Способи і схеми провітрювання шахт

Схеми провітрювання шахт приймають відповідними схемами розкриття родовищ та підготовки основних горизонтів. При підземній розробці рудних родовищ в основному приймають діагональну або флангову схему провітрювання, при якій свіже повітря надходить по центральному головному стволу шахти і, пройшовши через вентиляційну сітку, викидається в атмосферу по флангових вентиляційних стволах. Основною перевагою цієї схеми єприблизна постійність опору вентиляційної сітки при відпрацюванні запасів корисної копалини в поверсі. На практиці застосовують в основному два різновиди схеми провітрювання, які показано на рис. 6.10.

Перша - з використанням вентиляційного штреку верхнього горизонту, як вентиляційного (рис. 6.10, а). характеризується відносною простою і невеликою вартістю. Важливим її недоліком є складність виконання очисних робіт на двох суміжних горизонтах. Такий різновид застосовується на родовищах відносно невеликої потужності і простягання.

Особливість другого різновиду єнаявність спеціального вентиляційного штреку-колектора, пройденого на 8-15 м вище відкотного. Тут. повітря також подається по головному центральному стволу шахти.

Свіже повітря, пройшовши по виробках очисних блоків, по вентиляційних виробках спрямовується на збиральний щтрек-колектор і далі - до вентиляційних шахт. Вентиляційний штрек колектор, як правило, обслуговує два горизонти.

Наявність штреку-колектора суттєво покращує провітрювання і дає змогу без будь-яких складностей виконувати очисні роботи на двох суміжних горизонтах, але вимагає додаткових витрат на його проходку.

Таку схему застосовують на родовищах великої потужності з великими запасами корисних копалин у поверхах.

У процесі відпрацювання запасів у поверсі гірничі роботи поступово переміщуються і по простяганню від блоку до блоку, і в межах блоку, що викликає необхідність регулювання розподілу повітря і за кількістю (дебіт) і за напрямком руху (направляючи в інші виробки).

Способи регулювання дебіту головними вентиляційними установками вказано нижче. Регулювання розподілу повітря по виробках, блоках здійснюється за допомогою вентиляційних споруджень (перемичок, дверей, вікон та інше), перекриваючи виробки або змінюючи їх опір установкою вікон. Часто для збільшення кількості повітря, яке проходить по виробці, в ній установлюють вибійний допоміжний вентилятор.

У процесі проведеннявсі гірничі виробки за умовами провітрювання належать до тупикових, тобто в них виключається наскрізний рух вентиляційного струменя. Залежно від довжини або глибини виробок, з урахуванням конкретних гірничо-геологічних і гірничотехнічних умов вентиляція таких виробок здійснюється за допомогою вентиляторів місцевого провітрювання і вентиляційних труб, а в деяких випадках шляхом використання турбулентної дифузії і поздовжніх перегородок.

За рахунок дифузії дозволяється провітрювання горизонтальних виробок (рис. 6.11, а) протяжністю не більше 10 м, а вертикальних - глибиною не більше 5 м.

Розвідувальні виробки нерідко мають значну довжину, вимірювану декількома кілометрами.

Провітрювання таких протяжних виробок здійснюється за допомогою вентиляторів місцевого провітрювання, трубопроводу, прокладеного по всій виробці, допоміжної паралельної виробки і вентиляційних свердловин (шурфів).

Застосування вентиляційних перегородок не знайшло використання в практиці проходки виробок, оскільки в цьому випадку збільшується площа поперечного перерізу виробок, затрудняється транспортування вантажів, виникає необхідність у забезпеченні хорошої герметизації перегородок.

Нагнітальний спосіб провітрювання (рис. 6.11, б). Цей спосіб має найбільше поширення. Він особливо ефективний при довжині (глибині) виробок до 300 м, і лише цей спосіб використовується для провітрювання виробок, небезпечних щодо вибухів газу або пилу.

При нагнітальному способі свіже повітря подається вентиляційним трубопроводом, що прокладається по всій виробці, а забруднене повітря витісняється безпосередньо виробкою. Відповідно до ПБ трубопровід повинен відставати від вибою в горизонтальній виробці не більше, ніж на 10 м, а у вертикальній - не більше, ніж на 5 м. Основним достоїнством способу є те, що свіже повітря з трубопроводу надходить безпосередньо у вибій, де працюють люди. Трубопровід працює з надлишковим внутрішнім тиском, через що при нагнітальному способі можуть використовуватися як жорсткі, так і м'які вентиляційні труби.

Далекобійність струменя повітря, що виходить біля вибою виробки з трубопроводу, залежить від його швидкості руху в трубопроводі і площі перерізу виробки. Для збільшення далекобійності струменя повітря на кінці трубопроводу доцільно використовувати конусну насадку. Нагнітальний вентилятор встановлюється на відстані не меншій, ніж 10 м від устяпровітрюваної виробки. Якщо цю вимогу не виконати, то частина вихідного струменя на усті виробки може знову потрапити у вентилятор і буде відбуватися рециркуляція.

Якщо нагнітальний вентилятор встановлюється на наскрізному струмені основної виробки, то для виключення рециркуляції необхідно щоб подача вентилятора не перевищувала 70% подачі повітря по цій виробці за рахунок загальної депресії.

Недоліком нагнітального способу є те, що видавлювані з привибійної частини виробки гази, які утворюються при вибухових роботах, поширені по всій довжині виробки. Це виключає виконання яких-небудь робіт у виробці до закінчення її провітрювання.

Всмоктуючий спосіб провітрювання. При провітрюванні цим способом свіже повітря надходить безпосередньо по виробці, а забруднене видаляється трубопроводом. Всмоктуючий спосіб доцільний для провітрювання протяжних виробок, оскільки незалежно від довжини, виробка не забруднюється, за винятком привибійної частини, отруйними продуктами вибуху.

Основний недолік способу полягає у тому, що в ході провітрювання у вибої не відбувається інтенсивного перемішування повітря. Зона розрідження, з якої вентилятором засмоктується повітря, має невелику глибину. Внаслідок цього у вибої можуть утворюватися області застою з високою концентрацією отруйних газів. У зв'язку з цим недоліком, всмоктуючий спосіб не ефективний у виробках з великою площею поперечного перерізу.

Крім того, при всмоктуючому способі вентиляційний трубопровід на дільниці від вибою виробки до вентилятора працює під недостатнім тиском. Значить, тут виключається використання "м'яких" труб. Спосіб не можна використовувати у виробках, небезпечних щодо вибуху газу і пилу.

Комбінований спосіб провітрювання. При використанні цього способу по всій виробці прокладається тільки трубопровід, по якому з вибою відсмоктується забруднене повітря, а в привибійний частині - додатково трубопровід для подачі до вибою свіжого повітря. Таким чином, при комбінованому способі узгоджуються переваги нагнітального і всмоктуючого.

Нагнітальний вентилятор встановлюється за межами зони, забрудненої шкідливими газами і пилом при вибухових роботах. Протяжність цієї зони визначається розрахунком залежно від маси ВР, що підриваються, їхвластивостей і площі поперечного перерізу виробки. У середньому ця величина складає близько 50 м.

Комбінований спосіб особливо доцільний для провітрювання протяжних виробок з великою площею поперечного перерізу. Однак, як і всмоктуючий, він не може використовуватися у виробках, небезпечних щодо вибуху газу і пилу.

Кількість свіжого повітря, яке подається в окремі виробки та в шахту в цілому, повинна забезпечити нормальні атмосферні умови в них в суворій відповідності до вимог "Правил безпеки". Виходячи з цього, необхідну і достатню кількість повітря для провітрювання визначають за такими факторами: за числом людей в шахті, за розрідженням до допустимих концентрацій отруйних газів, за виносом дисперсного пилу, а в разі виділення із порід газів (вуглекислого, метану та інших) за розрідженням і видаленням фактично виділяючих газів. Кількість повітря "по людях" визначають за максимально можливою кількістю людей, які одночасно знаходяться в шахті, із розрахунку подачі на одну людину повітря 6 м³ за хвилину.

За фактором розрідження отруйних газів кількість повітря для провітрювання визначають за максимальною кількістю ВР, які підриваються, як головного джерела утворення цих газів. Для спрощення розрахунки виконують за умовним окисом вуглецю, прирівнюючи літр окису азоту до 6,5 літрів окису вуглецю. Граничне допустима концентрація умовного окису вуглецю дорівнює 0,008%.

Дослідження показують, що дисперсний пил виноситься вентиляційною

течією при швидкості її руху по виробках не менше, ніж 0,13-0,25 м/с. Для ефективного виносу пилу необхідно забезпечити швидкість руху повітря не менше, ніж 0,5 м/с у виробках з викидом пилу (прохідницькі, очисні вибої, виробки випуску та доставки руди та інші). За річною (добовою) продуктивністю шахти кількість повітря визначають на основі аналізу та узагальнення даних практики з урахуванням особливостей технології видобутку корисних копалин.

Так, для шахт Кривого Рогу встановлено, що ефективне провітрювання їх забезпечується при подачі в шахти повітря 60–80 м³/с на кожний мільйон тонн річної продуктивності. Із визначеної за всіма факторами кількості повітря беруть найбільше значення. Для рудних шахт найбільшу кількість повітря для провітрювання одержують переважно за фактором виносу пилу і за кількістю ВР, які підриваються. Остаточно необхідна кількість повітря береться з урахуванням неминучих втрат на усьому шляху його руху через вентиляційну сітку (мережу).

Втрати повітря у вигляді витікання, підсосів складають: у вентиляторних установках - 10–15%; через перемички - 8–10%; через зони обвалення -16–30% від кількості доступаючого повітря.

Зниження витікання - одне із головних напрямків підвищення ефективності провітрювання. Звичайно при встановленні кількості повітря для провітрювання враховують коефіцієнт резерву, величину якого беруть у межах 1,4–2,0 залежно від умов розробки.

Контрольні питання:

1. Провітрювання виробок і шахти в цілому. За рахунок чтого здійснюється. Статичний, динамічний та повний тиск повітря, депресія, еквівалентний отвір, вентиляційна сітка, місцевий опір, природна тяга.

2. Вентилятори для провітрювання шахт. Відцентрові і осьові вентилятори. Як характеризуються вентилятори при їх роботі.

3. Вентиляційні труби. Різновид труб їх характеристики. Параметри вентиляційних труб (аеродинамічний опір, повітропроникливість, депресія).

4. Які існують схеми провітрювання шахт, їх характеристики. Як змінюється вентиляція шахти у процесі відпрацювання запасів.

5. Провітрювання виробок (за рахунок дифузії, нагнітальний спосіб провітрювання).

6. Провітрювання виробок (всмоктуючий спосіб провітрювання, комбінований спосіб провітрювання).

7. Як розраховується кількість свіжого повітря при провітрюванні гірничих виробок. Найбільша кількість повітря для рудних шахт.

Дата добавления: 2015-08-27