4.5 Желдету және шаңбасу
Қазбаларды комбайндық тәсілмен жүргізу кезінде кенжарлық кеңістігі ауасының жоғары шаңбасуы ере жүреді, сондай-ақ қазбаны қоршаған массивтен газдың бөлінісі байқалуы мүмкін. Қазбаларды комбайндармен ұңғылауда шаңбасудың негізгі көздері болып мыналар саналады: көмірді және жыныстарды жұмыс ағзасымен кесу үдірісі; тау-кен массасын тиеу және тасымалдау; отырылған шаңдардың екінші рет құйындауы.
Тау-кен қазбаларын комбайндық тәсілмен жүргізу кезінде шаңдану мен шаңбасу жағдайларының күрт өзгеруі кенжарда шаң жағдайларының нашарлануына себеп болды. Қазбаны бұрғыатпалық жүргізу технологиясымен салыстырғанда комбайндық кенжардағы меншікті шаңдану 2,5 ... 6,5 есе, ал шаңдылық 10 ... 25 есе жоғарырақ. Сондықтан қазбаны жүргізу кезінде кенжарды сулау және шаң сору жүйесін құрайтын шаңбасу қондырғыларын қолдану қажет.
Арнайы шаңбасу тәсілдері болмаған жағдайда ұңғымалық кенжарда ауаның шаңдылығы 2000-3000 мг/м3 және одан жоғары жетуі мүмкін. Көмір қабаты бойынша жерасты тау-кен жұмыстарын орындау кезінде кенжардың қарқынды шаңдануымен қатар шаңға қатерлі шақтыларда жұмыс қауіптілігі едәір артады. Ауаның қарқынды шаңдануы және шаңдылығы келесі факторларға байланысты: жыныстар мен көмірдің физика-механикалық қасиеттеріне, кенжардың бұзылу тәсіліне, қазбаны жүргізу жылдамдығына, бұзылған тау-кен массасын тиеу тәсіліне және қолданылатын жеткізу әдістеріне, кенжарда қолданылатын желдету жүйесінің нәтижелігіне және шаңбасу әдістеріне.
Шаңмен күресудің негізгі бір әдісі болып желдету саналады. Кенжардың желдетілуін дұрыс ұйымдастыру жұмыс орнындағы ауаның шаңдылығын айтарлықтай төмендетеді.
Тұйық қазбаларды желдетуде кенжарға жеткізілетін таза ауа ағысы мен одан шығатын ластанған ауа ағысы жиі жағдайда бір қазбада жүйеге асырылады. Сондықтан тұйық қазбаларда әртүрлі желдетпе құрылғыларын қолдану қажет. Ұңғылау жағдайларына байланысты тұйық қазбаларда келесі желдету тәсілдері қолданылады: айдама желдету, сорма желдету, құранды желдету. Тұйық қазбаларды айдама схемасымен желдету шақтыларда кеңінен өріс алған.
4.8 – сурет – Шаңсорушы қондырғыны қолдана тұйық қазбаны желдету
схемасы: а - айдамалы-сормалы; б – желдетпе ағысын жартылай рециркуляндыру; в және г – сәйкес тазартпа және желдетпе ағысын жартылай рециркуляндыру; QH және QВС – сәйкес айдамалы және сормалы құбыр бойынша келме мен шықпа ауаның мөлшері
Комбайндық технологияны қолдану кезінде кенжар аймағындағы шаңмен күресу үшін шаң сорушы құрылғыны қолдану қажет. Ол негізінде жабдықтардың құрамына кіреді. Сондықтан механикаландырылған кенжарларды құранды тәсілмен желдету жөн болады. Таза ауа айдама құбыр бойынша кенжарға жеткізіледі, ал ластанған ауаны сорушы құбыр ретінде шаң сорушы құрылғы қолданылады (4.8 - сурет).
Ұңғымалық бұрғы комбайны мен мойын тәрізді кенұңғылама комбайнның шаңбасу жүйелері бірдей және сулау мен шаң сору жүйелерінен құрылады.
Шар тәрізді құралдың жұмысы кезінде шаңмен күрес оны сумен сулау арқылы жүзеге асырылады. Атқару ағзасының диаметріне байланысты судың шығыны 0,31…0,93 л/с құрайды.
Талдамалы әрекетті ұңғымалық комбайнның жұмысы кезінде шаңмен күресу біршама күрделінеді. Себебі, бұл комбайндарда шаңды оқшаулауға мүмкіндік болмағандықтан шаң қазба кенжарында қалықтап таралады.
Шаңданған ошақты сулау және шаң басқан ауаны сору шаңмен күресудің ең қолайлы тәсілі болып саналады. Тау-кен массасының бұзылу орнын сумен сулау кенжарды комбайнның атқару ағзасымен бұзу кезінде пайда болған 6…10 мкм өлшемді ірі түйіршікті шаңнын отырылуына әсер етеді. Өлшемі 5 мкм дейінгі ұсақ түйіршікті шаң кенжардан айдамалы желдетудің ауа ағысымен түйіспе қазбаға шығарылады, ал шаңтұтқыш қондырғы ауаны сора онын ағысындағы шаңды өзіне тартып алады және оны шлам түрінде бөлектейді. Уатпаланатын аймақты, сондай-ақ жыныс пен көмірдің қайта тиеленетін орнын сулау үшін зонтты немесе конусты форсункалар қолданылады.
Қысымсуландыру кезінде ұңғымалық комбайнға резеңкекездеме тұтқы арқылы су мен сығылған ауа беріледі, ал сақиналы коллектор атқару ағзасының мойнына орнатылады. Ауалы су қоспасы коллекторға орнатылған сусепкіштерде пайда болады. Атқару ағзасы бұрғыбасының айналасында ішкі (жұқалтым түйіршікті) және сыртқы (тұрпайылы түйіршікті) бүркеме тудырылады, ал сығылған ауа берілмеген кезде қысымсуландыру жүйесі жәй суландыру жүйе ретінде жұмыс істейді. Мұндай жағдайда коллекторға берілетін қысым 1,5 МПа – дан кем болмауы қажет.
Суды қолданумен негізделген шаңға қарсы шара бірнеше кемшіліктерге иеленеді және уатылған тау-кен массасының ылғалдылығын 5-9 % арттырады, сондай-ақ кенжараралық кеңістікті су басады және ауаның ылғалдылығы кенет ұлғаяды.
Осыған байланысты көмір шақтыларында кейбір технологиялық үдірістерді шаңсыздандыру үшін шаңтұтқыш қондырғыларды құру қажеттілігі туды. Тау-кен қазбаларын ұңғымалық комбайндармен жүргізу кезінде шаңға қарсы күрестін тиімді тәсілі болып шаңды сору саналады. Ол шаң бөлінісі көзінен шаңды ауаны сорғыламауға негізделген және келесіде шаңды ауаны шаңтұтқыштарда тазалауға арналған. Мысалы, отандық комбайндарда қолданылатын ППУ-2 типті шаңтұтқыш қондырғы басқа әдістермен салыстырғанда шаңбасу нәтижелігін үш есе арттыруды қамтамасыз етеді.
Шаңбасу схемаларын талдау арқылы келесідей қорытындыға келуге болады. Олардың тиімділігі мынандай факторларға байланысты: сорым өткіншілігіне, сорушы қондырғыларды орналастыру орындарына және ауа беруші құбырларға.
Конструктивтік ерекшеліктері бойынша отандық комбайндарда қолданылатын шаңтұтқыштар екі түрге бөлінеді: ылғалды шаңтұтқыш, құрғақ шаңтұтқыш. П-14М1 и П-17М1 типті шаңтұтқыштар шаңды ауаның жылжу бағыты бойынша судың шашырауы арқылы тура бағытты ылғалды циклдардың принциптері бойынша жұмыс істейді. Өнімділігі 265, 530, 800 м3/мин сәйкес АПУ-265, АПУ-530, АПУ-800 типті жоғары өнімділі автономды қондырғылар көлденең қимасының ауданы 24 м2 дейінгі қазбаларда қолданылады. Оларды кенжардан 30…60 м ара қашықтықта орналастырады. Бұл қондырғыларда ауаны тазалау құрғақ тәсілмен жүзеге асырылады (кездеме сүзгіште). Мұндай шаңтұтқыштардың кемшілігіне мыналарды жатқызуға болады: олардың үлкендігін, бағасының қымбаттылығын, шулық деңгейінің жоғарлығын.
Кейінгі кезде шетелдік ұңғымалық комбайндар оларға орнатылған шаңтұтқыш қондырғылармен жабдықталған. Оларды қолдану кезінде шаңбасуды желдетпе ағысын рециркуляциялаусыз және рециркуляцияландыра жүзеге асыруға болады.
Келешекте комбайндық кенжарларда шаңды басуды дамытатын тәсілдің бірі болып көбіктенелетін сұйық саналады. 4ПП-2М типті комбайнның шаңбасу жүйесі атқару ағзасының мойнына орналасқан ПГ-8 типті сегіз көбіктік стволды құрайды. Оны қолдануда ауаның шаңдылығы 93…95 % төмендетілді.