XVII.2.1. Проветривание при обычных способах добычи угля и протяженных очистных забоях

В рассматриваемых условиях проветривание осуществляется за счет общешахтной депрессии. При этом возможны несколько схем подачи и отвода воздуха. Наиболее распространенной является возвратноточная схема проветривания. При этой схеме (рис. XVII.1) воздух поступает в очистной забой по отка­точному штреку и выходит в вентиляционный штрек позади забоя при прямом порядке отработки выемочного поля (рис. XVII.1, а} и впереди забоя при обратном порядке отработки (рис. XVII.1, в). Часть воздуха поступает из откаточного штрека в вентиляционный через выработанное пространство в виде утечек. Утечками называют такое движение воздуха из свежей струи в исходящую, при кото­ром он не проходит через места его потребления (забои, камеры, и т. д.).

Для компенсации утечек в шахту приходится подавать дополни­тельное количество воздуха, что приводит к увеличению расхода электроэнергии на вентиляцию. Утечки через выработанное про­странство могут быть определены по формуле

(XVII.1)

гДе QH. ш — количество воздуха в начале штрека;

(?заб — количество воздуха, доходящего до лавы. Величина утечек зависит от способа управления кровлей, свойств кровли, системы разработки, наличия целиков над откаточным и под вентиляционным штреками, схемы проветривания, качества

Рис. XVII1I, Возвратноточная схема проветривания участка

изоляционных сооружений. Утечки через выработанное простран­ство добычных участков составляют от 10 до 30% поступающего в забой количества воздуха. Особенно велики они на расстоянии около 50 м от лавы. Здесь в зоне неуплотнившейся обрушенной кровли воздух движется в соответствии с квадратичным или близким к нему законом. Чем дальше от лавы, тем более уплотняется выра­ботанное пространство, закон движения приближается к линейному, утечки уменьшаются и на расстоянии около 500 м от забоя практи­чески становятся равными нулю.

В настоящее время утечки воздуха через выработанные простран­ства нормируются. Средние нормы утечек Ру = <?у/<?заб ПРИ различ­ных системах разработки составляют:

Сплошная....................... 1,05—1,50

Длинные столбы по простиранию.......... 1,10—1,40

Шитовая ...................... 1,70

Столбовая при разработке наклонными слоями . . . 1,35

Системы разработки при гидромеханизации..... 1,40—2,00

При наличии газовыделения в выработанном пространстве утечки способствуют разбавлению газов. Но при этом вместе с ними в вен­тиляционный штрек выносятся дополнительные количества метана.

Снижение утечек через выработанное пространство достигается путем изменения способа управления кровлей (например, переход с полного обрушения на закладку), снижения сопротивления при­мыкающих штреков, выкладки вдоль штреков в выработанном пространстве изолирующих сооружений.

Рис. XVIL2. Прямоточная схема проветривания участка

Рис. XVII.3. Схемы последовательного проветривания очист­ных забоев

Достоинства возвратноточной схемы проветривания: ее простота, надежность, отсутствие вентиляционных устройств. Недостатками возвратноточной схемы при прямом порядке отработки являются значительные утечки через выработанное пространство при большой длине штреков, увеличение аэродинамического сопротивления под­готовительных выработок вследствие деформации крепи, поступле­ние в лаву исходящей струи из откаточного штрека, опережающего очистной забой. При обратном порядке отработки недостатком воз­вратноточной схемы в условиях газовых шахт является возможность

образования опасных концентраций метана в месте сопряжения лавы и вентиляционного штрека.

При прямоточной схеме проветривания добычных участков (рис. XVII.2) воздух поступает по откаточному штреку, омывает очистной забой и выходит в вентиляционный штрек. Воздух проходит по откаточному штреку без потерь до очистного забоя, что обеспечивает хорошее проветривание даже при значитель­ной длине штрека. Если вентиляционный штрек расположен позади лавы (рис. XVII.2, а), утечки, как правило, полностью расходуются на разбавление газа в выработанном пространстве и затем поступают в вентиляционный штрек, минуя очистной забой, благодаря чему в лаве не образуется опасных скоплений метана.

Схема прямоточного проветривания участка с выходом вентиля­ционной струи впереди забоя (рис. XVII.2, в) в этом отношении является менее эффективной, так как в месте сопряжения вентиля­ционного штрека и лавы могут образоваться опасные скопления газа, как и при возвратноточной схеме.

При одновременной разработке нескольких выемочных участков на негазовых шахтах или на шахтах с незначительной газообиль­ностью допускается последовательное проветрива­ние очистных забоев без подсвежения (рис. XVII.3, б) и с под-свежением вентиляционной струи (рис. XVII.3, а). В последнем случае к исходящей из первой лавы струе перед поступлением ее в вышележащую лаву добавляется свежий воздух, подводимый по подэтажному штреку. Недостатком последовательного проветрива­ния является ухудшение атмосферных условий во второй лаве. Правилами безопасности оно допускается при условии, что концен­трация метана в струе воздуха, поступающей во вторую лаву, не превышает 0,5%.