книги / Рудничная вентиляция

Выбираемый способ проветривания должен обеспечить дей­ ствующий напор на пожароопасных участках в любой период их совместной отработки, не превышающий допустимый. В противном случае рекомендуется переходить на схему с вентиляционными областями, устанавливая способы проветривания в каждой об­ ласти в соответствии с вышеизложенным.

18. ВЕНТИЛЯЦИЯ ТУПИКОВЫХ ВЫРАБОТОК

18.1. Схемы и способы вентиляции

Различают следующие основные схемы проветривания: сквоз­ ные, когда свежий воздух подается в тупиковую горную выработку и удаляется из нее за счет работы вентиляторов главного прове­ тривания с помощью специальных средств и приспособлений (рис. 18.1, а, б, в, г)\ принудительные, когда проветривание ту­ пиковой выработки осуществляется с помощью специальных по­ будителей тяги (рис. 18.1, д, е, ж).

Проветривание выработки может быть организовано путем сочетания сквозной и принудительной схем (комбинированные схемы) (рис. 18.1, з, и, к, л, м, н).

На практике применяют нагнетательный, всасывающий и комбинированный способы проветривания.

Сквозное проветривание горных выработок. П р о д о л ь н ы е п е р е г о р о д к и (см. рис. 18,1, а) применяются тогда, когда к забою нужно подать большое количество воздуха. В этом слу­ чае выработка делится продольной перегородкой на две части,

л я ц и о н н ы м и т р у б а м и , п р о п у щ е н н ы м и ч е ­

Проводят по полезному ископаемому или когда сквозную и вспо­ могательную выработки предусмотрено впоследствии использо­ вать для каких-либо эксплуатационных целей.

Основным достоинством перечисленных способов подачи воз­ духа в тупиковые забои за счет общешахтной депрессии является непрерывность действия вентиляции в течение суток и отсутствие в выработке механических побудителей тяги, что улучшает са­ нитарно-гигиенические условия труда (отсутствие шума) и повы­ шает надежность и безопасность работ.

Принудительное проветривание горных выработок. Наиболь­ шее распространение в практике получило принудительное про­ ветривание.

Н а г н е т а т е л ь н ы й с п о с о б п р о в е т р и в а н и я с механическим побудителем тяги (см. рис. 18.1, д) заключается в том, что свежий воздух подается вентилятором из сквозной выработки в тупиковую по вентиляционным трубам.

Проветривание эффективно, если расстояние от конца трубо­

Расстояние от забоя до того сечения, в котором максимальное содержание газов становится равным допустимому, называется критической длиной LKp.

Критическая длина определяется по формуле (13.76). Расчетный объем, подлежащий проветриванию, определяется

как произведение критической длины выработки на площадь ее

Всасывающий способ проветривания (см. рис. 18.1, е) может применяться в тех случаях, когда выработку проводят по гор­ ному массиву, не содержащему горючих и ядовитых газов.

Длина зоны отброса (м) газов определяется по формуле

от забоя на расстоянии /вс = 0,5 >/S, а максимальное расстояние

удаления трубы от забоя не должно превышать /вс = 3 jAS.

Комбинированный способ проветривания чаще всего приме­ няется при скоростной проходке на негазовых шахтах и рудниках. Его преимущество заключается в том, что в нем сочетаются поло­ жительные стороны нагнетательного (активное перемешивание газов в призабойной зоне) и всасывающего (ограниченный объем проветривания) способов. Комбинированный способ проветрива­ ния осуществляется либо двумя вентиляторами (см. рис. 18.1, ж),

Рис. 18.2. Комбинированные схемы проветривания двумя вентиляторами на один трубопровод

либо одним. Подача нагнетательного вентилятора должна быть на 20—30 % меньше расхода воздуха, который поступает во вса­ сывающий трубопровод.

Для предотвращения распространения газового облака в сто­ рону устья в выработке устанавливают перемычку, которую располагают на расстоянии 30—50 м от забоя. В этом случае нагнетательный вентилятор может подавать на 1 0 % меньше того количества воздуха, которое поступает во всасывающий трубопровод.

Значительно реже применяют схемы, когда два вентилятора работают на один трубопровод. После проведения взрыва в забое включают вентилятор (рис. 18.2, а), который по трубе отсасывает из зоны отброса газы с высокой концентрацией. После остановки всасывающего вентилятора включают нагнетательный, подающий по той же трубе свежий воздух в забой, где происходит активное перемешивание и разбавление оставшейся части ядовитых газов, которые удаляются по выработке (рис. 18.2 б).

Вентиляция протяженных выработок. Схемы проветривания выработок большой длины зависят от технологии их проведения и принятого вида транспорта, геометрических размеров выра­ ботки, газовыделения и пр. В зависимости от конкретных условий такие выработки проветриваются:

одним вентилятором, работающим на нагнетание на общий трубопровод. Для этой цели используют трубопровод большого диаметра (более 1 м) либо вентилятор подключают с помощью тройника к двум параллельным трубопроводам (рис. 18.3, а). Эти схемы проветривания используются в случаях большой пло­ щади поперечного сечения выработки;

зуется при проведении выработок по газоносным породам; вентиляторами, установленными рассредоточенно по длине

трубопровода (рис. 18.3, в). По этой схеме проветриваются выра­ ботки, проводимые по породам, не содержащим газов;

в специально пройденную камеру, где размещается следующий вентилятор, нагнетающий воздух по трубопроводу до следующей шлюзовой камеры, и т. д. Последний вентилятор подает воздух в призабойную зону. Схема используется при проведении вырабо­ ток по породам, не содержащим газ (рис. 18.3, г).

Подача воздуха в забой протяженной выработки требует соз­ дания большого напора, что вызывает значительные утечки воз­ духа, особенно -в начальном участке трубопровода (примерно на 1/3 начальной длины).

При прочих равных условиях депрессия и утечки воздуха имеют меньшие значения при использовании схемы со шлюзовыми

Технико*эксплуатационная характеристика гибких труб отечественного производства

синтетических материалов. Вентиляционные трубы типа МУ выполнены из хлопчатобумажной ткани чефер с двусторонним покрытием из негорючей резины; ПХВ — из ткани чефер с полихлорвиниловым двусторонним покрытием, ТНР и ЧЛХР — из комбинированной ткани, состоящей из лавсана и хлопка с рези­ новым двусторонним покрытием; ЧЛХВ — из лавсанохлопковой ткани с полихлорвиниловым покрытием и ЧЛХВу, отличие которой от ЧЛХВ состоит в том, что в комбинированную ткань добавлен углен, обладающий антистатическим свойством.

Гибкие трубы выпускаются диаметром 0,4; 0,5, 0,6; 0,8 и 1 м. Длина основного рабочего звена труб диаметром до 0,6 м состав­ ляет 20 м, труб диаметром более 0,6 м — Юм. Разменные звенья выпускаются длиной 5 и Юм.

Соединение звеньев осуществляется пружинящими стальными кольцами, находящимися в концах труб. При включении венти­ лятора стык самоуплотняется. При малом давлении воздуха стенки гибкого трубопровода провисают, на них образуются складки, что вызывает увеличение аэродинамического сопротивления тру­ бопровода.

Масса 1 м трубы в зависимости от диаметра и материала ко­ леблется от 1,3 до 2,3 кг. Нормированный срок службы и другие сведения о гибких вентиляционных трубах приведены в табл. 18.1.

При нарушении режима эксплуатации трубопроводов срок их службы сокращается в два раза и более.

Текстовинитовые трубы изготовляют из ткани типа брезента с односторонним или двусторонним покрытием полихлорвиниловой пластмассой, которая обеспечивает воздухонепроницаемость. Преимущество текстовинитовых труб — малая масса, высокая антикоррозийность. Масса 1 м трубы в зависимости от диаметра колеблется от 2,4 до 3,4 кг. Срок службы 12—15 мес в сырых и 24—30 — в сухих выработках. Аэродинамический коэффициент сопротивления трения при диаметре 0,5 м составляет 0,0016 Н-с2/м4;

и легкого пластмассового материала на основе полихлорвиниловой смолы. Листы пластиката накладывают друг на друга и сваривают с помощью нагрева. Сварку ведут с двух сторон, чем достигается высокая герметичность. Пластикатные трубы соеди­ няют между собой металлическими муфтами или металлическими кольцами.

Для уменьшения шероховатости труб и их воздухопроницае­ мости как в гибкие, так и в жесткие трубопроводы рекомендуется помещать тонкостенные эластичные полиэтиленовые трубы диа­ метром, несколько меньшим, чем диаметр основного трубопро­ вода. Под действием статического напора вентилятора рукав натягивается, распрямляется, делает поверхность внутренней части трубы гладкой. Опыт показал, что сопротивление трубо­ проводов уменьшается в 2 —3 раза, а утечки почти исключаются.

Основными показателями, характеризующими вентиляцион­ ный трубопровод, являются аэродинамическое сопротивление и воздухопроницаемость.

Аэродинамическое сопротивление трения трубопровода опре-

где а — коэффициент аэродинамического сопротивления трения, Н-с2/м4; Р — периметр, м; L — длина трубопровода, м; S — площадь поперечного сечения трубопровода, м2; d — диаметр трубопровода, м.

Коэффициент аэродинамического сопротивления трения зависит от шероховатости и диаметра труб, а в гибких трубопроводах,

в начале трубопровода или дебита вентилятора к количеству воздуха, доходящего до конца трубопровода, или обратной его величиной — коэффициентом доставки т|.

Коэффициент доставки для металлических трубопроводов опре­ деляется по формуле

где k — коэффициент удельной стыковой воздухопроницаемости, принимаемый равным 0,0025—0,0030 при удовлетворительном качестве сборки и 0 ,0 0 1—0 , 0 0 2 — при хорошем; т — длина одного звена трубопровода, м; R — аэродинамическое сопротивление тру­ бопровода длиной L, Н-с2/м8.

Значения коэффициента доставки т) для труб типа МУ при­ ведены в табл. 18.4.

При расчетах длинных трубопроводов, изготовленных из ткани, можно принимать, что первые 2 0 стыков труб дают утечки воздуха, равные 1 % на каждый стык, а последующие — 0,5 %.

Значения коэффициентов доставки для текстовинитовых труб приведены в табл. 18.5.

В качестве побудителей тяги для проветривания тупиковых выработок чаще всего используют осевые вентиляторы мест­ ного проветривания с электрическим и пневматическим приводами.