книги из ГПНТБ / Реконструкция глубоких шахт

телыюстыо. Кроме того, на шахтах с большей производительностью горные работы обычно концентрируются на небольших площадях, и потери воздуха в этом случае наименьшие.

При реконструкции рудников реконструировалась и вентиляция шахт с учетом интенсификации очистных работ, увеличения скоро­ сти ведения горных выработок, концентрации горных работ, не­ прерывного понижения уровня очистных работ, улучшения условий труда для работающих, создания здорового шахтного климата с

по эффективной скорости движения воздуха и выносу пыли, содер­ жащейся в воздухе.

При выборе скорости движения воздуха учитываются практи­ ческий опыт работы рудников бассейна, исследования Криворож­ ского горнорудного института, НИГРИ и НИИрудвентиляции, а также заключения государственной санитарной инспекции УССР. При этом скорость движения воздуха принимается равной 0,5— 0,7 м/с в забоях подготовительных, нарезных и очистных вырабо­ ток. При определении количества воздуха по пылевому фактору обычно получается наибольший результат по сравнению с другими подсчетами. Количество воздуха, подсчитанное по этому методу, должно обеспечить в совокупности со способами пылеподавления предельно допустимое содержание минеральной пыли в атмосфере шахт Криворожского бассейна, согласно санитарным нормам, не более 2 мг/м3 .

Должное внимание при реконструкции вентиляции уделялось борьбе с шумом на вентиляторных установках шахт Кривбасса. На рудниках осуществлены защитные мероприятия по борьбе с шумом на вентиляторных установках, для чего диффузоры облицо­ вывали звукопоглощающими материалами, а сами вентиляторы заключали в здание со съемной крышей. Такие мероприятия осу­ ществлены на установках с осевыми вентиляторами шахт рудников им. Дзержинского и им. Р. Люксембург.

На рис. 79 показан диффузор вентиляторной установки одной из шахт, перегородки, боковые и торцовая стенки которого выпол­ нены из пористых блоков ракушечника, имеющего большую воз­

по глушению шума достигаются путем применения гидр'ообеспыливания выбрасываемого в атмосферу загрязненного воздуха.

гидрообеспыливание пылеобразующих очагов при помощи фор­ сунок МакНИИ и других конструкций;

183

применение мокрой очистки запыленного воздуха в фильтрах с водяной пленкой и сухой очистки в рукавных фильтрах;

смыв полов и стен с отводом грязной воды через трапы в на­ ружную канализацию;

•то-

Рис. 79. Диффузор установки шахты «Красный горняк»

сухая уборка помещений с помощью пылесосных централизо­

предварительная очистка подаваемого приточного воздуха; сушка и обеспыливание рабочей одежды; поливочные краны для смыва пыли в гардеробных.

На промышленных площадках шахт предусматриваются сле­ дующие мероприятия:

184

Режим проветривания шахт применяют одинаковый в течение всей рабочей смены.

В главных откаточных выработках производят пылеподавление водой с помощью автоматически действующих оросителей, разме­ щенных по кровле выработки, или передвижных оросительных уста­ новок. В подготовительных и очистных забоях производят смыв

Для обеспыливания выработок подземных бункеров производят отсос запыленного воздуха и очистку его в матерчатых фильтрах. На горизонтах дробления и скреперования, а также при загрузке скипов осуществляют орошение с помощью оросителей.

На перегрузочных узлах наклонных подземных галерей отсос запыленного воздуха производят аспирационными установками, а очистку — в матерчатых фильтрах.

Опыт работы рудников Ингулец, им. К. Либкнехта и других показывает, что только комплексное обеспыливание всех источни­ ков пылеобразования дает наибольший эффект. На шахте «Цент­ ральная» рудника Ингулец после введения комплексного обеспы­ ливания на всех технологических процессах запыленность шахт­ ного воздуха стала ниже допустимой санитарной нормы.

В целях исключения последовательного проветривания отдель­ ных забоев, выемочных участков и целых этажей на отдельных шахтах, начиная с 1962 г., осуществлена проходка сборочных вен­ тиляционных штреков-коллекторов, которые располагаются на 10—12 м выше основного или промежуточного горизонта. Наличие штреков-коллекторов позволяет равномерно распределять воздух между блоками и собирать загрязненный воздух с двух и более одновременно работающих горизонтов.

Для более правильного распределения воздуха между блоками, эксплуатационными и подготовительными горизонтами широко при­ меняют вентиляционные двери (рис. 80), а также используют вспомогательные блоковые, этажные и забойные вентиляторы.

Основными исходными данными, определяющими необходимое общешахтное количество воздуха, являются:

годовая производственная мощность шахты; принятая среднесменная производительность очистного, на­

резного и горно-подготовительного забоев;

процент участия различных видов работ в сменной добыче шахты;

число одновременно действующих и резервных забоев на шах-

185

тах (в проектах число резервных забоев принимают равным 30— 50% от числа действующих);

принятая скорость движения вентиляционной струи в действую­ щих и резервных забоях;

величина сечения нарезных, подготовительных, очистных и гор­ нокапитальных выработок;

коэффициент резерва воздуха.

Рис. 80. Вентиляционная дверь на двухнутевую выработку

Опыт работы шахт показывает, что по мере понижения уровня горных работ, а иногда вследствие увеличения добычи руды суще­ ствующие вентиляторные установки не обеспечивают нормального проветривания шахт. В этих случаях требовалась реконструкция вентиляции, которая предусматривала замену старых вентилятор­ ных установок более мощными, объединенное проветривание шахт­ ных полей по единой схеме, переход со всасывающего способа на нагнетательно-всасывающий.

Почти на всех реконструируемых рудниках изменялась и суще­ ствовавшая схема вентиляции.

Так при реконструкции рудника им. В. И. Ленина, включаю­ щего две действующие шахты — им. В. И. Ленина и им. Орджо­ никидзе, была изменена и существовавшая до этого схема вен­ тиляции. В связи с тем что очистные работы на шахте им. В. И. Ле­ нина ведут на более глубоких горизонтах, чем на шахте им. Орд­ жоникидзе, имеются и две схемы проветривания. Для проветрива­ ния очистных работ на нижележащем горизонте осуществлена проходка вентиляционного ствола шахты на южном фланге ме­ сторождения.

Независимое проветривание участков месторождения, отраба­ тываемых шахтами им/ В. И. Ленина и им. Орджоникидзе, позво-

186

лило значительно улучшить условия проветривания горных работ, снизить непроизводительные расходы воздуха и уменьшить депрес­ сии крыльев шахт, что в конечном счете снижало расход электро­ энергии на проветривание.

Существовавшая до реконструкции схема вентиляции рудника им. Фрунзе была представлена тремя независимыми схемами для проветривания рудных полей шахт «Центральная», № о и № 3. Все они проветривались по фланговой схеме. При этом чистый воздух подавался через указанные стволы, а выдавался через серию шур­ фов, расположенных соответственно на северном и южном крыльях перечисленных шахт. Такая схема была приемлема для отработки верхних горизонтов. С переходом на отработку более глубоких горизонтов была осуществлена реконструкция вентиляции рудника. При этом проветривание шахт Саксаганского и Глееватского про­ стираний было осуществлено по независимым друг от друга схемам.

На руднике им. Р. Люксембург проветривали по диагональной схеме. При этом свежая струя воздуха в подземные работы посту­

Отработанный воздух из подземных работ выдали с северного крыла месторождений по стволу шахты «Северная-Вентиляцион­ ная» и с южного крыла — по стволу шахты «Южная-Вентиля­ ционная».

Реконструкция рудника им. К. Либкнехта началась со строи• тельства шахты «Родина», а вентиляция горных работ шахты им. 50-летия газеты «Правда» до гор. 790—865 м, к которому при­ урочена реконструкция, осуществлялась по фланговой схеме. Све­

шахты «Северная-Вентиляционная». Однако начиная с гор. 500 м, залежь, разрабатываемая шахтой им. 50-летия газеты «Правда», резко склонялась на юг и выполаживалась, в результате чего

Геологоразведочными скважинами подтверждено было распро­ странение залежи на юг от шахты «Южная-Вентиляционная». Вен­ тиляция этого фланга через шахту «Южная-Вентиляционная» прак­ тически становилась невозможной. Для нормальной вентиляции южного крыла требовалось строительство новой вентиляционной шахты. Ствол шахты «Новая-Южная-Вентиляционная» был прой­ ден на южном крыле шахтного поля с учетом возможности про­ пуска отработанного воздуха от разработки горизонтов ниже

187

1100 м. где количество воздуха, необходимое для проветривания, возрастает более чем в два раза.

Как показали расчеты, всасывающий способ проветривания для шахты «Родина» возможен до гор. 1090 м. Ниже потребуется переход на нагнетательно-всасывающий способ проветривания под­ земных работ или создание и установка мощного вентилятора с большим напором, а также проведение мероприятий по снижению обшешахтной депрессии.

При реконструкции рудника им. Коминтерна также была пере­ смотрена и схема вентиляции двух шахтных полей (шахт «Боль­ шевик» и «Октябрьская»). При этом учитывалось, что со време­ нем шахта «Большевик» будет существовать только как вспомога­ тельная, кроме того, предусматривались вентиляционные штреки, которые значительно улучшали проветривание нескольких рабочих горизонтов.

По принятой схеме вентиляции воздухоподающими стволами рудника являются стволы шахт «Большевик», «Октябрьская», им «Коминтерна» и «Заря». Выдача отработанного воздуха осу­ ществляется через вентиляционные стволы шахт «Южная-Вентиля­ ционная», «Новая-Южная» и «Новая-Северная», на поверхности которых располагаются вентиляторные установки.

При составлении проекта реконструкции разработки уникаль­ ного месторождения рудника им. Кирова была доказана техниче­ ская необходимость перехода на комбинированную схему провет­ ривания. Необходимость проветривания горных выработок по этой схеме обусловлена прежде всего большим притоком воздуха (1090 м3 /с), как следствие большой годовой производительности рудника, составляющей 14 млн. т сырой руды в год, и в связи с этим громадной депрессией, которая имела бы место при фланго­ вой всасывающей схеме проветривания. Расчеты показали, что ве­ личина депрессии превышала бы 1000 мм вод. ст.

Расчет необходимого количества воздуха был произведен ис­ ходя из производственной мощности рудника 14 млн. т сырой руды

ния необходимо было пройти восемь стволов вентиляционных шахт с установкой на них вентиляторов ВЦ-5, что требовало больших капитальных затрат.

Для снижения капитальных затрат и сокращения числа венти­ ляционных шахт институтом Донгипроуглемаш по заданию инсти­ тута Кривбасспроект запроектирован, а заводом им. 15-летия ЛКСМУ (г. Донецк) изготовлен уникальный вентилятор ВРЦД-4,5 производительностью 450 м3 /с при напоре 600 мм вод. ст. и стати­ ческом к.п.д. равном 0,82. Вентиляторная установка с вентилято­ ром ВРЦД-4,5 приведена на рис. 81.

На рис. 82 показана принципиальная схема проветривания гор. 625 и 700 м рудника им. Кирова. Свежий воздух в количестве 1090 м3 /с нагнетают в подземные выработки вентиляторами глав-

1В8

подают воздух в откаточные штреки как в коллекторы, из которых воздух распределяется по блокам и подземным участкам.

Рис. 81. Вентиляционная установка с вентилятором ВРЦД-4,5:

1 — вентиляторы

После проветривания блоков воздух направляется в специаль­ ные сборочные штреки на гор. 550 м и 625 м. Из вентиляционных штреков воздух в количестве 900 м3 /с поступает в вентиляционные квершлаги и выдается на поверхность по двум вентиляционным стволам шахт № 1 и № 4. Остальной воздух в количестве 190 м3 /с после проветривания главных откаточных квершлагов и околост­ вольных выработок, минуя рабочие забои, выходит на поверхность по наклонным стволам шахты № 2 им. Артема, а также по ство­ лам шахт № 1 им. Артема, «Клетевая» и «Северная». Удаление этого воздуха по подъемным стволам осуществляется за счет того, что суммарная производительность вентиляторов воздухоподающих шахт выше, чем вентиляторов шахт, выдающих отработанный воздух.

189

Необходимо отметить, что применяющийся в Кривбассе всасы­ вающий способ проветривания с существующими типами вентиля­ торов исчерпывает свои возможности на глубине горных работ 700—1000 м. Поэтому при разработке месторождений ниже указан­ ных глубин потребуется перейти на комбинированный нагнета-

Шшная часть аентипяциатых cmßa/wä

телыю-всасывающий способ проветривания или, оставив всасы­ вающий, провести ряд мероприятий, обеспечивающих снижение депрессии выработок и улучшение условий вентиляции. К таким мероприятиям ' необходимо отнести прежде всего применение пластмассовой (полиэтиленовой) облицовки горизонтальных, вер­ тикальных и наклонных выработок; установку обтекателей на растрелах действующих воздухоподающих и воздуховыдающих стволов; применение консольно-распорных схем армировки; пере­ ход на наклонные вентиляционные стволы, при которых сокра­ щается протяженность вентиляционных квершлагов; отшивку лест­ ничных отделений в стволах шахт. Указанные мероприятия по­ зволят значительно уменьшить аэродинамическое сопротивление выработок, снизить общешахтную депрессию и дадут возможность использовать для глубины разработки 1400—1500 м действующие

190

вентиляторные установки. Окончательный выбор способа провет­ ривания для конкретных шахт достигается путем проведения тща­ тельного технико-экономического анализа.

Опыт работы шахт и исследования, проведенные работниками Криворожского горнорудного института и института НИИрудвентиляция, показали, что по мере понижения уровня горных работ в Кривбассе или вследствие роста добычи руды на рудниках венти-

Н,кгс/м'

1

тивление выработок за счет приращения длины воздухоподающих и воздуховыдающих стволов, откаточных и вентиляционных квер­ шлагов. В случае же увеличения производительности шахт рост депрессии с глубиной, кроме, увеличения ее за счет приращения длины выработок, происходит также и за счет увеличения необхо­ димого количества воздуха.

На рис. 83 приведены существующие вентиляционные режимы шахт Кривбасса и необходимые для проветривания месторождений на глубине 1500 м. Для наглядности сравнения вентиляционных режимов шахт Кривбасса и суждения о перспективности вентиля­ ционных параметров изготовляемых в настоящее время вентиля-

191

торов, на рис. 83 приведена граница области вентиляционных ре­ жимов этих вентиляторов, построенная по ГОСТ 11004—64 в логарифмическом масштабе. Как видно из рисунка существующие вентиляционные режимы шахт Кривбасса хорошо располагаются в области, предусмотренной ГОСТом 11004—64. Вентиляционные режимы запроектированных горизонтов сосредоточены в верхней части этой области, т. е. при проектировании последующих нижеле­ жащих горизонтов их вентиляционные режимы будут лежать вне области, предусмотренной ГОСТом 11004—64.

Для возможности проветривания большинства рудников до глубины 1500 м при сохранении всасывающего способа проветри­ вания требуется последовательная установка вентиляторов или реконструкция существующих вентиляторных установок с прове­ дением мероприятий, снижающих депрессию. В противном случае необходимо будет переходить на неэкономичный комбинированный способ проветривания.

Снижение депрессии может быть также осуществлено и путем увеличения поперечного сечения выработок, сокращения длины вентиляционных путей в шахтах или включения нескольких па­ раллельных струй.

Сокращение длины вентиляционных путей и включение не­ скольких параллельных струй в шахтах можно осуществить не всегда.

Наиболее выгодным способом снижения аэродинамического сопротивления выработок является облицовка их пластмассами. В мероприятиях по снижению депрессии этот метод уменьшения общешахтной депрессии применяется как основной, дающий наилучший результат.

Вентиляторные установки шахт Кривбасса в послевоенные годы состояли в основном из одного вентилятора с резервным электро­ двигателем. Во многих случаях устанавливали одновременно под­ земные вентиляторы и поверхностные. Последнюю схему приме­ няли в тех случаях, когда вентиляционная шахта использовалась одновременно и для выполнения вспомогательных операций по подъему. В этих условиях подземная вентиляторная установка работала постоянно, а поверхностная служила резервной и вклю­ чалась в случае выхода из строя подземной или в случае пожара. Такое расположение вентиляторных установок было связано с тем,

ляционная» рудника им. Коминтерна.

Вентиляторные установки были оборудованы осевыми одно- и двухступенчатыми вентиляторами с диаметром рабочего колеса от 1,2 до 2,4 м (преимущественно 1,2 и 1,8 м) и центробежными

192