Литература

1. Кирин Б.Ф., Ушаков К.З. Рудничная и промышленная аэрология.- М.:Недра, 1983.- 256с.

2. Руководство по проектированию вентиляции угольных шахт:Государственный нормативный акт об охране труда.- К.:Основа, 1994.- 312 с.

3. Абрамов Ф.А., Бойко В.А., Гращенков Н.Ф. и др. Справочник по рудничной вентиляции.- М.:Недра, 1977.- 328с.

Лекция № 19 Проветривание горизонтальных и наклонных выработок

19.1 Способы проветривания тупиковых горных вырабо-

ток.

19.2 Расчет количества воздуха, необходимого для про-

ветривания тупиковых выработок.

19.3 Особенности проветривания длинных тупиковых вы-

работок

Цель изучения темы

Изучение способов проветривания горизонтальных и наклонных выработок.

Студенты должны знать:

Способы проветривания горизонтальных и наклонных выработок, а также принципы выбора оборудования, применяемого для проветривания тупиковых выработок.

Вопросы для контроля и самоконтроля

1. Какие типы вентиляционных труб применяются для проветривания горизонтальных и наклонных выработок?

2. Какое отставание вентиляционных труб допускают ПБ на газовых и негазовых шахтах?

3. На каком расстоянии от исходящей струи устанавливается ВМП?

4. Как определяется необходимый расход воздуха для проветривания выработки по метановыделению?

5. Какую концентрацию газов допускают ПБ после ведения взрывных работ по углю в подготовительном забое?

19.1 Способы проветривания тупиковых горных выработок

Проветривание тупиковых забоев должно обеспечивать:

• удаление из выработки в расчетное время ядовитых газообразных продуктов разложения взрывчатых веществ (ВВ);

• разбавление и удаление из выработок ядовитых и взрывчатых газов, выделяющихся из пород и полезного ископаемого;

• создание нормальной температуры воздуха в забое и во всей выработке.

Проветривание осуществляется за счет совместного действия вентиляторов главного проветривания и естественной тяги, а также местных побудителей вентиляции: вентиляторов местного проветривания (ВМП), эжекторов и т.п. Выработки, проводимые парным забоем, в большинстве случаев проветриваются за счет общешахтной вентиляции и работы ВМП.

При составлении схем проветривания необходимо учитывать требования ПБ: вентилятор местного проветривания должен быть установлен в выработке со свежей струей на расстоянии не менее 10м от струи, выходящей из устья тупиковой выработки; производительность ВМП не должна превышать 70% от дебита струи, из которой вентилятор забирает свежий воздух. При проведении выработок на вентиляционном горизонте с разрешения главного инженера шахты допускается установка ВМП на исходящей струе, но при условии, что содержание метана в ней не превышает 0,5%, а содержание ядовитых газов находится в пределах установленных санитарных норм.

Различают следующие способы проветривания: нагнетательный, всасывающий и несколько видов комбинированного.

Нагнетательный способ (рис.19.1) применяется в выработках, где из стенок, кровли или почвы выделяются горючие (метан, водород) или ядовитые (сероводород, сернистый газ, окись углерода) газы, а также обескислороженный воздух. В остальных случаях можно применять любой способ проветривания.

Рисунок 19.1 – Нагнетательное проветривание

Достоинства этого способа заключаются в интенсивном перемешивании воздуха в призабойном пространстве и разбавлении его свежим воздухом, поступающим из конца воздухопровода. Исходящая из забоя струя выходит по выработке к устью, захватывая по пути все вредные и взрывчатые газообразные примеси, выделяющиеся из стенок, кровли и почвы выработки. К достоинствам следует отнести и то, что возможно применение гибких (матерчатых, прорезиненных и иных) трубопроводов, удобных в эксплуатации.

Основной недостаток способа - загазирование всей выработки и необходимость постепенного разбавления этих газов до санитарных норм, что при большом объеме (длине) выработок требует установки вентиляторов значительной производительности и труб большого диаметра.

Всасывающий способ проветривания (рис. 19.2) может применяться, когда из стенок, кровли и почвы выработки не выделяются взрывчатые и ядовитые газы.

Рисунок 19.2 – Всасывающее проветривание

Достоинства этого способа заключаются в том, что высасываемый из призабойного пространства воздух, содержащий продукты разложения ВВ, удаляется по вентиляционным трубам, а по выработке от устья к забою движется свежая струя, поэтому работы могут не прекращаться. В первые минуты проветривание происходит интенсивно, вследствие засасывания в трубы воздуха с очень высокой концентрацией ядовитых газов, определяемой количеством взорванного ВВ и объемом зоны отброса газов от забоя. Однако, затем интенсивность проветривания снижается, вследствие засасывания в трубы относительно чистого воздуха, несмотря на то, что в призабойной части застаивается воздух, содержащий взрывные газы высокой концентрации. Этот способ проветривания очень эффективен в тех случаях, когда конец вентиляционных труб отстоит от забоя на расстояние 2÷3м, но последнее осуществить трудно. Зависимость эффективности всасывающего проветривания от длины выработки невелика, поэтому данный способ рекомендуется для проветривания выработок большой протяженности.

Основной недостаток способа – невозможность применения гибких трубопроводов. Этот недостаток может быть устранен, если вентилятор устанавливать не в выработке со свежей струей, а непосредственно в тупиковой выработке близ забоя (рис. 19.3). В этом случае трубопровод состоит из отрезка жесткого трубопровода l₁, наращиваемого по мере проведения выработки, и гибкого трубопровода l₂. Через некоторое расстояние вентилятор переносится ближе к забою, а часть жесткого трубопровода, оказавшуюся при этом на стороне нагнетания, заменяют гибким.

Рисунок 19.3 – Всасывающее проветривание призабойным венти-

лятором

Достоинства этого способа заключаются в том, что высасываемый из призабойного пространства воздух, содержащий продукты разложения ВВ, удаляется по вентиляционным трубам, а по выработке от устья к забою движется свежая струя, поэтому работы могут не прекращаться. В первые минуты проветривание происходит интенсивно, вследствие засасывания в трубы воздуха с очень высокой концентрацией ядовитых газов, определяемой количеством взорванного ВВ и объемом зоны отброса газов от забоя. Однако, затем интенсивность проветривания снижается, вследствие засасывания в трубы относительно чистого воздуха, несмотря на то, что в призабойной части застаивается воздух, содержащий взрывные газы высокой концентрации. Этот способ проветривания очень эффективен в тех случаях, когда конец вентиляционных труб отстоит от забоя на расстояние 2÷3м, но последнее осуществить трудно. Зависимость эффективности всасывающего проветривания от длины выработки невелика, поэтому данный способ рекомендуется для проветривания выработок большой протяженности.

Основной недостаток способа – невозможность применения гибких трубопроводов. Этот недостаток может быть устранен, если вентилятор устанавливать не в выработке со свежей струей, а непосредственно в тупиковой выработке близ забоя (рис. 19.3). В этом случае трубопровод состоит из отрезка жесткого трубопровода l₁, наращиваемого по мере проведения выработки, и гибкого трубопровода l₂. Через некоторое расстояние вентилятор переносится ближе к забою, а часть жесткого трубопровода, оказавшуюся при этом на стороне нагнетания, заменяют гибким.

При такой установке вентилятора сочетаются преимущества всасывающего проветривания с возможностью применения гибких трубопроводов. Расчеты показывают, что при этом на участке выработки l₂ в результате утечек воздуха из гибкого трубопровода несколько повышается содержание окиси углерода, но, как показывает практика, концентрация газа не превышает допустимых санитарных норм. Основная часть газов выбрасывается из конца трубопровода в исходящую струю.

Комбинированное проветриваниеможет осуществляться одним вентилятором (рис. 19.4), работающим сразу после взрывания ВВ на всасывание, а затем через некоторое время переключаемым на нагнетание. На расстоянии от забоя, не превышающем 50м, устанавливается перемычка.

Рисунок 19.4 – Комбинированное проветривание одним венти-

лятором с установкой перемычки

Достоинство такого способа проветривания заключается в том, что за время всасывающей работы вентилятора, определяемое расчетом, по вентиляционным трубам выносится основная масса ядовитых газов, а за последующее время (режим нагнетания) газы, в небольшом количестве оставшиеся в призабойном пространстве, рассредоточиваются по части выработки, прилегающей к забою, не доходя до ее устья, вследствие чего исключается рециркуляция воздуха. Недостаток способа – необходимость применения жесткого трубопровода и реверсирование вентилятора, что усложняет его установку.

Комбинированное проветривание двумя вентиляторами с перемычкой (рис. 19.5) или без перемычки (рис. 19.6) заключается в том, что основной вентилятор, устанавливаемый в устье выработки, работает на всасывание, а вспомогательный, меньшей производительности, работает в нагнетательном режиме и предназначен для перемещения воздуха в заперемыченном пространстве или, при работе без перемычки, в пространстве, определяемом зоной активного действия вспомогательного вентилятора, с тем, чтобы ядовитые газы были распределены по этому объему как можно равномернее.

Рисунок 19.5 – Комбинированное проветривание двумя вентиля-

торами с установкой перемычки

Рисунок 19.6 – Комбинированное проветривание двумя вентилято-

рами без перемычки

Достоинство такого способа проветривания заключается в том, что выработка заполнена свежим воздухом, проветривание осуществляется быстро, что позволяет использовать этот способ при большой длине выработок, применяя относительно небольшие вентиляторы, а также при скоростном проведении выработок.

Штреки, бремсберги и уклоны большой протяженности, как правило, проводят в виде парных выработок (рис. 19.7) и не более чем через 30 м сбивают печами или просеками. Печи, кроме последней, закрывают чураковыми или каменными перемычками, в качестве временных устанавливают дощатые перемычки с засыпкой и промазкой их глиной.

В газовых шахтах, где необходима подача большого количества воздуха, проветривание осуществляется, как правило, за счет общешахтной депрессии, а в тупиковые забои от последней печи воздух подается вентиляторами местного проветривания.

Рисунок 19.7 – Проветривание за счет общешахтной депрессии

длинных выработок, проводимых по газоносным

пластам