Цели и задачи дисциплины, ее место в учебном процессе
2.1. Цель преподавания дисциплины
Вентиляция шахты – отрасль горной науки, изучающая свойства рудничной атмосферы, законы движения воздуха, переноса его газообразных примесей, пыли и тепла в горных выработках. Цель преподавания дисциплины – получение студентами теоретических знаний и практических навыков, необходимых для инженерного обеспечения и контроля вентиляции шахт.
2.2. Задачи изучения дисциплины
Задачи изучения дисциплины состоят в приобретении студентами знаний о свойствах рудничного воздуха и его примесей, законах движения воздуха по горным выработкам, технических, организационных мероприятиях и средствах, обеспечивающих безопасные и комфортные условия труда в шахтах.
2.3. Перечень дисциплин с указанием разделов (тем), усвоение которых необходимо для изучения данной дисциплины
Для изучения дисциплины необходимо хорошее знание математики (дифференциальное и интегральное исчисление), физики (молекулярная теория газов, газовые законы), горного дела (система разработки, способы вскрытия и подготовки шахтных полей).
Содержание дисциплины
3.1. Наименование тем и их содержание
3.1.1. Рудничная атмосфера
Введение. Исторические сведения, содержание курса и его связь со смежными дисциплинами.
Рудничный воздух. Состав атмосферного воздуха; изменения его состава при движении по горным выработкам.
Главные составные части рудничного воздуха: кислород, азот и углекислый газ. Их свойства и действие не человека при различных концентрациях. Допустимые концентрации. Способы определения содержания кислорода, азота и углекислого газа в рудничном воздухе.
Ядовитые и взрывчатые примеси рудничного воздуха: окись углерода, окислы азота, сернистый газ, сероводород, водород, выхлопные газы двигателей внутреннего сгорания, радиоактивные газы. Их свойства, действие на человека, допустимые концентрации, способы определения содержания в рудничном воздухе, источники (причины) образования и меры борьбы.
Метан. Исторические сведения о взрывах метана в шахтах. Свойства метана: действие на человека воздуха с различным содержанием метана; горение метана; температура воспламенения метановоздушной смеси, диаграмма свойств смесей метана с воздухом; запаздывание вспышки метана; описание взрыва метана в шахте: температура, давление, последствия взрыва.
Происхождение и формы сохранения метана в горном массиве. Формы связи метана с горными породами: Метаноносность и метаноемкость угольных пластов и пород. Виды выделения метана в шахтах: обыкновенное, суфлярное, внезапное. Источники газовыделения: первичные источники – из разрабатываемого угольного пласта, из смежных угольных пластов, из боковых пород; вторичные источники – из отбитого угля, из выработанных пространств. Различие между первичными и вторичными источниками метановыделения. Колебания газовыделения и их причины. Влияние колебаний атмосферного давления на первичные и вторичные источники метана.
Абсолютная и относительная метанообильность шахт. Категории шахт по относительной метанообильности. Определение газообильности и установление категорий шахт по метану.
Допустимое содержание метана в рудничном воздухе. Определение концентраций метана в рудничном воздухе.
Меры борьбы с метаном в шахтах. Меры по предупреждению опасных скоплений метана: вентиляция, дегазация, контроль содержания метана.
Меры по предупреждению воспламенения скопившегося газа. Запрещение работ с использованием открытого огня. Взрывобезопасное оборудование. Ограничение применения взрывчатых веществ, предохранительные взрывчатые вещества, предохранительные оболочки, забойка. Использование пневматической энергии.
Меры по локализации взрыва. Обособленное проветривание отдельных участков. Повышение надежности вентиляционных устройств. Основные положения по спасательным работам в плане ликвидации аварий.
Рудничная пыль как причина взрывов в шахтах. Горючие и взрывчатые свойства угольной пыли. Факторы, влияющие на взрывчатость угольной пыли. Особенности взрывов угольной пыли в шахтах. Контроль пылевзрывобезопасности горных выработок. Меры борьбы со взрывами угольной пыли в подземных выработках (пылевой режим). Взрывчатость серной и сульфидной пыли.
Рудничная пыль как профессиональная вредность. Свойства пыли, мероприятия по борьбе с пылью. Нормы по запыленности атмосферы рабочих мест и выработок шахты.
Тепловой режим шахт. Климатические условия в шахтах. Факторы, влияющие на температуру и влажность воздуха в шахтах. Основные источники тепла в шахтах. Прогноз температуры горных пород и тепловых условий в выработках шахты. Тепловой баланс шахт. Контроль параметров рудничного микроклимата. Способы улучшения тепловых условий в шахтах. Кондиционирование воздуха. Подогрев подаваемого в шахту воздуха.