книги / Рудничная аэрология

Рис. 164. Схема вентиляции участ­ ка при системе разработки длин­ ными столбами по простиранию

Рис. 165. Схема вентиляции с при­ менением вентиляторов местного проветривания при системе подэтажной гидроотоойки

Н аиболее распространенной схемой разработки с гидромеха­ низацией является система подэтаж ной гидроотбойки. При мощ­ ности круты х пластов 6 — 8 м применяется однопанельная подэтаж цая выемка. Схема вентиляции выемочного участка при однопанельной подэтаж ной гидроотбойке показана на рис. 165. Воздух

отсутствие вентиляторов местного проветривания и трубопро­ водов.

Движение пульпы в открытых желобах выработок гидрошахт вызывает дополнительное аэродинамическое сопротивление потоку воздуха при встречном движении воздушного потока и помогает движению воздушного потока при движении воздуха и пульпы в одном направлении. В связи с этим общим требованием ко "всем схемам проветривания выработок гидрошахт является условие попутного движения пульпы и вентиляционной струи, особенно в выработках, непосредственно примыкающих й очистным забоям, где расход воздуха незначителен.

При гидродобыче необходимо обращать особое внимание на. надежность проветривания очистных забоев. При схемах с при­ менением вентиляторов местного проветривания требуется обеспе­ чить необходимую дальнобойность свободной воздушной струи. С этой целью применяются спаренные вентиляторы, контроли­ руется герметичность трубопроводов, не допускается рециркуля­ ция воздушного потока.

§ 106. ВЕНТИЛЯЦИЯ ОЧИСТНЫХ БЛОКОВ РУДНИКОВ

С аэродинамической точки зрения все очистные выработки рудников подразделяются на камерообразные и лавообразные. К камерообразным относятся выработки большого объема, в ко­ торых турбулентные воздушные потоки являются свободными, т. е. не имеют твердых границ. Процессы разбавления и выноса вредных примесей свободными турбулентными струями весьма своеобразны, что определило разработку и практическое исполь­ зование специфических методов расчета вентиляции камерооб­ разных выработок.

К лавообразным относятся выработки, в которых турбулент­ ный воздушный поток занимает все пространство. В этом случае турбулентные характеристики потока, определяющие интенсив­ ность процессов разбавления и выноса примесей, формируются твердыми границами (стенками) потока.

Камерообразные выработки могут проветриваться путем подачи воздуха по одной или нескольким выработкам или трубам. Группы камерообразных выработок могут проветриваться последова­ тельно (рис. 167, а), параллельно (рис. 167, б) или по комбиниро­ ванным схемам.

Лавообразные очистные выработки в рудниках проветри­ ваются такими же способами, как и в угольных шахтах. При раз­ работке рудных месторождений применяются различные схемы проветривания очистных забоев, но только немногие из них можно принять в качестве типовых.

При системах разработки с естественным поддержанием очи­ стного пространства проветривание очистных блоков осуще­ ствляется как за счет турбулентных свободных струй, распростра­

няющихся в относительно ограниченных пространствах, так и за счет интенсивного выноса примесей потоком воздуха, распре­ деленным по всему очистному пространству.

Проветривание камер свободными струями характерно для сплошных систем с механизированной доставкой руды, когда призабойное пространство требует особенно интенсивного проветри­ вания. При сплошной системе разработки (рис. 168) проветривание камер осуществляется за счет общешахтной депрессии. Воздух

б

Рис. 167. Схемы последовательного и параллельного проветривания ка­ мерообразных выработок

Рис. 168. Схема вентиляции очист­ ного блока при сплошной системе разработки

подается по панельному штреку 1 и далее по ортам 2 и заездам 3 поступает в призабойное пространство, где работают погрузочнодоставочные 4, вспомогательные 5 и бурильные 6 машины и меха­ низмы. Исходящая струя выдается по вентиляционному орту 7 и далее— по вентиляционному штреку 8. По мере подвигания очистного забоя очистное пространство изолируется перемыч­ ками 9, устанавливаемыми в вентиляционных сбойках. Поскольку объемы выработанных пространств в панелях большие, обеспечить достаточно интенсивную вентиляцию всего выработанного про­ странства практически невозможно. Схема вентиляции в целом недостаточно эффективна вследствие больших утечек воздуха, малой скорости его движения по выработкам большого попереч­ ного сечения. Положительным качеством данной системы раз-: работки с точки зрения вентиляции является наличие больших объемов воздуха в камерах. Разбавление вредных газов в камерах

в большой степени компенсирует их слабый вынос воздушными потоками.

При камерно-столбовых системах недостатки вентиляции, ха­ рактерные для сплошных систем, хотя и частично остаются (вслед­ ствие больших объемов очистных пространств), однако схемы вентиляции в целом более устойчивы и надежны.

В случае проветривания сквозных камер при камерно-столбо­ вой системе разработки воздух подается по откаточному штреку 1

Рис. 169. Проветривание сквозных камер при камерно-столбовой системе разработки

Рис. 170. Схемы вентиляции тупико­ вых камер

он поступает в очистной забой 3 и выходит по сквозной выработке 4 на вентиляционный штрек 5.

На рис. 170 приведены некоторые варианты схем проветрива­ ния тупиковых камер при очистной выемке. Воздух, подаваемый в камеру нагнетательным вентилятором местного проветривания 1 по трубопроводу 2 , омывает призабойное пространство и выходит на откаточный штрек. Проветривание забоя осуществляется на­ гнетательным способом или комбинированным с применением всасывающего вентилятора местного проветривания 3.

При системах разработки с естественным поддержанием очи­ стного пространства и самотечной доставкой руды схемы венти­ ляции очистных блоков существенно различны как для отдельных систем, так и для их вариантов.

Схемы вентиляции блоков при этажно-камерной системе и си­ стеме с подэтажной отбойкой характеризуются повышенной интен­ сивностью вентиляции выработок горизонтов скреперования, гро­ хочения, выпуска и буровых выработок, тогда как само очистное пространство проветривается слабо.

Типичная схема проветривания выработок горизонта скрепе­ рования показана на рис. 171. Воздух поступает с откаточного горизонта по восстающим 7, проходит по ортам 2 и распределяется

по штрекам скреперования <3 . Исходящая струя по вентиляцион­ ному орту 4 поступает в вентиляционный восстающий 5 и далее на вентиляционный горизонт.

Проветривание очистного блока при системе разработки под­ этажными штреками с отбойкой руды камерными зарядами осу­ ществляется следующим образом. Свежий воздух поступает в блок от главного ствола шахты по откаточному полевому 1

{рис. 172) и рудному 2 штрекам, поднимается по полевым вос­ стающим 3, проходит по выработкам горизонта грохочения 4 и далее по выработкам 5 поступает в камеру £, где происходит разбавление вредных газов. Отработанный воздух выходит по верхним подэтажным штрекам 7 и восстающему 8 на вентиля­ ционный штрек 9 .

При системах разработки с торцовым выпуском руды вентиля­ ция выпускных выработок осуществляется чаще всего с помощью вентиляторов местного проветривания и трубопровод0®•

Схема проветривания блока при варианте системы подэтаж­ ного обрушения с отбойкой руды горизонтальными скважинами и расположением рудоспусков в центре блок® показана на рис. 173. Свежий воздух поступает в блок по полев°мУ откаточ­ ному штреку 7, блоковому орту 2 и по восстающему 3 подается в орт 4 рабочего подэтажа. Далее воздух проходит цо подэтажным штрекам 5 , вентиляционным сбойкам 6 и по штреку, проведенному

Рис. 173. Схема проветривания блока при системе подэтажного обрушения с отбойкой руды горизонтальными скважинами

6

Рис. 174. Вентиляция очистного блока при системе разработки с магазинированием руды

Пподэтажное обрушение) схемы вентиляции сводятся полностью

цобеспечению проветривания выработок горизонта выпуска, подэтажных и оконтуривающих выработок.

На рис. 175 приведена схема вентиляции выработок при си­ стеме этажного самообрушения. Свежая струя воздуха поступает с откаточного штрека 1 в орты-заезды 2 , затем по диагонально расположенным восстающим 3 поступает в штреки 4 и распре­

деляется по ортам скреперования 5. Исходящая струя по венти­ ляционному восстающему 6, сборному штреку 7 и вентиляцион­ ному орту 8 выдается в восстающий 9 и далее на вентиляционный горизонт. Оконтуривающие выработки проветриваются по восста­ ющим 11 с выдачей исходящей струи в вентиляционный восста­ ющий 9 через штреки 10 и орты 12.

Из систем разработки с искусственным поддержанием очи­ стного пространства проветривание блоков при системах с за­ кладкой осуществляется по наиболее рациональным схемам вен­ тиляции. В этом случае воздухоподающие выработки (восста­ ющие) размещаются в закладочном материале в количестве, обес­ печивающем интенсивную вентиляцию очистного пространства. На рис. 176 приведен один из вариантов рациональной схемы вентиляции очистной панели при слоевой выемке руды снизу вверх с использованием твердеющей закладки и самоходных машин. Воздух с откаточного горизонта 1 поступает в камеру по восста­ ющим 2, а также по диагональному уклону 3 и слоевым ортам 4. Исходящая струя воздуха выдается на вентиляционно-закладоч­ ный горизонт по восстающему 5.

При системах разработки горизонтальными и наклонными слоями с закладкой схемы вентиляции аналогичны типовым при системе с магазинированием руды.

Проветривание выработок при системах с креплением выра­ ботанного пространства и последующим обрушением в ряде слу­ чаев осложняется ввиду наличия тупиковых выработок (слоевое обрушение), что требует использования вентиляторов местного проветривания.

Г л а в а XIX

ВЕНТИЛЯЦИЯ ТУПИКОВЫХ ВЫРАБОТОК ПРИ ИХ ПРОВЕДЕНИИ

§ 107. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

По характеру проветривания все выработки подразделяются на две группы: сквозные и тупиковые. Сквозная выработка сооб­ щается с другими в двух пунктах, проветривание ее осущест­ вляется за счет работы вентилятора главного проветривания (за счет общешахтной депрессии) и естественной тяги. Тупиковая

выработка сообщается с другой выработкой в одном пункте. Особенность проветривания тупиковых выработок заключается в том, что выделяющиеся в них вредности могут быть удалены только при помощи специальных устройств или средств, размеща­ емых в этих выработках.

На негазовых шахтах и рудниках образующиеся при проведе­ нии выработки буровзрывным способом ядовитые газы, согласно Правилам безопасности, должны быть удалены из нее за время, не превышающее 30 мин, что при значительных расходах ВВ и большой протяженности выработки представляет сложную задачу. В случаях, когда выработка производится проходческим комбайном, проветривание ее также необходимо, так как даже самые совершенные пылеуловители не могут обеспечить пыле­ улавливание всей пыли и тончайшие ее фракции могут быть уда­ лены из забоя только вентиляционной струей.

На газовых шахтах и рудниках газовыделения со свежеобна­ женных поверхностей тупиковой выработки могут быть столь значительными, что для разбавления взрывоопасных и других газов может потребоваться огромное количество воздуха. В не­ которых случаях такого количества может быть достаточно для проветривания небольшого негазового рудника.

В связи с интенсификацией развития горных работ, углубле­ нием их, применением все более производительных машин и меха­ низмов происходит повышение газоносности пластов и, следова­ тельно, увеличивается газовыделение. Поэтому проветривание тупиковых выработок становится все более слояшой задачей и требует совершенствования методов расчета расхода подава­ емого в шахту воздуха, а также средств и способов вентиляции.

§ 108. СПОСОБЫ ПОДВЕДЕНИЯ ВОЗДУХА К ЗАБОЮ ЗА СЧЕТ ОБЩЕШАХТНОЙ ДЕПРЕССИИ

Для проведения воздуха к забою тупиковой выработки за счет работы вентилятора главного проветривания (общешахтной де­ прессии) могут применяться продольные перегородки, вентиля­ ционные трубы, скважины и параллельные выработки.

Продольные перегородки (рис. 177, а) применяются тогда, когда к забою нужно подать большое количество воздуха и когда длина выработки невелика (до 60 м). В качестве материалов для возведения продольных перегородок используют прорезиненную ткань из отходов вентиляционных труб, доски, кирпич и т п. Основное требование к перегородкам заключается в том, чтобы они были в достаточной степени воздухонепроницаемы. Для этого стенки перегородок обмазывают глиной, покрывают це­ ментным раствором, торкретбетоном или пенополиуретаном. В на­ стоящее время продольные перегородки используются довольно редко.