18. Состав рудничного воздуха. Характеристики основных ядовитых и взрывчатых примесей рудничного воздуха.

Рудничным называется воздух, поступающий в подземные выработки с поверхности и претерпевающий изменения в процессе перемещения по ним. В рудничном воздухе могут оказаться такие газы, как азот, метан, окись углерода, сернистый газ, сероводород, оксиды азота, метан, водород, тяжелые углеводороды, радон, аммиак и другие вредные газы, а также пары воды и пыль. Качественный состав шахтного воздуха определяется объемной долей кислорода, которая не должна быть ниже 20 %, объемной долей вредных и ядовитых (токсичных) газов и запыленностью воздуха – содержанием угольно–породной пыли в воздухе горных выработок. Основными ядовитыми примесями рудничного воздуха являются окись углерода, окислы азота, сернистый газ, сероводород.

Основными взрывчатыми примесями являются метан, водород, тяжелые углеводороды; иногда встречаются взрывчатые газы ─ аммиак и ацетилен.

Окись углерода (СО) — без цвета, вкуса и запаха; удельный вес 0,97. Горит и взрывается при содержании ее в воздухе 12,5÷75%, наибольшая сила взрыва достигает при 30%. Температура воспламенения газовоздушной смеси в этом случае 630÷810о С, цвет пламени голубовато-синий.

Газ весьма ядовит: легко соединяясь с гемоглобином в крови (в 250-300 раз активнее кислорода), он вытесняет из нее кислород, вызывая тем самым кислородное голодание организма. Для полного насыщения крови человека окисью углерода ее требуется всего лишь 300 см3

Окислы азота ─ образуются при взрывных работах и состоят из смеси окиси азота NO, двуокиси азота NO2, двучетырех окиси азота N2O4, пятиокиси азота N2O5. Эти окислы имеют бурый цвет и характерный резкий запах.Окислы азота весьма ядовиты, вызывают раздражение слизистых оболочек дыхательных путей и глаз, а в тяжелых случаях — отеки легких. Токсичное действие окислов азота проявляется через 4÷6 часов (иногда─ через 20÷30 ч). Содержание окислов азота в воздухе действующих выработок угольных шахт не должно превышать 0,0002% в пересчете на NO2.

Сернистый газ (SO2) ─ бесцветен, имеет сильный раздражающий запах и кислый вкус. Весьма ядовит: он раздражает слизистые оболочки дыхательных путей и глаз, в тяжелых случаях вызывает воспаление бронхов, отек гортани и легких. Концентрация 0,05% опасна для жизни даже при кратковременном вдыхании. Запах SO2 ощутим с 0,0005%. Содержание SO2 в воздухе действующих выработок шахт не должно превышать 0,00035%.

Сероводород (H2S) ─ газ без цвета, со сладковатым вкусом и запахом тухлых яиц (ощутим при содержании его в воздухе до 0,0001%). Сероводород горит и, при концентрации в воздухе 6%, взрывается.Сероводород очень ядовит, действует раздражающе на слизистые оболочки глаз и дыхательных путей Содержание H2S в воздухе действующих выработок не должно превышать 0,00066%.

Аммиак (NH3) ─ газ без цвета, с резким характерным запахом; хорошо растворим в воде. При содержании в воздухе 30% аммиака он взрывается.Ядовит, раздражает слизистые оболочки и кожу, а при высоких концентрациях вызывает отек гортани. Допустимое содержание NH3 в воздухе — 0,0025%.

Акролеин ─ бесцветная легко испаряющаяся жидкость. Образуется в результате разложения дизельного топлива под воздействием высокой температуры. Очень ядовит, раздражает слизистые оболочки, вызывает головокружение, тошноту, боли в желудке, рвоту. Максимально допустимая концентрация его в воздухе 0,00008%.

Водород (H2) ─ бесцветный газ с удельным весом 0,07. Водород горит и взрывается при содержании его в воздухе от 4 до 74%. Температура воспламенения на 100-2000 С ниже температуры воспламенения метана.Максимально допустимая концентрация Н2 в воздухе ─ 0,5%.

Тяжелые углеводороды. В рудничном воздухе встречается этан С2Н6, пропан С3Н8 и бутан С4Н10.Выделяются при разработке малометаморфизированных углей и могут образовываться при взрывных работах. Все три газа взрывчаты, а так же придают воздуху слабые наркотические свойства. Радиоактивные примеси. Наиболее часто встречаются радон, торон и актинон.

22.  ПОДЗЕМНАЯ ВЕНТИЛЯТОРНАЯ УСТАНОВКА ГЛАВНОГО ПРОВЕТРИВАНИЯ

Подземная вентиляторная установка главного проветривания содержит рабочий и резервный вентиляторы, которые располагают в камерах, пройденных на расстоянии друг от друга, исключающем их взаимное влияние и определяемым из соотношения: L>L_g где L - ширина целика между камерами, м; L_g - расстояние, на котором выработки еще влияют друг на друга, м, при этом осуществляют герметизацию сопряжения соединительного колена и подводящего канала, при этом переключающие ляды установлены в тройниках подводящих и выходных каналов, а герметизацию подводящего канала с соединительным коленом осуществляют эластичной лентой, которая закреплена во врубе, кроме того, кольцевую щель, образованную в месте сопряжения наружной поверхности соединительного колена и внутренней поверхности подводящего канала, заполняют пластичной массой. Изобретение позволяет повысить устойчивость камер вентиляторной установки и подводящих горных выработок.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для проветривания шахт и рудников, а также других объектов народного хозяйства, расположенных под землей.

Известна вентиляторная установка, включающая рабочий и резервный осевые вентиляторы, камеру вентиляторов, колена, подводящие каналы, тройники, переключающую ляду, монтажные сбойки, расположенные перпендикулярно продольной оси камеры вентиляторов.

Недостатком этой установки является малая производительность из-за низкой устойчивости выработок и соответственно увеличение затрат на их поддержание, а также низкая герметичность установки, что снижает КПД и приводит к повышению эксплуатационных затрат.

Наиболее близкой к предлагаемому техническому решению является подземная вентиляторная установка, включающая рабочий и резервный вентиляторы, размещенные в камере, подводящие и выходные каналы, выполненные в виде выработок, тройники и переключающие ляды, установленные в местах соединения подводящих и выходных каналов, монтажную сбойку, соединенную с торцевой стенкой камеры.

Недостатком этой конструкции является низкая устойчивость камеры в условиях слабоустойчивых пород, что снижает безопасность эксплуатации установки.

Технический результат предлагаемого изобретения заключается в повышении эксплуатационных качеств установки за счет повышения устойчивости камеры вентиляторной установки и выработок, входящих в ее состав.

Указанный технический результат достигается тем, что в подземной вентиляторной установке, включающей рабочий и резервный вентиляторы, размещенные в камере, подводящие и выходящие каналы, выполненные в виде выработок, соединительные колена, тройники и переключающие ляды, монтажную сбойку, соединенную с торцевой стенкой камеры, при этом осуществляют герметизацию сопряжения соединительного колена и подводящего канала, а рабочий и резервный вентиляторы располагают в камерах, пройденных на расстоянии друг от друга, исключающем их взаимное влияние.

L > L_д

где L - ширина целика между камерами; 

L_д - расстояние, на котором выработки еще влияют друг на друга.

Причем переключающие ляды установлены в тройниках подводящих и выходных каналов.