48. Основные принципы проектирования рудничного транспорта, подъема, вентиляции, водоотлива, компрессорного хозяйства.

Рудничный транспорт, в частности, транспорт с помощью самоходных машин проектируется в соответствии с "Инструкцией по безопасному применению самоходного оборудования в подземных условиях". Нормами технологического проектирования рудников цветной и черной металлургии с подземными способами разгрузки и "Общесоюзными нормами технологического проектирования подземного транспорта и горнодобывающих предприятиях" (ОНТП1-79).

Самоходные машины способны преодолевать подъемы до 10-16^о, а автосамосвалы до 20^о. Грузоподъемность машин и автосамосвалов составляет от 20 до 60 т, а скорость движения до 40 км/ч. Автотягач с прицепом МОАЗ 6401-9585 требует размеры выработки не менее 4х3 м² и угол наклона не более 10^о.

При сравнительной оценке способов и видов рудничного транспорта необходимо иметь в виду, что в зависимости от вида транспорта может в значительной степени изменяться сечение и объем вскрывающих выработок и выработок околоствольного двора. Например, при транспортировании руды самоходными машинами околоствольный двор упрощается и его объем значительно сокращается. Кроме этого, могут иметь место значительные различия в затратах труда водителей. В частности, при самоходных машинах эти затраты могут быть выше, чем при рельсовом транспорте или конвейерном. Поэтому в качестве критерия оценки транспорта должны быть приняты прибыль или суммарные эксплуатационные и капитальные затраты с учетом различия в объеме горных выработок, в затратах труда и возможностей увеличения производственной мощности рудника.

Такие же принципы должны быть положены в основу расчетов при сравнении способов подъема руды и пород, электроснабжения и т.п.

Проектирование рудничного рельсового транспорта (выбор типа электровоза, типа и скорости движения вагонов и необходимого их числа) осуществляется одновременно с выбором схемы околоствольного двора и способа вскрытия месторождения. Парк вагонов и электровозов устанавливается с учетом всего объема грузоперевозок: добытой рудной массы, породы от проходки капитальных, разведочных и подготовительных выработок, крепежных и закладочных материалов, оборудования и т.д. По рудничному транспорту следует предусматривать коэффициент резерва 1.25, учитывающий неравномерность работы (добычи) в течение смены.

Основным видом рудничного транспорта является электровозная откатка. Применение самоходного транспорта обосновывается проектом. НПТ рекомендуется применять при вскрытии неглубоких месторождений автотранспортными уклонами, когда имеется возможность сократить объем горно-капитальных и горно-подготовительных выработок и ускорить ввод в эксплуатацию месторождения, а также при длине доставки не более 400 м.

Рудничные подъемные установки выбираются в соответствии с нормами технологического проектирования шахтных подъемных установок (ОНТП5-86) в расчете на максимальную производственную мощность рудника при конечной глубине ствола. Величину резерва подъема обосновывают в зависимости от горно-геологических и экономических условий, но в размере не менее 10%.

При производственной мощности шахты до 100-15- тыс. тонн в год и глубине 1000 м можно применять клетевой подъем, при большей - скиповой для руды и клетевой для подъема людей, материалов и оборудования. Вспомогательный подъем может быть одноклетьевой с противовесом. В последние годы в связи с полной механизацией загрузки и выгрузки клетей, клетьевые подъемы стали применять и при большей мощности рудников, до 600 тыс.т/год и даже более 1 млн.т/год. При применении самоходного оборудования до глубины порядка 500 м подъем руды может осуществляться как в скипах по наклонным стволам, так и самосвалами по наклонным или спиральным автотранспортным стволам и уклонам. По этим же стволам автобусами производят спуск-подъем людей, доставку материалов и оборудования. При производственной мощности шахт 10 млн.т/год и более наклонные стволы оборудуются конвейерным подъемом. В нашей стране такой подъем на шахте Артем-2, на руднике Умбозеро Ловозерского ГОКа, в ПО "Апатит" и др. При проектировании подъема вводят поправочные коэффициенты неравномерности 1.25 - для скипового и 1.4 - для клетьевого. За рубежом этот коэффициент доходит до 2 и более. При глубине более 100 м применяется многоканатный подъем со шкивами трения. При таком подъеме, например, на шахтах Джезгазгана № 55, 57, 65 применяются скипы емкостью 25 т, в Кривбассе - до 50 т.

В зарубежной практике применяются многоканатные подъемы со скипами с донной разгрузкой и неопрокидными клетями (часто многоэтажными). Грузоподъемность сосудов подъемных установок достигает 50 т, проектируют установки со скипами грузоподъемностью до 100 т. Привод в основном применяют постоянного тока по системе генератор-двигатель (Г-Д).

Вентиляция. Проектирование вентиляции должно предусматривать, прежде всего, создание вентиляционной струи за счет общешахтной депрессии через все последовательно соединенные выработки по выбору схем и способов проветривания обычно решается одновременно с выбором схем и способов вскрытия и подготовки, систем разработки и основного оборудования. Особенно важно такое комплексное решение задач в случае применения на руднике самоходного оборудования с двигателями внутреннего сгорания (ДВС), которые требуют разбавления выделяемых отработанных газов до санитарных норм. При одновременной разработке двух этажей проветривание каждого этажа должно осуществляться обособленной струей, для чего предусматривается проходка специальных вентиляционных выработок (восстающих) и установка средств, регулирующих движение воздушных струй по этажам. Схема проветривания, как правило, принимается фланговая.

Для разбавления выделяемых самоходными машинами с ДВС выхлопных газов до санитарных норм надо принимать не менее 5 м³/мин на 0.74 кВт (1 л.с.) номинальной мощности двигателя машины. Если работают 2 машины, то следует принимать коэффициент их одновременной работы 0.9, при трех и более машинах - 0.85.

Потребное количество воздуха определяют по расходу ВВ за смену, по количеству газов или по пылевому фактору. Последний фактор особенно важен для силикозоопасных рудников. Санитарные нормы допустимого содержания пыли в рудничной атмосфере: если в породах (в пыли) содержание свободной двуокиси кремния (SiO₂) равно 10-17%, то не более 2 мг/м³, если содержание (SiO₂) более 70% - 1 мг/м³. Для шахт не опасных по силикозу допустимое содержание пыли равно 10 мг/м³ воздуха. После определения необходимого количества воздуха выбирается схема вентиляции, подсчитывается общешахтная депрессия и выбираются вентиляторы. Предусматриваются регулирующие устройства и пылеподавляющие мероприятия. В соответствии с "Инструкцией по комплексному обеспыливанию атмосферы подземных рудников цветной металлургии" выбираются калориферные установки. При подсчете количества воздуха должны учитываться его потери с коэффициентом 1.2 при системах с закладкой и обрушением и 1.3 - при системах с открытым очистным пространством.

Общешахтная депрессия (максимальная депрессия крыла) определяется как сумма депрессии последовательно соединенных выработок, каждая из которых рассчитана от устья воздухоподающего ствола до входа в канал вентилятора главного проветривания. Согласно НТП Гипроцветмета депрессия определяется по формуле

Па, где  - коэффициент аэродинамического сопротивления; P, Z, S - соответственно периметр (м), длина (м) и сечение выработки (м²); Q - количество воздуха, проходящего по выработке, м³/с.

При наличии дополнительных сопротивлений (закруглений, сужений, наличия труб, люковых устройств, вентиляционных окон и т.п.) учитывать это в размере 25-30%. Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных газов не должны превышать в рудничной атмосфере, объемные %:

Окислы азота (NO₂) - 0.00026; Окись углерода - 0.0017; Сернистый ангидрид - 0.00038; Сероводород - 0.00071; Акролеин - 0.000009; Формальдегид- 0.00004

При разработке проекта охлаждения воздуха в рудниках в тепловых расчетах сети горных выработок следует учитывать теплоотдачу оборудования и твердеющей закладки.

Водоотлив. В соответствии с принятой схемой вскрытия, величиной притока воды и глубиной разработки выбираются тип и количество насосов, средства и аппаратура автоматического управления, определяется объем водосборников, способы и средства их очистки. Водоотливные установки обычно проектируются на срок не более 15-20 лет, т.к. оборудование за этот срок морально устаревает, а величина притока воды изменяется.

Пневматическое хозяйство. Проектирование воздушно-силового хозяйства осуществляется на основе норм технологического проектирования компрессорных станций и воздухопроводных сетей, Правил устройств и безопасной эксплуатации стационарных компрессорных установок, воздухопроводов и газопроводов и Правил технической эксплуатации (ПТЭ). Потребность в сжатой воздухе устанавливается по расходу всего одновременно работающего пневматического оборудования: погрузочных машин, перфораторов, ледебок, затворов, бурозаправочных станков и т.д. с резервом 10-20% на потери в сети. По количеству воздуха выбираются компрессоры. Если требуется производительность более 200 м³/мин, то рекомендуется применение турбокомпрессоров. При меньшей производительности - поршневые. Сейчас шире применяют винтовые компрессоры. Необходимо рассчитывать охлаждение компрессоров, предусмотреть контрольную аппаратуру и автоматический контроль при дистанционном управлении. В этом же разделе определяется определенное потребное количество буровой стали, коронок, заправочных и заточных станков, проектируется снабжение буровых работ водой.

Электроснабжение. В задачу проектирования электроснабжения входит выбор оборудования (силового, осветительного) и составление спецификаций, проектирование электроснабжения внутреннего (приемная, поверхностная и подземная подстанции, распределительные линии и т.п.) и внешнего (внешняя линия передачи и центральная подстанция), выбор аппаратуры, кабелей и электроматериалов, предусматривается слаботочное хозяйство, телефонная, диспетчерская и другие виды связи и сигнализации.