книги из ГПНТБ / Машковцев И.Л. Проветривание горных выработок
.pdfниѳ обеспечивает в забое давление воздуха, близкое к а т -. мосферному, при этом в целом требуется меныіи воздуха и времени на осуществление реверсии вентиляторов. Недостат ки способа аналогичны с нагнетательным проветриванием и связаны с высокими затратами на герметизацию надшахтных зданий.
Существуют общешахтныѳ и участковые схемы проветрива ния. Первые охватывают все выработки шахты, вторые - под готовительные и очистные забои.
Общешахтные схемы подразделяются на центральную,
фланговую и комбинированную. |
|
При центральной схеме проветривания |
подающий и вен |
тиляционный стволы могут быть расположены как центрально сдвоенные или центрально-отнесенные, ри с.107. Атмосферный воздух входит и выходит из вахты в центральной части поля. Такую схему называют П-образной. название символическое, однако оно наглядно показывает, что в пределах шахтного
Рис Л 07. Центральные схемы проветривания шахт:
а / центрально-сдвоенная схема для |
глубоких шахт /раз |
||
рез по падению пластов/: I и 2- подающий и вентиляци |
|||
онный стволы; 3- |
ходок; |
штрек; |
б / центрально-отне |
сенная схема для |
верхних горизонтов: I и 2-^подающий |
||
и вентиляционный |
стволы; 3- |
бремсберг ' |
|
поля существует движение свежей и исходящей струй в парал лельных выработках, например.уклоне и ходке.
К достоинствам данной схемы относятся более короткие сроки проходки стволов и начала эксплуатации шахты, про стота реверсирования.
Недостатками центральной схемы проветривания являют»» ся: удлинение струй у границ шахтного поля, значительное изменение депрессии при удалении горных работ от стволов, увеличение утечек воздуха через выработанные пространства и в выработки с исходящей струей.
При фланговой схеме проветривания подающий и венти ляционный стволы находятся соответственно в центре шахт ного поля и на фланге, вследствие чего струя воздуха после очистного забоя не меняет направления на обратное, рис.
108. Такое проветривание называется |
Z - образный. |
|
Гис-М 8_ Фланговая схема проветри |
|
|
вания |
шахты: |
|
I и 2 - нодашций |
и вентиляционный |
|
стволы /показаны на плане горных |
|
|
работ/; 3- бремсберг; 4 и 5- отка |
|
I |
точный и вентиляционный игреки; 6- |
|
очистной забой: |
7- выработанное |
|
|
пространство; 8- |
ходок; 9 - венти |
ляционная дверь с окном
Я достоинствам фланговой схемы относятся более дея тельное проветривание забоев и безопасность, так как ис ходящая струя является обособленной.
Недостатками данной схемы являются взаимное влияние друг на друга фланговых стволов, а также большие . атраты на.проходку стволов и увеличение срока подготовки шахтного поля.
Комбинированные схемы проветривания характерны для крупных шахт, блочной схемы вскрытия шахтного поля и т .д ., ри с.109. К достоинствам данных схем относятся возможность получения более низкой депрессии в блоках шахтного поля, хорошее распределение воздуха по выработкам и безопасность работ. Недостатками схем являются сложность вентиляционной схемы в целом и трудность управления ею.
■ |
“VА _A |
_ 3 |
* » |
Л |
|
Х |
Л |
к |
|
|
V |
|
\ |
\\ |
/>' ту* |
|
|
|
|
Рис.109. Комбинированная схема проветри вания при блочном вскрытии крутых пластов:
I - подающий и вентиляционный стволы одного блока; 2- подающий и вентиляционный стволы другого блока; 3- магистральный штрек для своза угля к центральному ство лу; 4- откаточный и вентиляционный гори
зонты блока
Схемы проветривания очистных и подготовительных забо ев зависят от системы разработки. Схемы изменяются от про стых параллельных соединений до комбинированных и сложных. * Особое внимание при этом уделяется схемам для'шахт опасных
по газу и пыли; проветривания блоков после массового взры ва.
На рис. II0 - II2 даны примеры участковых схем провет ривания на угольной и рудной шахтах.
а з
Рис.ІЮ . Участковая схема проветривания с подсвежением струи при этажной разработ
ке угольного пласта:
I и 2- этажный откаточный и вентиляционный штреки; 3- участковый бремсберг; 4- пром штреки с подсвенающей струей; 5- лавы подэтажей; б- подготовительные выработки /участковый бремсберг и откаточный штрек/
нового выемочного поля; 7- перемычка
2. Открытая разработка -
Карьеры проветриваются как за счет естественного воз духообмена, так и искусственно.
Естественному воздухообмену на карьерах СССР способ ствуем небольшое количество Штилевых дней /около 10—Х5%/ и наличие деятельного ветряного потока. Средняя скорость ветра в году равна 3-4 м/сек.
Эффективность проветривания зависит от глубины карье
ра, угла |
откосов бортов, технологии работ и направления |
ветра. |
|
Различают следующие схемы проветривания карьеров.
/ / / / / h / ■- / / / ' / — £ Z > _ i £ Гч0
Рис.I I I . Участковая схема проветрива ния при разработке мощного газонбсного пологого пласта полосами по падению:
I и 6- откаточный и вентиляционный штреки; 2 и 7- подающая -и конвейерная печи, пройденные у почвы пласта; з - вентиляционная печь, пройденная с целью улучшения вентиляции лавы у кровли пла ста; 4- подающая печь нового выемочного поля; 5- сбойка; 8- погашенная вентиля ционная печь; 9 - механизированный ком плекс, вынимающий пласт на всю мощность
I
Конвекционная схема /см . также § 1 ' , гл . /Ц, стр .^ / . Х а рактерна для днѳвіого времени, когда воздух, находящийся в карьере, нагревается быстрее наружного и подцимабтся по бортам карьера к массам более холодного воздуха, обеспечи вая воздухообмен, ри с.И З .
Инверсионная схема /см . также § 1 , гл . ТЦ, стр .104/.Ха рактерна для ночного времени, когда более холодный наруж ный воздух бортами карьера спускается вниз, вытесняя из
Рис.ІІ2 а .Участковая схема проветривания при разработке мощной рудной залежи кру того падения системой с подэтажным обру
|
шением: |
|
|
а / |
движение воздуха |
в выработке |
блока: I |
и |
2-откаточный штрек |
и орт; 3- ходовые |
|
подающие гезенки; 4- |
штреки скреперова |
||
ния; 5- вентиляционная сбойка; |
6- 8- вен |
||
тиляционные гезенк, |
орт и восстающий; 9 |
||
и 10буровой орт и |
штрек; I I - |
нарезные |
|
выработки; 12дучки; 13хозяйственный орт; 14отбитая выпускаемая руда; 15рудосвалочные гезенки; 16вентиляцион ный орт нижнего подэтажа
--------- ► -
__
dSu/K&Hue ёоздуеса до массоболо ёэрь/ба
дёихаыио. боздуха поело массобосо ёзрыба
Рис.112, б. Направление общешахткого потока воздуха в блок после массового
взрыва:
I - очистной блок; 2 и 7- вентиляцион ные двери, автоматически срабатывае мые во время массового взрыва, в ре зультате чего весь воздух шахты нап равляется в блок; 3 и 4- штреки лежа чего и висячего боков; 5 и 6- подающий
------ » вентиляционный стволы
карьера более теплый воздух, р и с.П 4 . Теплый воздух подни мается в середине карьера, в результате чего здесь темпе ратура воздуха растет снизу вверх, образуя инверсию.
В инверсионном режиме проветривания на дне карьера могут скапливаться газы, опускаемые вниз наружным воздухом.
Прямоточная схема характерна для воздухообмена с по мощью ветра. Ветер, срывающийся с поверхности, прямым те чением попадает в уступы, за исключением небольших завих рений, рис. 115. Угол откоса борта карьера должен--быть ме нее 15°. В этом случае схема весьма эффективна, примерно в 2-3 лучше рециркуляционной схемы.
Рециркуляционная схема. По этой схеме воздухообмен с помощью ветра происходит в карьерах с углом откоса борта
' / /,п"1
III/
-—► т е .п л ы й б о ід у х .
•- осо 7однЬ Щ бозЭуОС
Рис.113. Конвекционная схема провет ривания карьеров:
I. и 2- рабочий и нерабочий борта карьера
M t
т ёплы й |
Воздух |
|
|
— —»> холодный |
Воздух. |
|
|
Рис.114-. Инверсионная схема про |
|||
ветривания карьеров: |
|
||
І-И--2-! рабочий |
и. нерабочий |
борта,'_ |
|
3- скопление |
отработанного |
воздуха |
|
о
более |
15°, рис.116 |
|
|
|
|
|
Прямолинейные |
потоки ветра находятся в верхних слоях |
|||
атмоцферы карьера, |
в нижних - |
имеются |
обратные или р |
е |
|
ц и р к у л я ц и о н н ы е |
потоки, |
которые попадают |
в ра |
||
бочиѳ |
уступы. |
|
|
|
|
Рис.115. Прямоточная схема проветривания карьеров:
Iи 2 - рабочий и нерабочий борта; 3- за вихрения воздуха в рабочем уступе
Вуступах в результате действия рециркуляционных
потоков происходит образование т у р б,у л ѳ н і и о - г о-г. движения воздуха. Вынос газов по сравнению о'пря моточной схемой более зеыедленннй главным образом за счет действия скорости, ветра, в верхних слоях так назы ваемых зон рециркуляции.
. Углы более 15° .имеют большинство карьеров. В глубо ких карьерах при этой схеме возможно образование на дне непроветриваемых зон. Объем зон может возрастать до 50% объема карьера.
И ск у сств ен н о е п р ов етр и в ан и е к ар ь ер ов
При недостаточности естественного воздухообмена в карьере- прибегают-к применению искусственных способов:
вентиляторов местного проветривания, вертолетов, подогрева атмосферы и др.
Рис.116. Рециркуляционная схема провет ривания карьеров:
I и 3 - рабочий и нерабочий борта; 2- скоплениѳ отработанного воздуха; 4- зо
на рециркуляции
Из приведенных способов более эффективным является применение ВМП из-за надежности работы и простоты оборудо вания. В карьеры может быть перенесен большой опыт приме нения ВНП в шахтах.
Местные вентиляторы должны быть высоконапорные. Тру бы к вентиляторам не подвешивают, тая как подача воздуха в забой производится свободной струей. Такое проветрива
ние в 10-12 раз эффективнее нагнетательного и в 20-25 раз— всасывающего.
Вентиляторы устанавливают индивидуально или группами. Одновременно проветривается несколько уступов. При груп повом проветривании вентиляторы устанавливают последова тельно или смешанно, рис. 117.
ВМП могут быть подвешены на аэростатах. В этом слу чае они применяются с трубами и работают на всасывание.
Вместо вентиляторов в последнее время широко распро странены реактивные двигатели, бывшие в употреблении на самолетах. Воздушную струю используют одновременно для борьбы с пылью, введя в нее распыленную воду.