Вентиляция шахт и карьеров

На основании результатов исследований было подсчитано сред­ нее значение величины геотермической ступени для шахт Криво­ рожского бассейна. При этом учитывалась температура воздуха в забое выработок большой протяженности, длительное время непро­ ветриваемых, расположенных на главных горизонтах в одной верти­ кальной плоскости.

По произведенным приближенным определениям среднее значе­ ние геотермической ступени колеблется около 80 м/град.

В настоящее время на рудниках Криворожского бассейна нет выработок с недопустимо высокой температурой воздуха. Однако в отдельных тупиковых забоях на глубине около 800 м температура воздуха приближается к предельно допустимой по Правилам безо­ пасности. На основании данных исследований можно предположить, что в подавляющем большинстве случаев до глубины разработки 900—1200 м не потребуется искусственного охлаждения воздуха.

Влажность воздуха. Относительная влажность почти не изменя­ ется на всем пути движения воздуха и обычно составляет 98%. Высокая влажность объясняется капежом в воздухоподающих ство­ лах, притоком шахтных вод и применением во все возрастающем масштабе распылителей воды, туманообразователей и оросителей, используемых для подавления пыли в шахтах.

Скорость движения воздуха в главных воздухоподающих квер­ шлагах откаточных горизонтов не превышает 5— 6 м/сек, а в отка­ точных штреках 2—4 м/сек.

В выработках, по которым производится выпуск руды, средняя скорость движения воздуха для шахт «Гигант», «Коммунар» и «Саксагань» рудоуправления им. Дзержинского составляет соответст­ венно 0,26: 0 ,2 и 0,3 м/сек, а для шахт им. Кирова и «Северная» рудоуправления им. Кирова 0,24 м/сек.

Указанные скорости движения воздуха не являются достаточ­ ными для эффективного удаления рудничной пыли из штреков скреперования.

Охлаждающее действие атмосферы зависит от совокупного дей­ ствия температуры, влажности и скорости движения воздуха. На всех откаточных горизонтах величина его составляет значительно выше 1 0 сухих катаградусов.

Величина охлаждающего действия атмосферы в выработках очистных блоков в 2—2,5 раза ниже ее значений на откаточных го­ ризонтах и при указанных выше скоростях движения воздуха составляет в среднем для шахт «Гигант» 6 —8 , «Коммунар», им. Ки­ рова, «Северная» 7—9, «Саксагань» 8 —10 катаградусов.

В большинстве очистных выработок при такой величине охлаж­ дающего действия атмосферы климатические условия не соответ­ ствуют требованиям Правил безопасности. В глухих, плохо провет­ риваемых забоях величина охлаждающего действия атмосферы снижается до 3—4,5 катаградуса.

Запыленность свежего рудничного воздуха, проходящего по вы­ работкам откаточных горизонтов, во многих случаях превышает

ственно в специальные воздухоотводящие выработки, а при отсутствии таковых— необходимость использования воздухоочисти­ тельных установок.

В настоящее время для проветривания тупиковых выработок широко применяют вентиляторы местного проветривания в сочета­ нии с вентиляционными прорезиненными трубами. Относительно короткие выработки проветривают нагнетательным способом, а длинные и со значительными размерами поперечного сечения — комбинированным нагнетательно-отсасывающим способом.

Нагнетательное проветривание широко применяется вследствие своей простоты и эффективности. Оно позволяет при одном только вентиляторе и трубопроводе обеспечить хорошее вымывание газов и пыли из призабойного пространства, не требует подведения вен­ тиляционных труб непосредственно к забою. Вентилятор устанавли­ вается у устья выработки на свежей струе, что создает удобные условия для надзора и управления им.

Вместе с тем этот способ проветривания имеет серьезные не­ достатки. При увеличении длины выработки требуется большее время для ее проветривания после взрывных работ. Пыль и газы распространяются по всей выработке, а часто и по всему горизонту, попадая в соседние забои и выработки.

Всасывающий способ проветривания имеет ограниченное приме­ нение вследствие того, что он не обеспечивает необходимого пере­ мешивания и вымывания газов в призабойной зоне даже при незна­ чительном отставании вентиляционного трубопровода. Этот способ проветривания требует, чтобы вентиляционные трубы проводились как можно ближе к забою, что невыполнимо по условиям ведения взрывных работ.

Наиболее эффективным и перспективным для применения на шахтах Криворожского бассейна является комбинированный нагне- тательно-отсасывающий способ. Сущность этого способа заключает­ ся в том, что для ускорения проветривания всей выработки в целом

в ней прокладывают всасывающий и нагнетательный трубопроводы

сподключенными к ним вентиляторами. В этом случае перемеши­ вание и вымывание газов у забоя осуществляются за счет работы нагнетательного вентилятора, имеющего сравнительно короткий трубопровод (40—60 ж), а удаление газов из выработки произво­ дится по всасывающему трубопроводу в ближайший вентиляцион­ ный восстающий.

При скоростном проведении штрека длиной 800 ж, предназна­ ченного для соединения между собой шахт «Новая» и «Комсо­ мольская» рудоуправления им. Р. Люксембург, применяли

комбинированную схему проветривания. Всасывающий трубопровод состоял из прорезиненных труб диаметром 500 мм и четырех по­ следовательно установленных вентиляторов, которые работали на нагнетание (рис. 92). Для проветривания призабойной части выра­ ботки установили вентилятор «Проходка-500-2М» с прорезиненным трубопроводом диаметром 400 мм. Нагнетательный вентилятор пе­

а депрессия во всасывающем трубопроводе в 1,5 раза больше, чем компрессия в нагнетательном трубопроводе. Поэтому применение неплотного металлического трубопровода на всасывание нецелесо­ образно. Для отсасывания загрязненного воздуха из призабойной зоны можно рекомендовать прорезиненные или пластмассовые тру­ бопроводы, дающие небольшие утечки воздуха при значительных его давлениях. В этом случае вентилятор следует располагать вбли­ зи забоя, и он должен работать на нагнетание.

При большой длине тупиковой выработки используют несколько вентиляторов, устанавливаемых на последовательную работу рав­ номерно по всей длине отсасывающего трубопровода. Когда про­ межуточные вентиляторы монтируют на гибкий трубопровод, то вентиляционные трубы могут прижиматься к всасывающей решетке того или иного промежуточного вентилятора. Чтобы избежать этого, необходимо расстояние между вентиляторами принимать по рас­ чету исходя из соотношения:

а) при установке вентиляторов с разными напорными характе­ ристиками

ки 7), мм вод. ст.\

/г2— статический напор второго вентилятора для воздухопрони­ цаемого трубопровода (ордината точки 2 ), мм вод. ст.\ h3— статический напор второго вентилятора для воздухонепро­ ницаемого трубопровода (ордината точки 4), мм вод. ст.; f — отношение величины разрежения к величине напора, соз­

даваемого для второго вентилятора;

q\ — производительность первого вентилятора, мъ\сек\

7\ — доставочный коэффициент на участке трубопровода между вентиляторами;

R — аэродинамическое сопротивление трубопровода между вен­ тиляторами, кг • сек2/м8\

б) при установке однотипных вентиляторов

проницаемом трубопроводе (ордината точки 2).

При соблюдении неравенств (182), (183) предыдущий вентиля­ тор создает избыточное давление, которое перекрывает создаваемое разрежение последующим вентилятором, что предупреждает зажа­ тие труб у всаса последнего. Если эти неравенства не соблюдаются,

необходимо уменьшить заранее принятое расстояние между вен­ тиляторами.

В начале расчета расстояние между вентиляторами можно* ориентировочно определять по формуле

где D — диаметр трубопровода, м;

hT— доставочный коэффициент трубопровода; T]D—- к. п. д. вентилятора;

NB— мощность отдельного вентилятора, кет;

а— коэффициент аэродинамического сопротивления трубопро­ вода, кг • сек2/м4;

последовательно включенные вентиляторы приводятся в действие одновременно. Для предотвращения подобного явления необходи­ мо запуск вентиляторов производить через небольшие интервалы времени по направлению движения воздуха по трубопроводу, но не ранее, чем воздух подойдет к всасу данного вентилятора..

образных продуктов взрыва по всей выработке, трубопровод преды­ дущего вентилятора подсоединяют к специальному направляющему

сом. Оставленный перед вентилятором зазор создает условия для

вых выработок на всю их длину осуществляют вентиляторами»' местного проветривания или же для сокращения Длины тупиковых

выработок предусматривают проходку через определенное расстояние вентиляционных восстающих (250 м). У

Вентиляционный восстающий целесообразно проходить для со­

ного проветривания будет больше или равна стоимости проведения

восстающего и проветривания основной выработки вентиляторами до и после проходки восстающего.

Минимальная длина L тупиковой выработки, при которой эконо­ мично проходить вентиляционный восстающий, определяется по

временно приостанавливают проходческие работы в основной го­ ризонтальной выработке. В этом случае вентиляционный восстаю­ щий целесообразно закладывать на половине общей длины прохо­ димой выработки.

В первый период проходки откаточных штреков при подготовке

.нового горизонта «узким» местом является проветривание компле­ кса тупиковых выработок. Для улучшения их проветривания пред­ усматривают проведение вентиляционного восстающего непосред­ ственно после рассечки из квершлага первых полевых штреков.

На шахте «Новая» с квершлага оси 158 горизонта 472 м был пройден вентиляционный восстающий непосредственно у развилки полевых штреков (рис. 98). В результате дальнейшего развития работ на горизонте проветривание забоев стало очень сложным. Для упрощения и улучшения вентиляции полевых и рудных штреков в период их проведения с главного квершлага необходимо венти­ ляционный восстающий проходить в самом конце квершлага, а не после развилки полевых штреков. Наличие такого восстающего в тупике главного квершлага позволяет создать независимое про­ ветривание подготовительного горизонта и избежать сложного переплетения вентиляционных трубопроводов.

Проведение нескольких выработок с одной тупиковой выработки встречается очень часто на шахтах Криворожского бассейна. Про­ ветривание такого комплекса тупиковых выработок иногда осуще­ ствляется за счет параллельной работы вентиляторов на общий трубопровод. Исследования показали, что параллельная работа вен­ тиляторов на общий трубопровод при проветривании нескольких выработок неэффективна и неэкономична. Чтобы исключить парал­ лельную работу вентиляторов на общий трубопровод, рекомендует­ ся прокладывать для каждого вентилятора отдельный трубопровод или в месте подключения параллельных ветвей устанавливать вспо­ могательный промежуточный вентилятор (рис. 99).

На горизонте 472 м шахты «Новая» одновременно проводился главный квершлаг и из «его — южный и северный полевые штреки.,