Вентиляция шахт и карьеров

Рецензент канд. техн, наук В. С. Никитин Отв. редактор горн. инж. Б . А. Стебаков

Редакция литературы по добыче полезных ископаемых подземным способом

Зав. редакцией Ф. Н. Сиряченко

АННОТАЦИЯ

В книге обобщены результаты исследований, про­ веденных в последние годы, по совершенствованию вен­ тиляции и борьбе с пылью на рудниках, В первой ча­ сти книги изложены основные положения эффективного проветривания и обеспыливания очистных блоков и шахт в целом при одновременной разработке нескольких эта­ жей, освещены вопросы борьбы с засорением воздуха вредными примесями в карьерах и методы проектирова­ ния вентиляции шахт. Вторая часть книги посвящена описанию практики проветривания ряда рудников Совет­ ского Союза.

Книга предназначена для широкого круга инженер­ но-технических работников горнорудной промышленности,

В соответствии с принятой XXII съездом Программой КПСС резко увеличена добыча руд черных, цветных и редких металлов.

Выполнение намеченной программы осуществляется за счет механизации и автоматизации производственных процессов, рекон­ струкции действующих рудников и строительства новых мощных шахт и карьеров.

Это, в свою очередь, потребует осуществления широкого ком­ плекса мероприятий по дальнейшему улучшению атмосферных условий на подземных и открытых разработках для того, чтобы обеспечить благоприятные условия труда горнорабочих, способ­ ствующие повышению производительности труда.

Вопросы проветривания горных выработок, борьбы с газами и пылью в шахтах и карьерах представляют одну из самых слож­ ных проблем горного дела. Над решением этой проблемы рабо­ тают многие научно-исследовательские и проектные институты, а также промышленные предприятия. За последние годы накоп­ лены результаты обширных научных исследований и практической работы отечественных рудников в данной области.

Впериод создания материально-технической базы коммунизма

внашей стране очень важно, чтобы научно-технические достиже­ ния, особенно в области оздоровления труда и техники безопас­ ности, широко освещались в технической литературе. Такую задачу и поставил перед собой коллектив авторов настоящей работы.

Главы III, VI, VIII и X настоящей книги написаны С. И. Лугов-

ским, глава IV — С. И. Луговским совместно с Г. К. Дымчуком, глава I и § 6 главы VI — Г. К. Дымчуком, главы V и IX — Б. Я. Дроботом, главы II и VII — Р. Н. Аврамчуком, глава XI — В. В. Марьенковым и глава XII — У. X. Бакировым.

Авторы будут благодарны читателям за все критические заме­ чания и предложения по содержанию настоящей книги.

ОСНОВЫ ЭФФЕКТИВНОГО ПРОВЕТРИВАНИЯ И ОБЕСПЫЛИВАНИЯ РУДНИКОВ

Глава 1

ПРОВЕТРИВАНИЕ ОЧИСТНЫХ БЛОКОВ

§1. Анализ проветривания очистных блоков рудников

Вочистном блоке осуществляется основной процесс горнотех­

нического цикла — добыча полезного ископаемого, сосредоточено наибольшее количество людей и техники.

В процессе выемки полезного ископаемого атмосфера вырабо­ ток очистных блоков непрерывно загрязняется ядовитыми газами, выделяющимися при взрывных работах, а также силикозоопасной пылью. Поэтому требуется непрерывная подача в блок свежего воздуха и удаление отработанного. Нарушение нормального режи­ ма вентиляции блока отражается на безопасности горных работ, приводит к профессиональным заболеваниям и несчастным слу­ чаям от отравлений газами.

Количество, назначение и взаимное расположение выработок в очистных блоках зависит от систем разработки.

Наибольшая трудность в организации проветривания возникает при отработке мощных рудных залежей, так как в этом случае блоки имеют сложную, разветвленную сеть подготовительных и на­ резных выработок. Дополнительной трудностью при проветрива­ нии блоков является также частое изменение схем выработок в ре­ зультате обрушения горизонтов выпуска руды, ввода в строй новых и погашения отработанных выработок.

Для организации эффективного проветривания очистных бло­ ков очень важно правильно разработать схему их вентиляции и си­ стематически вести борьбу с причинами, вызывающими ухудшение атмосферных условий на рабочих местах.

На примере ряда крупнейших рудников Криворожского же­ лезорудного бассейна ниже будут рассмотрены характерные недо­ статки при проветривании очистных блоков.

Так, на шахте «Коммунар», входящей в состав рудоуправления им. Дзержинского, общая мощность основной и подаркозовой за-

лежей составляет от 15 до 100 м. Добычу руды осуществляют си­ стемой подэтажного обрушения (вариант «закрытый веер»). Про­ межуточные горизонты в блоках проходят в пределах рабочего этажа через каждые 15 м. На шахте широко применяют эффектив­ ную схему проветривания блоков (рис. 1), согласно которой све­ жий воздух поступает из откаточных штреков 1 и 2 по вентиля­ ционно-ходовым восстающим 3 и 4 в орты 5 и б горизонта скрепе­ рования и распределяется по штрекам 7 Омыв рабочие места, загрязненный воздух собирается в вентиляционном орте 8 и далее

ииз них распределяется по ортам скреперования 4 и 5. Проветрив рабочие места, загрязненный воздух собирается в штреках б и 7

изатем по восточной части орта 1 уходит к лежачему боку на вен­ тиляционный горизонт.

Эта схема проветривания блоков имеет следующие недостатки: 1) подача к рабочим местам в орты скреперования запылен­ ного воздуха, источник запыления которого (аккумулирующий штрек) при данной системе выработок устранить невозможно;

2)неравномерность распределения воздуха по ортам скреперо­ вания. Те из них, которые расположены дальше от хозяйственного орта, получают воздуха меньше других выработок;

3)отсутствие в блоках устройств для регулирования количе­ ства воздуха в очистных выработках;

4)подсосы воздуха из соседних блоков и из зоны обрушения по обрушенным выработкам.

На шахте «Гигант», разрабатывающей рудную залежь мощ­ ностью до 220 му применяют в основном системы подэтажного и этажного обрушения руды глубокими скважинами и этажного самообрушения.

На рис. 3 показана схема проветривания блока 119—122 шахты «Гигант», оборудованного выпускными выработками с односторон­ ним скреперованием, с расположением сборочного вентиляцион-

ного орта на уровне горизонта скреперования. Эта схема имеет следующие недостатки:

1) ослабление горных пород в местах соединения сборного вентиляционного орта со штреками скреперования и невозмож­ ность индивидуального регулирования подачи воздуха в каждой выпускной выработке;

2) неравномерное распределение воздуха по штрекам скрепе­ рования, связанное с недостаточным количеством воздухопода­ ющих восстающих и неравномерным их расположением по длине хозяйственного орта;

3) зависимость вентиляции блока от порядка отработки вые­ мочных панелей.

При отработке панелей в направлении от лежачего бока к ви­ сячему во время обрушения штреков скреперования происходит

обрушение вентиляционного орта, вследствие чего полностью Р

кращается удаление загрязненного воздуха из блока в caN*oM чале его эксплуатации.

Большое распространение на шахте «Гигант» полУПилЯ с проветривания очистных блоков, изображенная На рис, 4. о

схеме сборный вентиляционный орт проходится по центру блока

ниже горизонта скреперования. Концы всех штреков

Rhmafinxva НИЯ соединяются с соответствующими вентиляционными

R катипп МИ’ ЧТ° П03В0ляет регулировать количество воздуха шрннио м штреке отдельно. Недостатками схемы являются повы-

поппп п пдтальные затраты на вентиляцию и ослабление горных скреперов^ЭИОНе Расположения хозяйственного орта на горизонте

На шахте «Саксагань» разработку ведут двумя системами_ этажного самообрушения и подэтажного обрушения с принуди­ тельной отбойкой глубокими скважинами.

Схема расположения выработок на горизонтах скреперования в блоках этих систем примерно одинакова. Выемку руды произ­ водят из штреков с двусторонним скреперованием. Отличие между

ними заключается в расположении сборочного вентиляционного орта. При системе этажного самообрушения орт располагает на уровне горизонта скреперования (рис. 6), в блоке второй систе­ мы — на несколько метров ниже горизонта скреперования.

В принципе путь движения воздуха по выработкам очистных блоков указанных систем одинакЬв. Из откаточного штрека 1 го­ ризонта 160 м свежий воздух проходит в орты-заезды 3 и 4, а из них по вентиляционным восстающим 5, 6, 7 и 8 поднимается в хо­ зяйственные орты 9У10, 11 и 12 горизонтов скреперования. Из ортов ом распределяется по штрекам скреперования 13 к 14 и, про­ ветрив рабочие места в них, собирается в блоковых вентиляцион­ ных ортах 15 и 16. Отсюда загрязненный воздух удаляется на вен­ тиляционный горизонт 2 по блоковому вентиляционному восста­ ющему 17 или по выработкам соседних блоков.

Как правило, удаление загрязненного воздуха из очистных бло­ ков производится с помощью вспомогательных вентиляторов мест­ ного проветривания различных типов, устанавливаемых у устья вентиляционных восстающих на уровне горизонта 100 м.

Особенностью проветривания очистных выработок является то, что последние на горизонте скреперования сбиты между собой во всех блоках. В результате получается последовательное, про­ ветривание очистных блоков, что недопустимо при дроблении нега­ барита из-за загрязнения газами воздуха, поступающего в сосед­ ние выработки и блоки. По данным научно-исследовательской

Рис. 6. Схема проветривания блока 152— 156 шахты «Саксагань»

лаборатории треста Дзержинскруда среднее время проветривания штрека скреперования после вторичного дробления для шахты «Саксагань» составляет 31 мин, а для шахт «Коммунар» и «Ги­ гант» 13 мин. Вентиляционная связь между очистными блоками и последовательность их проветривания являются основными недо­ статками; в проветривании очистных работ по данной схеме. К недо­ статкам следует также отнести малое количество воздухоподающих восстающих в каждом блоке, широкое бессистемное использование вспомогательных вентиляторов для проветривания блоков и отсут­ ствие устройств для регулирования подачи определенного количе­ ства воздуха в действующие выработки.

На шахте им. Кирова нашел широкое применение вариант системы подэтажного обрушения «камера над дучками».