Стационарные машины и установки

Горелка имеет следующую  комплектацию - горелка, дутьевой вентилятор, газовая арматура, блок управления.

Газовая арматура включает два  отсечных клапана, регулятор расхода  газа, два датчика контроля присоединительного давления газа, клапан безопасности с датчиком контроля утечки-натечки, отсечной клапан и установочный кран запальной горелки.

Зажигание горелки осуществляется запальной горелкой, которая воспламеняется свечой зажигания. Контроль наличия  пламени осуществляется по фотодатчику  контроля пламени через гляделку на верхней стенке дутьевого вентилятора.

Измерение настроечных параметров в процессе наладки и эксплуатации горелки осуществляется через ниппель  отбора параметров газа на боковой  стенке газового коллектора.

Горелка осуществляет струйное смешение газа с воздухом и образование  горючей смеси на фронте стабилизирующих процесс горения пилонов. Процесс сжигания газа должен протекать в коротком факеле и обеспечивать высокую устойчивость горения во всём диапазоне регулирования, равномерное температурное поле в топочном пространстве.

Розжиг горелки, плавное  управление мощностью по заданной программе, контроль установленных параметров осуществляется блоком управления автоматически.

Для установки горелки на правой боковой стенке котла в его  обмуровке выполняется окно с  дополнительными каркасными элементами (присоединительный фланец) для крепления горелки. Соединение фланца горелки с присоединительным фланцем котла осуществляется на болтах с уплотнением из асбестового картона по ГОСТ 2850-75. Фронтальный срез установленной горелки должен быть в одной плоскости с внутренней поверхностью обмуровки топки котла.

К газопроводу непосредственно  перед горелкой присоединяется продувочный  трубопровод с затвором и огнепреградителем типа ПО-100 либо другого типа с аналогичными техническими параметрами. Продувочный трубопровод выводится из здания котельной на площадку обслуживания газоприготовительной системы.

В котле напротив окна горелки заменено 13 экранных труб с установкой промежуточного коллектора, 11 укороченных экранных труб и двух перепускных труб (выполняется проем в экранных трубах для факела горелки). Часть верхнего барабана котла в топочной камере и камере догорания следует теплоизолировать.

В верхней части котла  было установлено 3 взрывных клапана. Взрывные клапаны установлены также на газоход котла и на циклон.

Перед розжигом котла и  при работе котла на газе решётки  колосников должны быть заложены слоем  угля толщиной не менее 100 мм. Топливный  бункер и забрасыватель также  заполняются углём.

Перед запуском горелки газопровод от вакуум-насосной до котельной продувыется  газом от выходного коллектора вакуум-насосной станции. Запуск горелки производится при концентрации метана перед горелкой не менее 30% об.

3.3.2. Производство электроэнергии газомоторной  установкой

Для производства электроэнергии при утилизации МВС с концентрацией  более 30% применяются контейнерные газомоторные установки включающие в обязательном порядке:

• стальной контейнер;
• агрегат газового двигателя;
• дополнительные компоненты агрегата;
• газорегуляторное устройство;
• систему смазочного масла;
• систему охлаждающей жидкости;
• оборудование запасного охлаждения;
• газо-выпускную систему с системой дымовой трубы;
• вентиляционную установку;
• синхронный генератор 400 В4
• измерительно-регулировочную технику и управление.

Утилизация МВС в ГМУ  осуществляется посредством использования  мультигазового смесителя при концентрации метана в МВС от 35 до 50%.

3.3.3. Технологическая стадия дожигания  избытка МВС в факельной установке

В составе установок для  утилизации ШМ на шахте им. СМ. Кирова применена ФУ для низкотемпературного  сжигания ШМ типа (ФУ) УФ-Н30-Ду600-п4775-ГФНГ-400/300/0.02А. Для обеспечения безопасной работы ФУ (подачи газа на дежурные горелки) данного типа при временном отсутствии подачи МВС необходима внешняя система газоснабжения пропаном - емкость хранения газа в объеме суточного потребления.

Утилизация МВС на ФУ осуществляется в соответствии с техническим  паспортом и инструкцией по эксплуатации ФУ конкретного типа.

Розжиг ФУ производится автоматически  системой розжига и контроля пламени.

В случае прекращения подачи метановоздушной смеси на дежурные горелки ФУ, система автоматики установки  выполняет переключение на потребление  пропана.

Утилизируемая МВС сжигается  в ФУ посредством создания «бегущего огня» эжектором с катушкой зажигания с тиристорным прерывателем и свечей зажигания.

Блок розжига и контроля пламени ФУ обеспечивает все необходимые  операции по выполнению функций инициации  и поддержания пламени в ФУ.

Для защиты газового коллектора и ВНС при проскоке пламени  во внутрь ствола факела и защиты от взрыва при снижении концентрации СЩ в МВС до взрывных концентраций (4-45 %) установлен гидрозатвор (ГЗ).

Гидрозатвор обеспечивает поддержание  давления в газовом коллекторе не менее 10 кПа, сбор и вывод капельной  жидкости.

Давление в газопроводе  на выходе из ВНС и входе ГМУ, соответственно, поддерживается стабильным автоматически - за счёт установленного в ВНС регулирующего затвора с взрывозащищённым электроприводом. Контроль давления производится датчиками давления-разряжения. В зависимости от показаний датчика автоматическая система управления ВНС регулирует давление в трубопроводе за счёт стравливания части газа в атмосферу через регулирующий затвор и трубы сброса вакуум-насосной станции. Величина давления на выходе из ВНС определяется опытным путём при наладке горелки МДГГ-1600Б из условия обеспечения стабильного давления перед горелкой.

На установке утилизации ШМ на шахте им. СМ. Кирова предусмотрен контроль следующих параметров подаваемой на ГМУ и котельную МВС:

• концентрация метана - при помощи установленного на газопроводе газоанализатора (блок датчика газоанализатора устанавливается на газопроводе в котельной перед горелкой, блок индикации - в шкафу управления, на передней панели,линии связи прокладываются от блока индикации к контроллеру вакуум- 
  насосной станции по технологической эстакаде);
• расход газа - при помощи расходомера;
• температура газа - при помощи термопреобразователей.
• В ВНС предусмотрено автоматическое прекращение подачи метановоздушной смеси на сжигание в ГМУ и котельную в следующих случаях:
• снижение концентрации метана в газе ниже 30% об.;
• повышение давления в газопроводе на выходе из вакуум-насосной станции выше 30 кПа;
• понижение давления в газопроводе на выходе из вакуум-насосной станции ниже 5 кПа;

Прекращение подачи МВС предусматривается  при помощи быстродействующих отсечных газовых клапанов.

Защита от проникновения  пламени и взрыва по газопроводу  предусмотрена за счёт установки  пламепреградителя ППК-1-01 с техническими характеристиками:

• тип - сухой;
• вид горючей смеси - метановоздушная;
• диаметр условного прохода - 400 мм;
• пропускная способность - 4,2 м³/с;
• сопротивление потоку при расходе газа 4,2 м³/с - 600 Па;
• масса - до 400 кг.

Прекращение подачи газа в  ГМУ и котельную производится при помощи клапана отсечного  быстродействующего газового (КОг) с  техническими характеристиками:

• маркировка взрывозащиты - ПВТ4;
• диаметр условного прохода Dn - 500 мм;
• рабочее давление -1,6 МПа;
• время закрытия - не более 1,0 с;
• класс герметичности - А;
• тип присоединения - фланцевое;
• размер между фланцами - 1120 мм;
• масса - до 740 кг.

Отображение показаний приборов производится при помощи многоканального  термометра ТМ 5122-Ех.

Термометр многоканальный установлен на передней панели шкафа управления в помещении котельной.

При отклонении параметров подаваемой на ГМУ и КУ МВС от рабочих значений предусматривается срабатывание исполнительного  реле термометра, которое воздействует на пускатель спускового механизма  отсечного клапана КО для закрывания клапана.

Автоматикой безопасности вакуум-насосной станции при снижении концентрации метана в МВС ниже 30% об. производится прекращение подачи газа на котельную за счёт срабатывания быстродействующего отсечного клапана с электромагнитным приводом КОг. При срабатывании клапана КОг в ВНС давление в газопроводе падает, срабатывает схема безопасности БАУ «ВЕГА» и работа горелки прекращается.

 

3.4. Дегазационные  работы

3.4.1. Дегазация разрабатываемого пласта

Данные о газодинамическом состоянии пласта «Болдыревский» в  условиях блока №3 сведены в табл. 3.4-1 и 3.4-2.

Таблица 3.4-1

Исходные данные для прогноза эффективности  дегазации разрабатываемого пласта на участке лавы 24-52 (пласт «Болдыревский»)

Участок пласта, обуриваемый скважинами из камеры	Средняя глубина, м	Метаноносность пласта м3/т	Длина лавы, м	Число устьев скважен	Время обуривания участка пласта, сут
№ 1 (водоспускной штрек 2452 в направлении очистного забоя)	400	15,2	244	6	12
№ 2 (водоспускной штрек 2452 по ходу очистного  забоя	395	15,0	244	6	10
№ 3 промежуточный штрек 2452 по ходу очистного забоя	305	11,6	244	6	12

 

Таблица 3.4-2

 Исходные данные о газодинамическом состоянии пласта «Болдыревский» и его показателях газоотдачи в скважины

 

Участок пласта, обуриваемый скважинами из камеры	Метаноносность пласта X, м3/т с.б.м	Интенсивность начального метановыделения  в скважины g0 м3/(м2*сут)	Темп снижения метановыделения во времени α, сут-1
№1	15,2	0,24	0,010
№2	15,0	0,24	0,010
№3	11,6	0,21	0,008

3.4.1.1 Прогнозные показатели метановыделения из пласта «Болдыревский» в пластовые скважины

Прогноз интенсивности и  объемов метановыделения в дегазационные  скважины выполнены в соответствии с положениями, изложенными в  «Методических рекомендациях о порядке дегазации угольных шахт» (РД-05-09-2006), а также с учетом опыта дегазации разрабатываемых пластов скважинами, функционировавшими в зонах пласта с природной газопроницаемостью и в зонах влияния очистного забоя.

Прогноз интенсивности и  объемов метановыделения из пласта в дегазационные скважины состояли в определении показателей метановыделения на следующих участках функционирования скважин:

• на участках пласта в процессе обуривания скважинами;
• в зоне пласта с природной проницаемостью при расположении 9 скважин параллельно друг другу и параллельно оси выемочного участка до начала очистных работ в соответствующем блоке;
• в зоне веерного расположения 6 скважин до начала очистных работ;
• в тех же зонах пласта для параллельного и веерного расположения скважин после начала работы лавы по добыче угля в соответствующих блоках выемочного участка лавы 24-52.

Условия дегазации разрабатываемого пласта и прогнозные данные об интенсивности  и объемах метановыделения в  скважины в упомянутых зонах пласта до начала работы лавы по добыче угля и  во время добычных работ приведены  в таблицах 3.4-3 и 3.4-4.

 

Таблица 3.4-3

Условия дегазации  и время отработки пласта в  блоках на участке лавы 24-52

№№ п/п	Наименование показателей	Размерность	Численные значения
			номер камеры
			1	2	3
1	Протяженность пластовых  скважин	м	7449	5724	7637
2	Расстояние между параллельными частями скважин	м	25	25	25
3	Время обуривания пласта в блоке	сутки	12	10	12
4	Продолжительность дегазации пласта в блоке: предварительной (до начала очистных работ в блоке); при ведении очистных работ  в блоке (время отработки пласта в блоке).
		сутки	75	150	195
		сутки	80	55	90