Gáztalanítás - intézkedések az éghető, robbanásveszélyes és egyéb káros gázok veszélyes koncentrációjának megszüntetésére a bányákban.
A bányák gáztalanítása olyan intézkedések összessége, amelyek célja a különböző forrásokból felszabaduló metán kinyerése és megkötése , elkülönítetten a felszínre vagy a bányákba történő eltávolításával, amelyben biztonságos koncentrációra hígítható. [Szénbánya gáztalanítási kézikönyv , 1990 ]
A gáztalanító rendszer egy vákuumszivattyútelepből, gázvezetékekből, kutakból, valamint vezérlő elzáró és biztonsági berendezésekből áll, beleértve a vezérlő- és irányítási eszközöket. A rendszerben található egyes hivatkozások viszonylag nagy területen helyezkednek el. Egyes kutak távolsága a vákuumszivattyúállomástól akár 5 km-re vagy több. A kutak száma néha eléri az 50-60-at.
A kútfejek csőszakaszok segítségével csatlakoznak a helyi csővezetékekhez, amelyek viszont a metán-levegő keveréket vákuumszivattyúkhoz szállító fővezetékhez csatlakoznak. A fúrólyuk csővezetékek átmérője 100-150 mm (kisebb átmérőjű csövek jelenleg ritkán használatosak), a helyi vezetékek átmérője 150-250 mm, a fővezetékek 200-400 mm. Gyakran két fő gázvezetéket használnak a rendszer szükséges teljesítményének biztosítására. A fúrólyuk és helyi csővezetékek elzárószelepekkel és szerelvényekkel rendelkeznek a gázmintavételhez, valamint a hőmérséklet, nyomás és gázkeverék áramlásának szabályozásához. A gázkeverék paramétereinek mérési helyét a záró- vagy szabályozószelepek mögötti mozgásának irányában kell kiválasztani. A gáztalanító rendszer sematikus diagramja az 1. ábrán látható. A rendszer hálózatainak megkülönböztető jellemzői a következők: lehetőség a hálózat egyes szakaszainak nehezen hozzáférhető helyekre történő lefektetésére; gyakran hiányzik az elektromos energiaforrás a kutak és csővezetékek közelében; időben változó hálózati struktúra, amelyet az arcok előrehaladási sebessége határoz meg.
Az üzemi feltételeknek megfelelően minden vezérlő és automatizálási eszköz felosztható földalattira, amelyet a bányaművelésre szántak, és felszínire, amelyeket a VNS (vákuumszivattyúállomások) épületeiben és az általános bánya diszpécser helyiségeiben telepítenek.
Az első készülékcsoport esetében, a földalatti körülmények között használt eszközökkel és automatizálási berendezésekkel analóg módon , a működési feltételeket a következő adatok jellemzik:
1. ábra. A bánya gáztalanító rendszerének sematikus diagramja: 1 kút; 2- lyukú gázvezeték; 3 szakaszos gázvezeték: 4 - fő gázvezeték; 5-bypass vezeték; 6- gyertya a gázkeveréknek a légkörbe való kibocsátására; 7 - nyomású gázvezeték; 8 - elzáró és vezérlő berendezések; 9- vákuumszivattyú állomás; 10- kazánház (a gázkeverék fogyasztója)
a környezet relatív páratartalma akár 98% (+35 °С hőmérsékleten); a környezet agresszív, robbanásveszélyes 1. kategória; a légsugár sebessége üzem közben 8 m/s-ig; a gáztalanító rendszer földalatti berendezéseit körülvevő környezet portartalma 800 mg/cm3-ig.
A felszínen elhelyezett vezérlő- és automatizálási eszközök esetében a működési feltételek a következők: légnyomás 840-1070 hPa; szobahőmérséklet +10 és +35°С között; a környezet relatív páratartalma 80% -ig + 25 ° C hőmérsékleten; metántartalom a VNS épületek légkörében I. köt. %. A gáztalanító rendszerek vezérléséhez és automatizálásához szükséges eszközök kiválasztásához nagy jelentőségűek a rendszer egyes kapcsolatainak működési módjaira vonatkozó információk, és mindenekelőtt a csővezetékekben lévő gázkeverék paramétereinek változásának határai, valamint a kútfőnél.
A gázkeverék paraméterei a következők szerint változhatnak: ritkulás a kútfejnél 0-270 (ritkán akár 330) hPa, helyi és fővezetékekben - 0-530 hPa; a gázkeverék relatív páratartalma - akár 100% (a cseppnedvesség jelenléte lehetséges); a keverék metántartalma 0 és 100 térfogat között van. %; szén-dioxid tartalom 0 és 2 térfogat között. %; gázkeverék sugársebessége a csővezetékben 0,5-20 m/s; a gázkeverék hőmérséklete -5 és + 35 ° C között (kivéve azokat a csővezetékeket, amelyekben csepegő nedvesség figyelhető meg; ilyen gázvezetékeknél a gázkeverék hőmérséklete +5 és + 35 ° C között változik); gázkeverék - robbanásveszélyes, agresszív 1. kategória.
A WPS befecskendező vezetékében lévő gázkeverék paraméterei gyakorlatilag megegyeznek a föld alatti csővezetékek keverékével, kivéve a keverék nyomását, amely 0-250 hPa -val meghaladja a légköri értéket . Ha a gázkeveréket jelentős távolságra kell a fogyasztókhoz eljuttatni, akkor ez az érték valamelyest nő.
A jelenleg meglévő gáztalanító rendszerekben széles körben használt vákuumszivattyúk (vízgyűrű) olyan jellemzőkkel rendelkeznek, amelyek a légköri nyomás 40-60%-a közötti vákuumértéken biztosítják a maximális hatékonyságot. A gáztalanító hálózat kiszámításakor ezt az értéket 465 hPa-nak kell feltételezni.
Dinamikai szempontból a bányagáztalanító rendszerek nagyon heterogén jellemzőkkel rendelkeznek. Így például a kutak tömítésének megsértése, a gázvezetékek károsodása, a csővezetékek keresztmetszetének vízdugóval való elzárása miatt a vákuum éles változása meglehetősen gyors (néhány másodperctől több percig terjedő) változást okoz metánkoncentráció a sérülés helyének közelében, vagy vízdugó képződése. Ugyanakkor a metán koncentrációjának változása a kútfejnél a ritkítási értékek újraelosztása során meglehetősen lassan következik be. Ezekben az esetekben a tranziens folyamat időtartama (metánkoncentráció szempontjából) több tíz perctől több óráig terjedhet.
A gáztalanító üzemek objektumainak statikai jellemzői még az azonos nevűek esetében is eltérőek. Így például még az ugyanazon a területen található kutakból is különböző metánkoncentrációjú keveréket szállítanak . Ráadásul ezek a jellemzők az idő múlásával jelentősen változhatnak a bányászati front előrehaladtával. A csővezetékek jellemzői is nagyon változóak, amelyek konfigurációja a bányászat során változik.
1. Útmutató a szénbányák gáztalanításához. M., 1975.
2. Biztonsági szabály a szén- és palabányákban. M., Nedra, 1973.
3. Útmutató a szénbányák gáztalanításához . _ Bejegyezve az Orosz Föderáció Igazságügyi Minisztériumában 2011. december 29-én, regisztrációs száma 22811.