книги из ГПНТБ / Воробьев Б.М. Основы технологии горного производства. Введение в специальность учеб. пособие

бежные и осевые.

У

центробежных

вентиляторов

основным рабочим органом яв ­

л я е т с я

рабочее колесо (рис. 152) с

лопатками, вращающееся в спи­

ральном к о ж у х е . П р и

вращении колеса воздух захватывается лопат­

ками,

под действием

центробежной

силы

перемещается от

центра

к периферии колеса

и выталкивается

в спиральный

к о ж у х .

И з

спирального к о ж у х а воздух н а п р а в л я е т с я в диффузор, а из него

в

атмосферу.

В

зависимости

от поворота

лопаток

н а п р а в л я ю щ е г о

аппарата,

расположенного между рабочим колесом и

подводящим

к а н а л о м ,

сопротивление движению поступающего

засасываемого воздуха уве ­

личивается и л и уменьшается, а тем самым регулируется

количество

подаваемого

(или

отсасываемого

из шахты)

воздуха .

В настоящее время применяют центробежные вентиляторы с ра­

бочими колесами диаметром 4 и

5 м. Коэффициент полезного дей­

ствия

т а к и х

вентиляторов составляет

72%,

напор — 475—620 мм

вод.

ст., мощность

электродвигателя

—

до

1900 квт.

П р и н ц и п работы

осевых вентиляторов

тот же , что и

авиационных

винтов. В р а щ а ю щ и е с я

лопасти создают движение воздуха,

в р е з у л ь ­

тате чего

образуется

тяга . В о з д у ш н а я

струя

движется

вдоль оси

в р а щ е н и я

рабочего

колеса. Н а рис. 153 показан

осевой

двухступен ­

чатый вентилятор .

Производительность

вентилятора

р е г у л и р у е т с я

К

недостаткам

осевых вентиляторов

относятся м е н ь ш а я по срав ­

нению

с центробежными надежность отдельных узлов и большой

ш у м ,

создаваемый

вентиляторами при

работе.

К ним

относятся,

например, двухступенчатый

вентилятор мест­

ного п р о в

е т р и в а н и я ,

п о к а з а н н ы й на рис. 154. Н а

валу вентилятора

новлен

промежуточный

н а п р а в л я ю щ и й

аппарат . В

месте

выхода

воздуха

из вентилятора

дл я устранения

завихрений

располагается

так называемый задний

с п р я м л я ю щ и й

аппарат .

Диаметр колеса 600 мм, скорость в р а щ е н и я 2950 об/мин,

произ ­

водительность 200—450 м 3 / м и н , напор

100—580 мм вод. ст. Коэффи­

циент полезного действия вентилятора 0,71. Мощность

электродвига­

теля 30 квт. Масса 470

кг.

тательной и по всасывающей

схемам. И х подключают к вентиляци ­

онному трубопроводу. П р и

нагнетательном проветривании при ­

ветривать выработки длиной 500—600 м и более.

П р и этом в

одном

вентиляционном трубопроводе дл я обеспечения

требуемого

напора

п р и проветривании длинных г л у х и х выработок

можно устанавли ­

вать последовательно несколько вентиляторов .

16 З а к а з 187

241

В последнее время все большее число шахтных

вентиляторных

установок

переводят на

автоматическое

управление .

К о н т р о л ь

за

их работой осуществляется дистанционно с диспетчерского

пункта .

Борьба с подземными пожарами . В угольных

шахтах

СССР

55—

60% всех

п о ж а р о в происходит

от самовозгорания у г л я

(эндогенные

пожары)

и

40—45% — от

внешних

причин

(экзогенные

по­

ж а р ы ) .

Различные п о ж а р ы нарушают нормальную

работу ш а х т ы и

опасны

из-за

возможности массового отравления

рабочих

ядовитыми

г а з а м и ,

выделяющимися

в рудничную атмосферу.

Наиболее

склонны

зации

склонность

углей к

самовозгоранию

понижается .

Внешними п р и з н а к а м и ,

по

ко­

торым

распознается наличие очага

самовозгорания,

я в л я ю т с я

увели ­

чение влажности воздуха, образо­

вание

[тумана,

потение

поверх ­

ности

забоев

и

стенок

выработок,

специфический

п о ж а р н ы й

запах,

повышение

температуры

воздуха

и стенок выработок, появление ды­

ма и пламени . Д л я

своевременного

о б н а р у ж е н и я

подземного

п о ж а р а

систематически

производится

от­

бор проб

воздуха

в

выработках,

Р и с .

154

В е н т и л я т о р

о с е в о й

м е с т н о г о

определяется

содержание

в

нем

п р о в е т р и в а н и я :

кислорода,

окиси

и двуокиси

уг­

к о р п у с ; 2 — с а л а з к и ;

з —

в в о д Элек­

лерода,

одновременно

замеряется

тр о к а б е л я

температура .

ных п о ж а р о в

я в л я ю т с я

применение огнестойкой крепи и секциони­

рование сети

подземных

выработок.

чивают минимальные потери у г л я в недрах, так

к а к

опасность само­

возгорания

у г л я находится

в прямой зависимости от величины по­

терь у г л я .

Интенсивная разработка отдельных

участков

шахтного

п о л я

обусловливает уменьшение п о ж а р н о й опасности.

Н а

мощных пластах отработку угольных пластов обычно ведут

обособленными

участками,

что

позволяет

в случае

необходимости

легко

и быстро изолировать

их

от общешахтных

выработок, л о к а л и ­

зовав

тем самым

возникший

п о ж а р н ы й очаг. Наиболее

безопасными

в п о ж а р н о м

отношении я в л я ю т с я

системы

разработки

с

гидравли ­

ческой

з а к л а д к о й выработанного

пространства,

при

которых созда­

ется плотный массив, не пропускающий воздуха.

16*

243

Одним из основных мероприятий по предотвращению

рудничных

п о ж а р о в от самовозгорания

у г л я я в л я е т с я профилактическое

заи­

ливание . С поверхности или из подземных действующих

выработок

бурят

с к в а ж и н ы , по

которым

в

выработанное пространство подают

п у л ь п у

(смесь

г л и н ы

с водой),

з а п о л н я ю щ у ю

пустоты и

трещины .

Перед

подачей

глинистой заиловочной п у л ь п ы

выработанное

п р о ­

фильтрующими

перемычками .

З а и л и в а н и е

(наряду

с

заполнением

инертным

газом) я в л я е т с я

т а к ж е одним из

основных

средств т у ш е н и я п о ж а р о в ,

в о з н и к ш и х

от самовозгорания у г л я . П р о т и в о п о ж а р н ы е фильтрующие

перемычки

д о л ж н ы иметь трубу д л я

набора проб

воздуха, а

т а к ж е

д р е н а ж н у ю

трубу д л я стока

воды из

заиливаемого

пространства.

ботанного

пространства .

Д л я и з о л я ц и и

отдельных

участков

шахты,

в которых

возник

п о ж а р , устанавливают специальные противопожарные двери —

ме­

таллические или

деревянные с металлической

обшивкой. В обычных

у с л о в и я х такие

двери держат

открытыми .

К а ж д а я

шахта

д о л ж н а

иметь необходимые

средства

противопо­

ж а р н о й

защиты: противопожарные двери,

ляды,

противопожарные

камеры,

п о ж а р н ы й

трубопровод, средства

первичного т у ш е н и я

(ог­

нетушители, песок и т. п.). В соответствии с

требованиями

п р а в и л

безопасности

на

к а ж д о й шахте д о л ж н ы

быть

организованы

склады

противопожарных

материалов

и оборудования

и

специальные

про ­

тивопожарные

поезда.

Подземные

эндогенные

рудничные п о ж а р ы

происходят

не

только

на у г о л ь н ы х

ш а х т а х , но

и на

р у д н и к а х ,

разрабатывающих

медно-

колчеданные

руды.

рабочих м а ш и н и механизмов .

Н о р м ы

освещенности

рабочих мест

в

ш а х т а х регламентируются

п р а в и л а м и

безопасности

в зависимости

от

видов работ.

а фара крепится к

каске . П р и

р а з р у ш е н и и защитного стекла

фары

лампочка

н а к а л и в а н и я

автоматически

отключается от цепи

батареи

специальным

устройством.

П р и использовании люминесцентных ламп достигается

значи­

тельное увеличение

светового

потока.

Х р а н е н и е ,

з а п р а в к а

и ремонт

рудничных переносных

светильни­

ков индивидуального пользования производятся в шахтных

ламповых .

Перед спуском в ш а х т у к а ж д ы й горнорабочий или лицо

техни­

ческого надзора получает в шахтной

ламповой переносной

индиви­

д у а л ь н ы й

светильник и

проверяет его

исправность . П р и

обнаруже ­

нии неисправности

светильника

(протекание электролита

из

а к к у ­

После выхода из ш а х т ы индивидуальные переносные

светильники

сдают в ш а х т н у ю ламповую

д л я х р а н е н и я ,

з а р я д к и

и

ремонта.

Стационарное

рудничное

освещение

применяют в основном в

глав ­

ных

откаточных

выработках,

околоствольных

дворах, погрузочных

п у н к т а х ,

в

камерах

и

т. д.

Осветительные

установки

питаются

от электрической

сети, а в качестве света используются

лампы

нака ­

л и в а н и я

и люминесцентные

лампы .

Стационарные

рудничные

светильники выпускаются

следующих

типов: в нормальном рудничном исполнении

(РН) д л я ш а х т , не

опас­

ных

по

г а з у

или пыли;

повышенной

надежности (РП),

допущенные

в выработках,

омываемых

струей воздуха,

в

ш а х т а х ,

опасных по

г а з у

и л и пыли;

во

взрывобезопасном исполнении

(PB)

д л я

шахт,

особо

опасных

по газу

или

пыли .

Д л я стационарного

освещения очистных

забоев

и

подготовитель­

ных выработок

используют

индукционные светильники

с

обычными

и люминесцентными

лампами .

В качестве стационарных все чаще применяют

люминесцентные

светильники .

Н а

рис. 156

приведен

люминесцентный

светильник,

предназначенный

д л я

шахт,

опасных

по

г а з у

и л и

пыли .

Л ю м и н е ­

сцентная лампа 1 защищена трубкой 2

из

оргстекла

и

металлической

сеткой 3.

П а т р о н ы 4,

5

лампы

вставлены

в корпуса

6,

7.

В к р ы ш к е

8 помещены дроссель 9

и стартер 10. К о р п у с а и к р ы ш к а

светильника

изготовлены

из

алюминия .

В

очистных

и подготовительных забоях, в которые

подведен

с ж а т ы й

воздух,

освещение может быть осуществлено пневмоэлект-

рическими светильниками, в которых электроэнергия

вырабаты ­

вается с

помощью энергии

сжатого

воздуха .

§

3.

Р У Д Н И Ч Н Ы Й

ВОДООТЛИВ

И ОСУШЕНИЕ Ш А Х Т Н Ы Х П О Л Е Й

Приток рудничных вод в действующие

горные выработки ослож­

няет ведение горных работ. Внезапные прорывы больших

объемов

воды

могут

представлять опасность

д л я горнорабочих .

С р а в н и т е л ь н ую оценку

обводненности шахт

производят по

отно­

сительной

водообилъности

шахт, количественным

показателем ко ­

торой я в л я е т с я коэффициент

водообилъности

—

отношение

коли ­

чества воды Q (м3 ), откачиваемой,

например, за сутки, к количеству

добытого

полезного ископаемого Р (т)

за

тот ж е период:

K

= -jr,

м 3 /т .

В Донецком и К у з н е ц к о м бассейнах

коэффициент водообильности

составляет в

среднем

около

2,8

м 3 /т,

в

Кизеловском бассейне —

8,8 м 3 /т,

в К а р а г а н д и н с к о м

— 0,4 м 3 /т .

Абсолютные часовые притоки

воды

в

ш а х т а х составляют

150—

200 м 3 / ч ,

достигая в ряде случаев

1000

м 3 / ч и более.

Жесткие

рудничные воды

содержат

большое количество

раство­

римых солей

к а л ь ц и я

и м а г н и я ,

кислотные

воды — свободную сер­

ную кислоту

от 0,1 до

3 г на

1 л.

Кислотные воды разъедают

бетон­

Агрессивность ш а х т н ы х

вод х а р а к т е р и з у е т с я величиной водород­

ного п о к а з а т е л я p H .

П р и содержании более

50 мг свободной серной кислоты в 1 л

трубопроводы

и

а р м а т у р у .

Б о р ь б а

с

кислотными

водами

ведется

путем

н е й т р а л и з а ц и и

и х

негашеной

известью.

Соленые

воды,

содержащие

хлористый

натрий,

т а к ж е

о к а з ы в а ю т

вредное действие

на

стальные

части

машин

и механизмов .

В ш а х т н ы х водах могут находиться в растворенном виде и

по ­

лезные компоненты, такие, к а к медь

и др .

Рудничные воды бывают сильно з а г р я з н е н ы органическими ве­

ществами, различными микробами . Поэтому

употребление д л я п и т ь я

ш а х т н ы х

вод

категорически

запрещено .

Схемы

рудничного

водоотлива в

ш а х т а х . П р и вскрытии шахтных

полей ш т о л ь н я м и рудничные

воды у д а л я ю т с я по ним на поверхность

самотеком.

П р и разработке месторождений

на н е с к о л ь к и х

горизонтах водо­

отлив можно осуществлять по различным схемам. П р о с т е й ш а я

и з

них —

водоотлив

на

поверхность

с

каждого

горизонта

самостоя­

тельными водоотливными установками — приведена

на

рис . 157,

а.

Д а н н у ю схему применяют при одновременной

разработке

всех

го ­

ризонтов.

Схема

водоотлива

с

перекачкой

воды с н и ж е л е ж а щ е г о

на

проме­

жуточный горизонт, а с него на поверхность приведена

на

рис.

157,

б.

Г л а в н ы й водоотлив оборудуют

в

шахте

д л я

откачки

на

поверх ­

ность

всего

притока

воды,

вспомогательный

водоотлив — д л я пере ­

к а ч к и

воды

из отдельных

частей

шахтного

п о л я

к

водосборникам

главной

водоотливной

установки .

насосы,

водосборников — выработок д л я сбора и осветления руд ­

ничных

вод, сети водоотливных канавок, устраиваемых в выработ­

к а х , и

других вспомогательных устройств (водотрубных ходков,

Р и с .

157. Схемы водоотлива:

а — в о д о о т л и в с к а ж д о г о г о р и з о н т а на п о в е р х н о с т ь ; б - в о д о о т л и в с п е р е к а ч -

к о й на п р о м е ж у т о ч н ы е г о р и з о н т ы

С у м м а р н а я полезная емкость

водосборников главного

водоот­

лива

принимается равной

четырехчасовому

нормальному

притоку

воды.

Н а д

водосборником

располагается

насосная

камера, пол

которой д о л ж е н быть выше

на 0,5

м у р о в н я

головок

рельсов

около­

ствольного

двора в месте его с о п р я ж е н и я со стволом,

чтобы

в

случае

пользованы д л я откачки

воды.

Н а с о с н у ю камеру соединяют

с выработками

околоствольного

двора горизонтальным ходком, а со стволом — наклонным, так

назы ­

ваемым трубокабельным

ходком,

с л у ж а щ и м д л я

п р о к л а д к и

нагне­