2.4 Заходи щодо підвищення стійкості провітрювання похилих виробок з низхідним рухом повітря

Якщо встановлено, що під дією теплової депресії в результаті розрахунку може відбутися перекидання вентиляційного потоку, то слід передбачити заходи щодо підвищення стійкості провітрювання.

Підвищити стійкість провітрювання похилої виробки при пожежі можна двома способами: зменшенням теплової або збільшенням критичної депресії. Однак вплинути на зміну теплової депресії можна у дуже обмеженій мірі . Тому практичне значення має другий спосіб – підвищення критичної депресії.

Розробку рекомендацій з підвищення стійкості провітрювання слід починати з аналізу схеми провітрювання аварійної дільниці. Виділяють контур, в якому в разі перекидання вентиляційного потоку рециркулюватимуть продукти горіння. На малюнку 2.7 показаний контур рециркуляції для випадку пожежі в уклоні (див. мал. 2.1). Цей контур складається з двох частин, з'єднаних паралельно. Пожежна (ліва частина на схемі 2.7) – включає декілька гілок, з'єднаних послідовно і паралельно. Після перекидання повітряного потоку під дією теплової депресії напрям руху повітря в пожежній частині контуру змінюється на протилежний. У цьому полягає її характерна особливість. Зовнішня частина контуру утворена збійкою, в якій напрям руху повітря після перекидання вентиляційного потоку не змінюється. Слід зазначити, що збійка є лише частиною зовнішньої мережі. По суті зовнішньою частиною контуру є вся шахтна мережа за винятком пожежної частини.

Рис. 2.7 – Схема вентиляційних з'єднань уклонного поля :

1 – повітря подавальний штрек; 2 – збійка між виробками із потоками повітря, що надходять і видаються; 3 – уклон; 4 – ходок

На величину критичної депресії зміна аеродинамічного опору пожежної частини контуру не впливає. Це пояснюється наступним. По суті теплова депресія пожежі являється джерелом енергії, але до моменту перекидання вентиляційного потоку дія її аналогічна підвищенню опору виробки, що горить. У момент перекидання надходження повітря у виробку, що горить, із зовнішньої мережі припиняється, що еквівалентно збільшенню опору виробки до безкінечності. У цей момент опір гілок, що входять в пожежну частину контуру, не грає ніякої ролі.

Критичну депресію виробки, що горить, можна підвищити лише за рахунок зовнішньої мережі. До зросту критичної депресії, наприклад, уклону 2-5 всі заходи, здійснювані в зовнішній мережі призводять до зростання депресії гілки 2-3.

На випадок пожежі і перекидання потоку в уклоні 3-6 (див. мал. 2.5) продукти горіння рециркулюватимуть в контурі 3-2-5-6-3. Пожежною частиною в цьому контурі являється лише гілка 3-6, вся решта гілок попадає в зовнішню частину.

Практично критичну депресію похилої виробки можна підвищити наступними способами:

- збільшенням опору виробок з свіжим потоком повітря, розташованих паралельно аналізованій;

- установкою перемичок в збійках, що поєднують паралельні похилі виробки із однаковим напрямом потоків;

- збільшенням подачі вентилятора головного провітрювання;

- закороченням вентиляційних потоків нижче за вогнище пожежі.

Перший спосіб являється найбільш ефективним. Суть його полягає у штучному збільшенні опору паралельної виробки, повітря в якій рухається в тому ж напрямі, що і в аналізованій. Збільшення опору виробки досягається зачиненням пожежних дверей або спеціально встановлених з цією метою вентиляційних дверей, які при нормальному провітрюванні повинні бути відчинені. Слід враховувати, що найбільший вплив на стійкість провітрювання аварійної виробки робить збільшення опору найближчих паралельних виробок. За допомогою описаного способу вдається підвищити критичну депресію похилої виробки в десятки разів.

Коли повітря рухається по декількох паралельних виробках, між якими є збійки|, установка перемичок у цих збійках підвищує критичну депресію похилих виробок у 2-3 рази. Якщо вказані збійки| використовуються для руху транспорту або людей, то доцільно тут встановити вентиляційні двері. Прикладом можуть служити уклони № 1 і № 2 (див. мал. 2.5), між якими є ізольовані збійки| 5-6 і 8-9. Установка в них перемичок підвищує критичну депресію.

Підвищити стійкість провітрювання можна шляхом зміни кута установки лопаток робочого колеса або направляючого апарату, у випадку, якщо вентилятор головного провітрювання має резерв по продуктивності. Ефективність цього способу порівняно невелика. Застосовуючи його, можна підвищити критичну депресію звичайно не більше ніж в 1,5-2 рази. При проведенні практичних розрахунків можна прийняти, що критична депресія зростає пропорційно депресії шахти.

Підвищити критичну депресію похилої виробки деяких випадках можна за допомогою закорочування вентиляційних потоків нижче за вогнище пожежі. Застосовуючи цей вентиляційний маневр, слід враховувати, що за допомогою його можна підвищити критичну депресію лише в уклонних панелях, що мають декілька паралельних похилих виробок із свіжим повітрям. Наприклад, закорочуванням вентиляційного потоку через виробки 10-7 (див. мал. 2.5) можна підвищити критичну депресію уклонів № 1 і 2. У уклонних панелях із одною похилою виробкою з свіжим повітрям застосування вказаного вентиляційного маневру марне.

Визначити ефективність заходів щодо підвищення стійкості провітрювання похилих виробок можна різними способами. Найбільш достовірні результати можуть бути отримані при досвідченій перевірці, яка полягає в тому, що критичну депресію визначають після здійснення заходів щодо підвищення стійкості. Цей же принцип використовується при застосуванні ЕОМ або що електромоделює установки.

В деяких випадках нове значення критичної депресії можна розраховувати без вживання ЕОМ. При установці перемичок у збійках|, що з'єднують паралельні похилі виробки, критичну депресію можна розраховувати за формулами (2.24) і (2.25), підставивши в них нове значення опору паралельної виробки із врахуванням виконаних заходів.

Можна у разі потреби одночасно застосовувати декілька заходів щодо підвищення стійкості. Наприклад, в плані ліквідації аварій можна передбачати одночасне зачинення пожежних дверей в паралельній виробці і підвищення депресії вентилятора головного провітрювання.

Недоліком всіх перерахованих способів підвищення критичної депресії являється збільшення витрати повітря в аварійній виробці. Для усунення цього досить зачинити пожежні двері в аварійній виробці, що не вплине на величину критичної депресії.

У випадку, коли не можна забезпечити стійке низхідне провітрювання похилої виробки при пожежі, то слід розглянути можливість висхідного провітрювання за допомогою місцевого або загальношахтного реверсування вентиляційного потоку. Однак при цьому слід враховувати, що при висхідному провітрюванні можливе порушення стійкості провітрювання виробок, що прилягають до пожежної, тому рішення про доцільність перекидання потоку може бути ухвалене лише після аналізу стійкості виробки пожежної дільниці в реверсивному режимі.