4.7. Оборудование для шахтного водоотлива и вентиляции
Шахтный водоотлив. При сооружении горных выработок в них постоянно поступают подземные воды. Для удаления воды из шахты на поверхность устраивают водоотлив (рис. 4.16).
При проходке тоннеля на подъем вода отводится, как правило, самотеком по лотку, но в забое при этом установлены насосы, которые включают на время выполнения работ в лотке тоннеля. При проходке тоннеля вниз, под уклон, воду откачивают насосами, расположенными у забоя, и промежуточными водоотливными установками. В забое при этом устанавливают рабочие и резервные насосы, обеспечивающие непрерывную откачку воды из забоя. Насосные установки промежуточного водоотлива имеют не менее двух (один рабочий, другой резервный) агрегатов, размещаемых непосредственно в выработке или в специальной камере. Работают эти установки в автоматическом режиме в зависимости от наполнения водосборника.
Удаление воды из забоя при разработке грунта в лотке тоннеля и монтаже лотковых элементов обделки, а также при откачке воды из ячеек тюбингов во время чеканочных работ осуществляется при помощи специальных пневмонасосов или переносных центробежных электронасосов, предназначенных для откачивания загрязненных шахтных вод.
При проходке шахтных стволов для откачки воды из забоя устанавливают не менее двух насосов. Насосы и пусковую аппаратуру монтируют на металлической раме, которую надежно крепят к подвесным полкам или люлькам.
Забойные и промежуточные установки подают воду в основной водосборник главного водоотлива, откуда она откачивается насосами на поверхность и пройдя очистные сооружения, сбрасывается в городской водосток, водоем или специально отведенное место.
Главную водоотливную установку располагают вблизи ствола и оснащают не менее чем тремя насосными агрегатами.
Рис. 4.16 Шахтный водоотлив: а – расположение главной (I), вспомогательной (II) и забойных (III) водоотливных установок в водоотливной камере и тоннельных выработках; б – размещение главной водоотливной установки в камере; 1 – насосный агрегат; 2 – приспособление для подъема и монтажа деталей установки; 3 – нагнетающий трубопровод; 4 – всасывающий трубопровод; 5 – перекрытие камеры
Вентиляция. При ведении проходческих работ в атмосферу горной выработки выделяются пыль и газы, оказывающие неблагоприятное действие на работающих. Для подачи свежего воздуха в шахту применяют шахтную вентиляцию.
Различают следующие системы вентиляции: приточную (рис. 4.17, а), при которой свежий воздух вентиляционной установкой подается по воздуховодам 2 в забой 1, а загрязненный воздух по выработке направляется к выходу; вытяжную (рис. 4.17, б), когда свежий воздух под атмосферным давлением поступает в забой по выработке, а загрязненный удаляется по воздуховоду под действием разряжения, создаваемого всасывающими вентиляторами; комбинированную (рис. 4.17, в), по которой одна вентиляционная установка работает на всасывание, а другая – на нагнетание. Для уменьшения длины нагнетательного воздуховода при этом устраивают воздухонепроницаемую перемычку 3.
Движение воздуха по горным выработкам или воздуховодам обеспечивают вентиляторы – машины для принудительной подачи воздуха. Вентилятор в комплекте с приводом, пусковой аппаратурой и устройствами по управлению воздушным потоком составляет вентиляционную установку. Главную вентиляционную установку размещают, как правило, вблизи ствола на поверхности.
В зависимости от принятой схемы проветривания вентилятор может нагнетать свежий воздух в шахту или вытягивать из Шахты отработанный. При втором способе в шахте понижается давление воздуха, и о поверхности под атмосферным давлением свежий воздух устремляется в шахту.
В зимнее время температура подаваемого в шахту воздуха должна быть не ниже +20С. Для обогрева воздуха применяют калориферы. Вентиляционные установки имеют устройства для реверсирования– изменения направления движения воздушной струи.
Для проветривания отдельных участков шахты или забоев служат установки местного проветривания, которые состоят из вентиляторов и воздуховодов.
Рис. 4.17 Системы вентиляции: а – приточная (нагнетательная); б – вытяжная (всасывающая); в – комбинированная (приточно-вытяжная); 1 – забой; 2 – воздуховод (вентиляционная труба); 3 – воздухонепроницаемая перемычка; 4 – дополнительный вентилятор
В качестве воздуховодов в период строительства тоннелей широко применяют стальные трубы диаметрами 500, 600 и 800 мм. По мере продвигания забоя трубы наращивают.
В призабойной зоне размещают местную побудительную установку из двух вентиляторов. Назначение местных вентиляторов – обеспечить циркуляцию воздуха в призабойной зоне в целях исключения загазованности воздуха в местах, удаленных от конца всасывающей трубы основной системы вентиляции.
Вентиляцию выработок при проводке тоннелей в искусственно замороженных грунтах осуществляют по специальному режиму, не допускающему оттаивания грунта в забое.
Для проветривания сооружений действующих метрополитенов устраивают вентиляционные каналы из железобетонных элементов или монолитного железобетона, металлические воздуховоды круглого и прямоугольного сечений и асбоцементные короба. В целях глушения шума, возникающего при работе вентиляторов, стволы вентиляционных шахт, перегородки отсеков выкладывают шумопоглощающими (пористыми) блоками.