat pe http://www.allbest.ru/
Fig. 9 a - Schema folosind desfasurare in sectiune
postat pe http://www.allbest.ru/
Fig. 9 b - Schema folosind lucrari ale peretilor lungi lucrati anterior.
postat pe http://www.allbest.ru/
Fig. 9 c - Îndepărtarea izolată a metanului folosind lucrări de pereți lungi lucrați anterior
4. Îndepărtarea izolată a metanului din spațiul amenajat în fluxul de ieșire al șantierului prin conducte folosind unități speciale precum USM-02 și UVG-1
Aceste instalații sunt folosite pentru a reduce concentrația de metan la joncțiunea peretelui lung cu deriva de ventilație.
postat pe http://www.allbest.ru/
Fig. 10 Eliminarea izolată a metanului din zona prelucrată în fluxul de ieșire al secțiunii prin conducte folosind unități speciale precum USM-02 și UVG-1
Schemele unităților USM-02 și UVG-1 sunt similare și diferă prin aceea că unitatea USM-02 este utilizată atunci când conținutul de metan al spațiului exploatat este de până la 1,5 m3 / min, iar unitatea UVG-1 are un ventilator mai puternic și este utilizat atunci când abundența de metan din spațiul minat este de până la 3 m3 / min.
Calculul consumului de aer pentru ventilarea zonei de excavare cu o descarcare izolata de metan in afara acesteia, alegerea mijloacelor de indepartare si masuri de siguranta
Calculul debitului de aer cu o ieșire izolată a MHM din spațiul amenajat prin conductă folosind o unitate de aspirare a gazului se efectuează conform formulei:
Quch = Qv.sh + Qtr (6)
unde Quch este consumul de aer în mina de alimentare cu aer, m3 / min;
Qv.sh-debit de aer în puțul de ventilație, m3 / min;
Qtr este consumul de aer la admisia conductei de gaz-aspirație, m3/min;
Consumul de aer în puțul de ventilație și în conductă este determinat de formule
unde Iuch este eliberarea medie de metan așteptată în zona de extracție, m3/min;
KVP-coeficient care ia în considerare ponderea degajării de metan din zona prelucrată în bilanţul gazelor din zona de extracţie;
Coeficient ținând cont de eficiența eliminării metanului izolat, fracție de unități; luat egal cu 0,7 pentru circuitele de tip 1-M și 0,3-0,4 pentru circuitele de tip 1-B;
CM este concentrația admisibilă de metan în conductă; luat egal cu 3%;
КД.С-coeficient, ținând cont de eficiența degazării straturilor adiacente, fracția de unități; adoptată în conformitate cu „Orientările pentru degazarea minelor de cărbune”.
Măsuri de siguranță în timpul funcționării unităților de aspirare a gazelor.
Unitatea de aspirare a gazului trebuie să funcționeze continuu. Oprirea acestuia este permisă numai pentru perioada examinărilor și reparațiilor preventive.
La orice oprire a ventilatorului de aspirare a gazelor, curentul electric din zona deservita de instalatie trebuie oprit automat. Conducta de aspirație a gazului trebuie închisă cu un clapete și o fereastră deschisă pentru a o ventila.
Camera ventilatorului de aspirare a gazului trebuie ventilată cu un curent de aer proaspăt, concentrația de metan din cameră trebuie controlată de un dispozitiv automat staționar care elimină tensiunea din echipamentele electrice la o concentrație de metan de 1%.
Unitatea de aspirare a gazului trebuie întreținută de un șofer special instruit.
Conducatorul auto este obligat:
1. Efectuați în ture starea ventilatorului, conductei și camerei de amestecare;
Măsurați cel puțin o dată pe oră conținutul de metan din conducta de lângă ventilator și de cel puțin 3 ori pe schimb în conducta de lângă peretele lung;
3. Asigurați alimentarea cu aer de la deriva la conductă folosind o fereastră de control lângă peretele lung, astfel încât concentrația de metan în conducta de lângă ventilator să nu depășească 3%, iar în conducta de lângă peretele lung 3,5.%.
4. Opriți ventilatorul de aspirare a gazului când ventilatorul principal se oprește sau în caz de incendiu în zonă; închideți conducta de lângă peretele lung cu ventilatorul oprit și deschideți fereastra de control pentru a o ventila. Ventilatorul poate fi pornit din nou numai după ce concentrația de metan din cameră a scăzut sub 1% și în conducta de lângă ventilator la 3%.
Dacă concentrația de metan la ieșirea din camera de amestec atinge 2% sau mai mult, iar în conducta de lângă peretele lung depășește 3,5% și la ventilator 3%, atunci trebuie luate măsuri pentru a crește debitul de aer în cameră și conductă.
În mină, unde este amenajată camera de amestec, la 15-20 m de aceasta pe direcția fluxului de ventilație, conținutul de metan trebuie monitorizat cu un dispozitiv automat staționar. Senzorul de metan este instalat pe peretele lateral al camerei de amestec și trebuie să ofere telemetrie cu înregistrare pe un reportofon.
6. Combaterea metanului prin degazare
6.1 Prevederi generale pentru degazarea minelor de cărbune
Principalele surse de metan din minele de cărbune sunt cusăturile dezvoltate, cusăturile subminate, suprasolicitate și straturile intermediare, precum și rocile care înconjoară. Cota de participare a fiecăreia dintre aceste surse se reflectă în bilanţul gazelor din zonele de producţie şi depinde de condiţiile miniere şi geologice şi tehnice miniere.
Degazarea minelor este un ansamblu de măsuri care vizează extragerea și captarea metanului emis din toate sursele, cu îndepărtarea izolată a acestuia la suprafață (captarea), precum și asigurarea legăturii fizice sau chimice a metanului înainte de a intra în exploatarea minelor.
Criteriul care determină necesitatea degazării este o creștere a conținutului de metan al lucrărilor miniere Iph peste factorul de ventilație admisibil Ip
Iph> Iр =, m3 / min (10)
V este viteza maximă de mișcare a aerului în peretele lung, admisibilă conform PB, m / s;
S este aria secțională minimă a peretelui lung conform pașaportului de fixare, liberă pentru trecerea aerului, m
Factorul de eficiență de degazare, în care sunt furnizate condiții normale pentru factorul de emisie de metan, este determinat de formula
Eficiența degazării depinde în mare măsură de straturile și rocile care înconjoară sunt degazate, descărcate sau descărcate din presiunea rocii. Odată cu descărcarea parțială a cusăturilor și închiderea rocilor de la presiunea rocii, gazul din starea sorbită trece în stare liberă și degazarea este eficientă.
6.2 Metode de degazare a formațiunilor descărcate de la presiunea rocilor și roci care înconjoară
6.2.1 Degazarea în timpul lucrărilor de capital și de dezvoltare
Degazeificarea rocilor înconjurătoare și a lucrărilor înconjurătoare ale masivului de cărbune în procesul de desfășurare a lucrărilor miniere majore trebuie utilizată atunci când eliberarea de metan în lucrări este de 3 m3/min sau mai mult.
La efectuarea lucrărilor verticale ale puțurilor, se forează de la suprafață sau din camere speciale de foraj dispuse pe părțile laterale ale lucrărilor circulabile puțuri de degazare cu o lungime de 30-100 m și un diametru de 80-100 mm. În același timp, aria protejată este cu 7-8 m mai mare decât diametrul arborelui sau al altor lucrări verticale. La forarea puțurilor, stratul de cărbune care poartă metan sau stratul de rocă purtătoare de gaz trebuie să fie reforat la capacitate maximă.
La forarea puțurilor de la suprafață, se forează 6-9 puțuri de-a lungul unei circumferințe, al cărei diametru este cu 5-6 m mai mare decât diametrul trunchiului. Sondele sunt sigilate, conectate la o conductă de gaz de degazare și la o pompă de vid. În puțurile de degazare se creează un vid de 150-200 mm Hg. Artă. și are loc degazarea straturilor și a rocilor purtătoare de gaze.
În timpul degazării din fundul găurii de foraj, din camerele de foraj sunt forate 9 puțuri în formă de evantai. Direcția puțurilor este aleasă astfel încât fundul puțurilor să intersecteze stratul care conține gaz într-un cerc, al cărui diametru ar trebui să fie cu 7-8 m mai mare decât diametrul găurii de foraj. Sondele sunt conectate la o conductă de degazare. , iar straturile purtătoare de cărbune sunt degazate.
Când tăietorii încrucișați deschid un strat de rocă care conține gaz sau strat de cărbune purtător de metan, puțurile de degazare cu diametrul de 80-100 mm sunt forate prin stratul care conține gaz sau stratul de cărbune până când se intersectează complet. Sondele se forează din camere străbătute de-a lungul laturilor lucrării la o distanță de 3-5 m de-a lungul normalului din acest strat sau formațiune. Numărul de puțuri este de 5-10. Direcția de foraj este aleasă astfel încât puțurile să intersecteze roci purtătoare de gaze într-un cerc cu un diametru de cel puțin unu și jumătate și nu mai mult de trei diametre ale excavației care se efectuează. Puțurile sunt tubate la o adâncime de cel puțin 2-5 m și conectate la o conductă de gaz. Aspirația gazului trebuie efectuată sub un vid de 100-200 mm Hg.
postat pe http://www.allbest.ru/
Fig. 11 Schema locației puțurilor la deschiderea formațiunii cu o tăietură transversală
6.2.2 Degazarea în timpul lucrărilor orizontale și înclinate în straturile de cărbune
Degazarea se efectuează atunci când eliberarea metanului în producție este mai mare de 3 m3 / min. Cu lungimea lucrărilor de până la 200 m, se forează puțuri de barieră pe toată lungimea viitoarelor lucrări. Cu o lungime de lucru mai mare, puțurile sunt forate din camere de pe ambele părți ale lucrării la o distanță de 1,5-5 m de peretele acestuia. Lungimea puțurilor este de până la 200 m, diametrul este de 50-100 mm. Vidul din puțurile de degazare trebuie menținut în intervalul 100-150 mm. rt. Artă.
6.2.3 Degazarea straturilor de cărbune extras prin puțuri forate din exploatare
Această metodă este utilizată la pregătirea unei cusături pentru excavare, atât cu sisteme de stâlpi, cât și cu sisteme de dezvoltare continuă, dacă există un avans suficient al dezvoltării pregătitoare. Ar trebui să se acorde preferință puțurilor de upwelling, deoarece acestea sunt cu 20-30% mai eficiente decât puțurile degradate. La găurire, este necesar să se țină cont de direcția sistemului principal de fracturi de clivaj. Puțurile forate perpendicular pe sistemul principal de fracturi sunt cu 10-30% mai eficiente și reduc durata degazării.
Schemele de degazare a straturilor de cărbune dezvoltate prin puțuri forate din lucrări sunt împărțite în 2 grupe:
Puțurile de degazare A sunt forate în planul cusăturii de la lucrările de dezvoltare a cusăturii de-a lungul creșterii, coborârii, lovirii sau la un anumit unghi față de linia de atac;
Sondele de degazare B sunt forate din lucrări pregătitoare sau de capital prin masa de rocă în crucea loviturii formațiunii. Acest grup de scheme este utilizat în principal în straturile cu scufundare abruptă.
Cu ambele grupuri de scheme, este posibilă o aranjare paralelă unică, ventilatoare sau grupată a puțurilor de degazare. Pentru schemele din grupa A, puțurile paralele-single sunt mai eficiente, deoarece degazează stratul de cărbune relativ uniform și pot fi folosite pentru a injecta apă în cusătură și pentru a umezi masa de cărbune pentru a preveni emisiile bruște de cărbune și gaz și pentru a reduce formarea de praf.
Atunci când alegeți o schemă de degazare a unei formațiuni dezvoltate cu puțuri în cel mai comun stâlp și sisteme de dezvoltare continuă, este necesar să vă ghidați după următoarele prevederi:
a) Se acordă preferință puțurilor în creștere paralele-single cu aranjamentul lor paralel în raport cu linia frontală de producție.
Un aranjament cu ventilator al puțurilor de degazare a rezervorului ar trebui luat în cazuri excepționale când este imposibil să forați puțuri unice în paralel. De exemplu, în zonele de perturbări geologice.
b) Luați următorii parametri geometrici ai puțurilor unice paralele forate în formațiune:
diametrul găurii - 80-150 mm;
stabiliți lungimea puțurilor în funcție de condițiile de dezvoltare:
dacă o secțiune a rezervorului este conturată prin lucrări pregătitoare, atunci lungimea puțului se consideră a fi cu 10-15 m mai mică decât lungimea feței pentru puțurile în sus sau orizontale și egală cu înălțimea planșeului pentru puțurile coborâtoare; în acest din urmă caz, puțurile sunt sigilate din partea laterală a gurii și din fund.
Dacă secțiunea cusăturii nu este conturată, există o lucrare pregătitoare din care se forează masa de cărbune, atunci lungimea puțurilor este considerată cu 10-15 m mai mare decât lungimea peretelui lung.
Distanța dintre puțuri paralele-single se ia în conformitate cu calculul, în funcție de eficiența necesară și de durata degazării. Pentru condițiile bazinului Donețk, distanța dintre puțuri poate fi determinată aproximativ prin formulă
unde t este durata degazării formațiunii, zile; (150-180 de zile)
Kdeg.pl - eficiența necesară a degazării formațiunii.
c) etanșarea capetelor de sondă trebuie efectuată cu etanșări speciale de doc sau mortar de ciment-nisip. Puțurile de rezervor trebuie sigilate la o adâncime de 4-10 m, iar puțurile forate în crucea formațiunii lovesc prin masa de rocă - 2-5 m.
În concluzie, trebuie remarcat faptul că eficiența degazării formațiunilor descărcate de la presiunea rocilor este nesemnificativă și, de regulă, este de 20-30%, și numai la degazarea cărbunilor cu porozitate și permeabilitate mare poate ajunge la 40-50%.
6.3 Degazarea straturilor de cărbune adiacente (sateliți) și a rocilor care le înconjoară în timpul subprelucrării, suprasolicitarii acestora
6.3.1 Bazele teoriei degazării prin satelit
Să luăm în considerare suita de formațiuni K1-K5, care se află la o adâncime de H, din care se dezvoltă formațiunea K. La adâncimea indicată, formațiunea K2 se calculează pe span AB pe o suprafață mare. Într-un punct arbitrar „C”, situat sub partea neexploatată a formațiunii K2, presiunea gazului este mai mică decât greutatea coloanei rocilor de deasupra, prin urmare, nu se eliberează gaz din formațiunea K1 în această zonă. În punctul „E”, situat sub zona prelucrată a stratului K2, presiunea rocilor pe stratul K1 scade la greutatea coloanei de rocă dintre straturile K1. se formează o cavitate n1 în care se acumulează gaz liber. În cavitate, presiunea gazului crește treptat, iar dacă presiunea gazului se dovedește a fi mai mare decât rezistența rocilor dintre straturi, atunci rocile se sparg. Gazul de la satelitul K1 prin fisurile formate intră în funcționarea formațiunii K
Formațiunea K3, care se află deasupra formațiunii dezvoltate K2 și este situată sub linia de colaps aleatoriu a KN, eliberează aproape complet gaz către funcționarea formațiunii K2. Degazarea unei astfel de formațiuni prin puțuri nu este eficientă și nu are sens. .
postat pe http://www.allbest.ru/
Fig. 12 Schema de drenaj prin satelit
Cusătura K4, situată în zona de prăbușire treptată cu o întrerupere a continuității rocilor deasupra liniei de colaps aleatoriu, poate, de asemenea, elibera gaz în funcționarea cusăturii. Cavitatea KA se formează, de asemenea, între satelitul K4 și solul său n Dacă rezistența de roci dintre satelit și limita prăbușirii este mai mică decât presiunea gazului în cavitatea n2, gazul sparge acest strat și intră în funcționarea formațiunii dezvoltate. Degazarea unor astfel de formațiuni este destul de eficientă.
Satelitul K5, care este situat în zona jgheaburilor netede, fără a rupe continuitatea rocilor, este parțial descărcat de presiunea rocilor. În consecință, gazul din cărbune trece din starea sorbită în cea liberă și se acumulează în cavitatea n3. Pe măsură ce formațiunea K2 este dezvoltată și rocile sunt compactate în spațiul prelucrat, continuitatea rocilor dintre satelitul K5 și limita zonei de speologie poate fi întreruptă. Gazul de la satelitul K5 va intra în funcționarea formațiunii K
Practica arată că sateliții aflați în solul stratului dezvoltat degajă gaz dacă distanța de la strat la satelit nu depășește 30-35 m.
Sateliții aflați în partea de sus a cusăturii dezvoltate sunt degazați dacă distanța de la cusătură la satelit nu este mai mare de 60-70 de ori grosimea cusăturii dezvoltate.
6.3.2 Scheme de drenaj a gazelor pentru straturile de cărbune adiacente și rocile care înconjoară
Recuperarea intensivă a gazelor din straturile de cărbune adiacente are loc în zona de descărcare parțială, care captează acoperișul și rocile solului la o anumită distanță de stratul dezvoltat. De-a lungul creșterii și scăderii, această zonă este limitată de unghiurile de descărcare w, iar de-a lungul loviturii începe la o anumită distanță în spatele feței de lucru și se deplasează după aceasta. Unghiul dintre planul de acoperire al stratului dezvoltat și planul limită al începutului de descărcare a masivului subminat, trasat de-a lungul liniei feței de lucru, este de 50-850 și depinde de rezistența, grosimea straturilor și de compoziţia litologică a rocilor.
Schemele de degazare pentru sateliți și roci cu incidență blândă, înclinată și abruptă sunt foarte diverse. Puțurile pot fi forate dintr-un tunel de transport, de ventilație sau simultan dintr-un tunel de transport și ventilație, cu sau fără viraj către fața de lucru. Alegerea schemei de degazare în fiecare caz specific este determinată de parametrii minieri și tehnici ai dezvoltării cusăturilor și de condițiile de realizare a lucrărilor de degazare. Cu toate acestea, în toate cazurile, este necesar să se determine parametrii de degazare:
Locuri de fântâni;
Unghiuri de amplasare a puțurilor;
Lungimea și diametrul forajelor;
Diametrul conductei de degazare și tipul pompelor de vid.
La degazarea straturilor subminate este necesar să se țină seama de faptul că în straturile subminate se formează 3 zone; colaps dezordonat, deformari ale rocilor cu o ruptura a continuitatii lor si deformari fara ruptura de continuitate. Puțurile trebuie așezate astfel încât să nu fie subminate și să funcționeze mult timp.
Determinați unghiul și lungimea puțurilor de degazare pentru satelitul K4 în timpul dezvoltării formațiunii K1. Puțurile sunt forate din deriva de transport fără a se întoarce spre fața de lucru. Schema de determinare a parametrilor puțurilor este prezentată în Fig. 13.
postat pe http://www.allbest.ru/
Fig. 13 Schema de calcul a parametrilor degazării sateliților
Legendă:
1-zonă de colaps aleatoriu;
2-zonă de devieri netede cu ruptură de continuitate a rocii;
3-Zona de abateri netede fara a rupe continuitatea rocilor;
M este distanța normală de la formațiunea dezvoltată la satelit;
b-mărimea stâlpului sau a fâșiei de moloz pentru răscoală;
dimensiunea c-consolei;
Unghiul de descărcare;
Unghiul de scufundare al rezervorului;
Unghiul de plasare a puțului;
lfora este lungimea puțului.
Formule de calcul
postat pe http://www.allbest.ru/
7. Emisii bruște de cărbune și gaze și măsuri de combatere a acestora
7.1 Fundamentele teoriei izbucnirilor bruște de cărbune și gaz
Pentru a combate eficient izbucnirile bruște de cărbune și gaze, este necesar să se cunoască cauzele acestor fenomene, precum și locurile, zonele și zonele în care se poate aștepta să apară.
Natura și mecanismul emisiilor bruște nu au fost încă studiate temeinic. Există trei grupuri de ipoteze care explică apariția izbucnirilor bruște de cărbune și gaz.
Prima grupă include ipoteze în care rolul principal în emisia de cărbune este atribuit presiunii gazului conținut de cărbune.
Al doilea grup include ipoteze în care rolul principal în eliberarea cărbunelui este atribuit presiunii rocilor și stării de stres cauzate atât de presiunea rocilor, cât și de condițiile geologice.
Al treilea grup include ipoteze în care rolul principal în emisia cărbunelui este atribuit acțiunii complexe a presiunii rocilor și a gazului, prima afectând distrugerea cărbunelui, iar cea din urmă afectând emisia cărbunelui distrus.
Cea mai recunoscută în prezent este ipoteza celui de-al 3-lea grup dezvoltată de VV Khodot, conform căreia are loc o izbucnire bruscă din cauza unei schimbări bruște a stării de stres a stratului de cărbune, o creștere bruscă a degajării gazului, rezultând un flux de cărbune. suspendat în gaz (Fig. 15) ...
postat pe http://www.allbest.ru/
P1, y1 - diagrama presiunilor si starii de solicitare a masei de roca din jurul lucrarii dupa ce a trecut un anumit timp dupa indepartarea unei benzi de carbune sau efectuarea operatiilor de sablare;
P2, y2 - diagrama presiunilor si starii de solicitare a masei de roca din jurul lucrarii in momentul scoaterii unei benzi de carbune sau efectuarii operatiilor de sablare;
P3, y3 - diagrama presiunilor și stării de solicitare a masei de rocă din jurul lucrului în momentul izbucnirii bruște a cărbunelui și gazului.
7.2 Măsuri de combatere a emisiilor bruște de cărbune și gaz.
7.2.1 Metode de tratare a emisiilor bruște, scopul și scopul acestora
Măsurile de combatere a emisiilor bruște de cărbune și gaze vizează:
Extracția gazelor conținute de cărbune;
franare cu recuperare gaz;
Creșterea ductilității cărbunelui;
Descărcarea masei de cărbune de la solicitări periculoase și creșterea proprietăților sale de filtrare;
Întărirea masei de cărbune;
Inhibarea procesului de ejectie in stadiul initial.
În funcție de condițiile de utilizare - direct în fața de lucru sau în fața acesteia, indiferent de operațiunile miniere, se obișnuiește să se împartă metodele de combatere a emisiilor bruște în cele regionale și locale.
Activitățile regionale includ: dezvoltarea prioritară a cusăturilor de protecție și umezirea preventivă a straturilor de cărbune. Activitățile regionale se desfășoară înainte de începerea filamentelor de cărbune și permit procesarea filamentelor pe o suprafață mare.
Activitățile locale includ: umezirea masei de cărbune, extracția hidraulică a cărbunelui, slăbirea hidraulică a cusăturii, spălarea hidraulică a cavităților și fisurilor conducătoare, torpilarea cusăturii, sablare cu scuturare, forarea puțurilor conducătoare de diferite diametre.
Toate aceste activități locale se desfășoară în timpul dezvoltării formațiunii și necesită forarea puțurilor. În același timp, se știe că zonele cusăturilor periculoase în ceea ce privește izbucnirile bruște sunt compuse din cărbune zdrobit intens, prin care forarea puțurilor este un proces extrem de laborios. Abaterea de la parametrii de foraj reduce eficacitatea măsurilor.
7.2.2 Acțiuni regionale de control al emisiilor de cărbune și gaze
Umidificarea preventivă a straturilor de cărbune, periculoasă din cauza emisiilor bruște
Tratamentul hidraulic al straturilor de cărbune vă permite să controlați dinamica gazelor. Astfel, saturarea lentă a rezervorului cu apă fără a-i modifica caracteristicile de filtrare duce la conservarea gazului conținut în acesta. În acest caz, presiunea și viteza de descărcare nu trebuie să depășească capacitatea naturală a masivului de a accepta lichid. Procesul fizic de conservare a metanului în cărbune cu apă se desfășoară după cum urmează. Apa, injectată în rezervor sub presiune, se deplasează mai întâi prin fisuri și pori largi, apoi, sub acțiunea forțelor capilare, pătrunde treptat în porii de tranziție și micropori. Lichidul din ele limitează eliberarea de gaz din masivul expus și cărbunele așchiat. Emisia de gaze din puțuri este redusă de 10-15 ori, iar de la cărbunele așchiat de 2-3 ori.
Cu injecția intensivă, caracteristicile de filtrare ale rezervorului se schimbă, ceea ce duce la degazarea preliminară a acestuia. În acest caz, presiunea și viteza de injecție depășesc capacitatea naturală a formațiunii de a primi fluid. Injectarea sub presiune care depășește componenta verticală a tensiunilor din greutatea rocilor supraiacente provoacă fracturarea hidraulică și eroziunea hidraulică a formațiunii.
Parametri de pompare: raza de umidificare-10-15 m., Presiune-150-200 atm., Debit de pompare de la 3 la 15 l/min.
Dezvoltarea straturilor protectoare
Cusăturile care au un efect neutralizant atunci când le prelucrează înaintea celor periculoase sunt numite de protecție.
Esența acțiunii de protecție a prelucrării avansate sau suprasolicitarii unei cusături periculoase prin izbucniri bruște constă în descărcarea sa parțială de la presiunea rocilor de deasupra, în urma căreia stratul de cărbune se extinde, porozitatea acestuia crește și, în consecință , permeabilitatea la gaz. Ca urmare a descărcării cusăturii, presiunea gazului din acesta scade, gazul absorbit trece în stare liberă și este degazat prin masa de rocă în funcționarea cusăturii de protecție.
Pentru a asigura eficacitatea exploatării în avans, avansul săpăturii stratului de protecție în raport cu fundul derivei de transport în stratul periculos trebuie să fie de cel puțin două ori distanța dintre straturi, numărând de-a lungul normalului la strat. În acest caz, în timpul dezvoltării stratului superior de protecție abrupt, nu numai fața de lucru este protejată, ci și partea de jos a deriva de transport, iar atunci când grosimea rocilor dintre straturi este de până la 60 m, se poate lucra. fără măsuri suplimentare de prevenire a izbucnirilor bruște. Cu o grosime mai mare a rocilor intercalate sunt posibile izbucniri, dar de intensitate mai mica. În aceste cazuri, PB-urile necesită măsuri suplimentare de reducere. Dacă în sol se află un strat protector abrupt, atunci partea inferioară a peretelui lung și partea inferioară a deriva de transport sunt neprotejate. Dimensiunea zonei neprotejate este de 0,55 * M, iar dacă grosimea rocilor dintre straturi este mai mare de 10 m în zona neprotejată, este necesar să se aplice măsuri suplimentare pentru combaterea emisiilor. Schema de lucru în interior, prelucrare a formațiunilor periculoase pe o adâncime abruptă este prezentată în Fig. 16.
postat pe http://www.allbest.ru/
Fig. 16 Schema de construcție a zonelor de protecție pentru straturile cu scufundare abruptă
Denumirile utilizate în Fig. 16:
c-colturi de protectie, grade; sunt adoptate conform „Instrucțiunilor pentru dezvoltarea cusăturilor predispuse la izbucniri bruște de cărbune, rocă și gaz” în funcție de unghiul de incidență al cusăturii (в = 70-800);
Mărimea S a ariei protejate normală formațiunii, m
d1-coeficient, ținând cont de grosimea stratului protector;
d2-coeficient, ținând cont de procentul de gresii din rocile interpatului;
S, S-dimensiunea zonei protejate, respectiv, în timpul lucrului suplimentar și suprasolicitarii fără a lua în considerare grosimea stratului protector și procentul de gresii din rocile dintre straturi, m; se ia in functie de lungimea stopei si de adancimea de dezvoltare conform "Instructiunilor"
Determinarea zonelor protejate la exploatarea cusăturilor cu o scufundare ușoară
Cu o cădere ușoară, conform MakNII, straturile situate deasupra celui periculos la o distanță de până la 45 m, iar sub cel periculoasă la o distanță de până la 100 m sunt de protecție.
Când se lucrează, se lucrează la o cusătură plată periculoasă, zona protejată de izbucniri pe partea laterală a căderii și răscoalei este situată la o distanță de 0,1-0,15 M de planurile verticale care trec prin limitele superioare și inferioare ale curățării. cusătură de protecție. Calculul mărimii zonelor de protecție pentru straturile de scufundare de mică adâncime se realizează folosind aceeași procedură ca și pentru straturile de scufundare abruptă.
Fig. 17 Schema de definire a zonelor de protecție pentru formațiunile cu adâncime mică
7.2.3 Măsuri locale de combatere a eliberărilor bruște
Slăbirea hidraulică a unui strat de cărbune
Afânarea hidraulică se realizează în scopul degazării parțiale a formării și reducerii stării de solicitare a masivului din apropierea lucrărilor miniere.
Procesul de slăbire hidraulică este următorul. Puțurile sunt forate cu lungimea de 6-12 m, nu mai mult de 80 mm în diametru și etanșate la o adâncime de 4-8 m. Apa este injectată în puțuri sub presiune (0,75-2) gN la un debit de 3 l/min. Consumul de apă nu este mai mic de 20 de tone din masa procesată. Distanța dintre puțuri este de 6-12 m, dimensiunea plumbului ireductibil este de 2-3 m. Afânarea hidraulică este utilizată în fețele de producție și pregătire
Extracție hidraulică a stratului de cărbune
Hidrofilarea urmărește aceleași obiective ca și slăbirea hidraulică. Este folosit în toate prototipurile, cu excepția celor care se ridică la un unghi mai mare de 250.
Forajele sunt forate cu o lungime de 2-3 m. Sunt sigilate la o adâncime mai mică decât lungimea unui foraj cu 0,3 m. Distanța dintre foraje este de 4-6 m. Apa este injectată în puțuri. Presiunea maximă a apei
Рmax = (0,8-2) gН + Рс kg / cm2,
iar finala la care se termină procesul de hidropresare
Рcon = 30 + Рс, kg / cm2
unde Рс este pierderea de presiune în rețea
Viteza de injectare a apei este determinată de formulă
25 * m, l/min
Filatura hidraulică este considerată eficientă dacă extinderea feței de cărbune este:
În fețele de lucru L = 0,01 lg;
In prepararea fetelor L = 0,02 lg;
unde lg este adâncimea de etanșare, m
Plumbul ireductibil pentru fețele de lucru nu este mai mic de 0,7 m, pentru pregătire - 1,0 m.
Spălarea hidraulică a cavităților principale
Se utilizează atunci când se efectuează lucrări pregătitoare în cusături care au un pachet de cărbune rupt cu o rezistență de cel puțin 0,6 și o grosime de cel puțin 5 cm. Înălțimea cavității este de 5-25 cm, lățimea este de cel puțin 25 cm, lățimea stâlpilor dintre cavități nu este mai mare de 30 cm (Fig. 18) Lungimea cavităților este determinată de formula
Lp? 2 * ln.o., M
unde lн.о-plumb ireductibil al cavităților; luată cel puțin 5 m.
Presiunea apei la spălarea cavităților 50-100 kg/cm2 (atm), consum de apă 15-30 l/min
postat pe http://www.allbest.ru/
Fig. 18 Dispunerea cavităților conducătoare
Pe lângă măsurile locale discutate mai sus, se pot aplica următoarele pentru combaterea emisiilor bruște:
Formarea fantelor și canelurilor de descărcare;
Forarea puţurilor de avans;
Torpilarea în masă de cărbune și explozia de scuturare.
7.3 Prognoza pericolului de izbucnire a straturilor de cărbune
Prognoza pericolului de izbucnire a straturilor de cărbune se face în următoarele etape de dezvoltare a câmpului:
1. În timpul explorării geologice;
La deschiderea straturilor cu trunchiuri, tăietori transversale și alte lucrări de câmp;
3. La efectuarea lucrărilor pregătitoare și de curățare.
Prognoza pericolului de izbucnire a formațiunilor în timpul explorării geologice este realizată de organizațiile de prospectare geologică conform unui ghid special convenit cu MakNII. Prognoza pericolului de izbucnire al formațiunilor la locul deschiderii se face în următoarea ordine:
Pentru a exclude posibilitatea deschiderii neașteptate a formațiunii, se forează puțuri exploratorii, în timp ce stratul de rocă explorat între formațiune și lucru trebuie să fie de cel puțin 5 m;
Când se apropie de fundul deschiderii lucrând la o distanță de cel puțin 3 m. De-a lungul normalului la stratul de cărbune, se forează puțuri de explorare pentru a preleva probe de cărbune, iar pericolul de izbucnire al cusăturii se stabilește pe baza următorilor indicatori. :
Eliberarea de substante volatile,%;
Conținut de cenușă de cărbune,%;
Rata inițială de recuperare a gazelor;
Destructibilitatea miezului, mm-1;
Presiunea gazului, kg/cm2;
Viteza de degajare a gazului, l/min;
Grosimea rezervorului, m;
Numărul pachetelor de cărbune.
Pericolul de izbucnire este determinat de o scară de indicatori de pericol de izbucnire, care ia în considerare și codifică toți indicatorii menționați mai sus. De exemplu: presiunea gazului în rezervor este de până la 35 atm. Este codificat cu cifra „0” și este considerată nepericuloasă, iar presiunea este mai mare de 35 atm. numărul „1” și este considerat periculos etc.
Un rezervor este considerat nepericulos dacă numărul „0” colectat este mai mare decât cel puțin numărul „1” colectat. În toate celelalte cazuri, rezervorul este considerat periculos.
Prognoza curentă a pericolului de izbucnire a formațiunii
Prognoza activității seismoacustice a lacului de acumulare este următoarea:
Valoarea medie a nivelului orar de zgomot (imp./oră) se determină la intervalul de referință de 30 de ore.
Un semn de intrare a feței într-o zonă periculoasă este considerat a fi o creștere constantă a nivelului mediu de zgomot cu 5-10% față de valoarea anterioară de cel puțin 2 ori la rând. Această caracteristică este numită „criteriul în două puncte”.
Pe lângă o creștere constantă a nivelului mediu de zgomot, un semn de pericol este o creștere bruscă a zgomotului orar de 4 ori sau mai mult în comparație cu nivelul mediu de zgomot. Această caracteristică este numită „criteriul de depășire critică”. Conducerea minei este imediat informată despre acest lucru.
La determinarea nivelului de zgomot, geofonul este instalat într-un foraj cu o lungime de cel puțin 2 m, forat de-a lungul cusăturii de la lucrul avansat. Distanța minimă de la fața de lucru la geofon trebuie să fie de cel puțin 3 m. Distanța maximă nu trebuie să depășească raza de acțiune a geofonului.
Prognoza actuală a pericolului de izbucnire bazată pe rata inițială de eliberare a gazelor din foraje este după cum urmează:
1. Foraje se forează cu lungimea de 3,5 m. În lucrările de amenajare se forează 2 foraje la o distanță de 0,5 m de peretele lucrărilor. În fețele de lucru, forajele sunt situate la o distanță de 0,5 m de manivela nișelor, iar în restul peretelui lung - la o distanță de 10 m unul de celălalt.
O zonă este clasificată ca periculoasă dacă se măsoară o rată inițială de eliberare a gazului de 5 l/min sau mai mult în cel puțin una dintre găuri la o adâncime de 3,5 m.
Literatură
1. K.Z. Ushakov, A.S. Burchakov „Aerologia întreprinderilor miniere” M. „Nedra” 1987.
2. K.Z. Ushakov, A.S. Burchakov „Aerologia minelor” M. „Nedra” 1978.
3.G.L. Pigida, E.A. Budzilo, N.I. Gorbunov „Calcule aerodinamice pentru aerologia minelor în exemple și probleme”, Kiev 1992.
4. F.A. Abramov, V.A. Boyko „Atelier de laborator pentru ventilarea minelor” M. „Nedra” 1966.
5. Ghid pentru proiectarea ventilației minelor de cărbune. Kiev 1994.
6. Scheme tehnologice progresive pentru dezvoltarea cusăturilor în minele de cărbune. Partea 1, M., 1979.
Postat pe Allbest.ru
...Documente similare
Metanul este un gaz incolor, inodor, primul membru al seriei omoloage de hidrocarburi saturate; primirea și proprietățile chimice. Proces de conversie a metanului la temperatură înaltă pentru producția de metanol; determinarea echivalentului de carbon al gazului sursă.
lucrare de termen adăugată 12.12.2012
Caracteristicile structurii hidrocarburilor saturate, izomeria și nomenclatura acestora. Seria omoloagă de alcani este neramificată. Producția de metan în condiții de laborator, proprietățile sale fizice și chimice. Domenii de aplicare a metanului ca gaz natural.
prezentare adaugata la 22.12.2013
Etapele prelucrării primare a gazelor naturale, compoziția sa și conceptul de conversie aburului-aer a metanului. Schema transformărilor chimice, fundamentele fizico-chimice, termodinamica și cinetica procesului, esența și avantajele conversiei catalitice.
lucrare de termen, adăugată 03.11.2009
Conversia metanului din gazul natural cu abur este principala metodă industrială de producere a hidrogenului. Tipuri de conversii catalitice. Schema unui aparat de contact tubular. Diagrama procesului de conversie a metanului din gaze naturale.
lucrare de termen adăugată la 20.11.2012
Subiectul de chimie organică. Conceptul de reacții chimice. Nomenclatura compușilor organici. Caracteristici și metode de obținere a alcanilor. Legături chimice covalente într-o moleculă de metan. Proprietățile chimice ale haloalcanilor. Izomeria structurală a alchenelor.
test, adaugat 07.01.2013
Descrierea gazului de sinteză - un amestec de monoxid de carbon cu hidrogen în diferite rapoarte. Costurile de capital și de exploatare pentru producția sa. Oxidarea parțială a metanului și condițiile de sinteză. Reformarea autotermală a metanului sau a uleiului (ATR, ATR).
prezentare adaugata la 08.12.2015
Studiul proprietăților fizice și chimice ale metanului, etanului și ciclopropanului. Utilizare în casă și industrie de depozitare a hidrocarburilor gazoase și lichide. Determinarea masei de gaz incolor într-un rezervor subteran geometric.
test, adaugat 29.06.2014
Cea mai importantă materie organică din atmosferă. Natura surselor naturale și antropice de metan. Ponderea surselor individuale în fluxul total de metan în atmosferă. Creșterea temperaturii atmosferice.
rezumat, adăugat 25.10.2006
Schema tehnologică de producere a amoniacului și producerea gazelor de sinteză. Analiza exergetică a principalelor etape ale conversiei abur-aer a metanului. Analiza termodinamică a procesului de ardere într-un cuptor cu tuburi. Determinarea randamentului exergic al unui reactor minier.
teză, adăugată 11.05.2012
Acetilena este un gaz incolor cu un miros slab dulceag. Studierea procesului de producere a acetilenei prin diverse metode: electrocracare (din metan), cracare termică (din propan lichid), piroliza oxidativă termică a metanului și din gaze de reacție.
