книги / Рудничная аэрология

в главный вентиляционный канал 3. Второй (резервный) венти­ лятор В2 в это время остановлен. Реверсирование воздушной -струи осуществляется с помощью переключающих устройств ляд 4, 5, 6 и 7, приводимых в действие лебедками Л, и через обвод­ ной канал 8. Для этого отсекающая ляда 4 закрывается, а атмо­ сферная 5 и диффузорнэя 7 ляды открываются. Воздух из атмо­ сферы через всасывающую будку 9 поступает в канал и, пройдя

а

Рис. 196. Схема вентиляторной установки с центробежным вентилятором:

41 — канал вентиляторной установки в разрезе; б — схема реверсирования вентиляторов (стрелками указаны те же направления, что и на рис. 105)

вентилятор, через ляду 7 поступает в обводной канал <?, затем через канал 1 в шахтный ствол.

Для перехода на резервный вентилятор необходимо ляду пере­ ключения 6 резервного вентилятора В2 поднять, а ляду работа­ ющего вентилятора В1 опустить.

В вентиляторных установках с осевыми реверсивными венти­ ляторами типа ВОД опрокидывание вентиляционной струи произ­ водят без применения обводных каналов и системы ляд путем изменения направления вращения ротора вентилятора с одно­ временным изменением угла установки лопаток промежуточного направляющего и спрямляющего аппаратов. Производительность вентилятора в этом случае обеспечивается в пределах 60—73% производительности при его нормальной работе.

На рис. 196 показана вентиляторная установка с центробеж­ ными вентиляторами двустороннего всасывания ВЦД-31,5. Все каналы установки располагаются по одну сторону здания. Она компактна, объем строительных сооружений невелик.

При всасывающем (нормальном) режиме работы первого вен­ тилятора 1 воздух из ствола шахты поступает в основной вентиля­ ционный канал 3, а затем в подводящий канал 4. Для реверсиро­ вания воздушной струи диффузорные ляды 5 ж 6 поднимаются и перекрывают диффузор; отсекающая ляда 7 опускается и пере­ крывает основной вентиляционный канал, при этом обводной канал 8 соединяется со стволом шахты. Свежий воздух через открытую ляду 9 забирается из всасывающей будки 10. Направле­ ние движения вентиляционной струи обозначено пунктирными стрелками.

Для включения резервного вентилятора 2 переключающая ляда 11 поднимается и открывает подводящий канал этого вен­ тилятора, а ляда 10 опускается, перекрывая канал первого вен­ тилятора. Положение остальных ляд не изменяется. Аналогично производится включение вентилятора 1. При этом поднимается переключающая ляда 12.

Опрокидывание вентиляционной струи при работе вентилято­ ров ВЦД-47 «Север» обеспечивается за счет специальной схемы реверсивных устройств (самоходных ляд), не имеющих канатных лебедок и систем блоков. Каждая из ляд по обеим поверхностям соприкасается только с теплым воздухом, выходящим из шахты. Такая схема особенно важна при эксплуатации вентиляторов в условиях низких температур.

Вентиляционные каналы регулярно осматриваются, исправ­ ность действия реверсивных и герметизирующих устройств про­ веряется не реже одного раза в месяц. Уменьшение сечения кана­ лов при скоплении грязи и льда более чем на 10% не допускается.

Кроссинги сооружаются в местах пересечения выработок со свежей и исходящей струями. Они могут быть участковыми и капитальными. Участковые кроссинги обслуживают один участок, а капитальные — несколько участков или крыло шахты. Крос­ синги бывают глухими, а также с одним или двумя шлюзами для прохода людей или движения транспорта.

Кроссинги сооружаются из камня, бетона или железобетона. Перемычки у кроссингов делаются каменными или бетонными. Для кроссингов из труб допускается устройство чураковых пере­ мычек. Участковые кроссинги, пропускающие менее 5 м3/с воз­ духа, могут быть сооружены из металлических. (рис. 197) труб со стенками толщиной не менее 2 мм или железобетонных труб сечением не менее 0,5 м2. При количестве проходящего воздуха более 5 м3/с сооружаются кроссинги типа «перекидной мост». Для пропуска воздуха в количестве 20 м3/с и более должны про­ водиться обходные выработки с плавными сопряжениями, име­ ющими такие же сечение и крепь, как и выработки, к которым

они примыкают. Скорость движения воздуха в кроссинге не должна превышать 10 м/с.

Герметизация кроссингов достигается тщательностью соору­ жения и покрытием поверхностей герметизирующими составами, в качестве которых используется смесь цемента, извести, воды и жидкого стекла, а также латекс, полиуретан и покрытия на основе совмещенных эпоксидных и кумарон-инденовых смол со всевозможными добавками.

Кроссинги представляют собой сочетание различных сопро­ тивлений: сужения, расширения, повороты и пр. Особенно боль­ шим сопротивлением обладают трубчатые кроссинги. Уменьшение

сопротивления в кроссингах достигается увеличением их попереч­ ных размеров, уменьшением шероховатости стенок, устройством плавных сопряжений на входе и выходе воздуха. Например, для уменьшения сопротивления трубчатые кроссинги снабжаются коллекторами и диффузорами.

Кроссинги должны быть прочными, так как при их разруше­ нии, что возможно при взрывах газа или пыли, происходит за­ корачивание воздушных потоков и нарушение проветривания отдельных участков или крыльев шахты.

Замерные станции сооружаются для производства замеров количества воздуха, поступающего и исходящего из шахты, крыла, пласта и участка. Станции располагаются в прямых незагроможденных выработках с постоянным креплением. Место располо­ жения и конструкция замерной станции должны обеспечивать равномерное движение воздушного потока и симметричный про­ филь скорости.

В выработках, закрепленных арочной и рамной крепью, уча­ сток длиной 5—6 м по бокам и кровле тщательно отшивается гладкими досками, с тем чтобы обеспечить плавный, под углом не более 10°, вход и выход воздуха. При сооружении станции необходимо обеспечить изоляцию пространства между отшивкой и стенками выработки.

На станциях вывешиваются доски для записи поперечного сечения станции, скорости движения и количества проходяШОго воздуха, а также концентрации газов в воздухе.

§ 116. СООРУЖЕНИЯ ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ РАСХОДА ВОЗДУХА

Для регулирования расхода воздуха, проходящего по выра­ ботке, применяются вентиляционные двери, вентиляционные окна, воздушные завесы и другие устройства. Внедрение систем

А~А

Рис. 198. Вентиляционная дверь для регулирования воздушного поток?

автоматического управления проветриванием шахт возможно только при применении устройств автоматического регулирования расхода воздуха.

Существует достаточно большое число различных конструк­ ций регуляторов. На рис. 198 показана вентиляционная дверь для регулирования воздушного потока, разработанная в ДГИ. Она снабжена вентиляционным окном 2, обеспечивающим точность регулирования, и тамбуром 2 для прохода людей.

Вентиляционная дверь работает следующим образом. Для увеличения количества движущегося по выработке воздуха по­ дается сигнал на безрасходный мембранный пневмопривод 3 колебательного типа, который при помощи системы рычагов 4 поворачивает дроссельную заслонку 5 на некоторый угол, обеспе­ чивающий подачу необходимого количества воздуха через окно регулятора. Размеры окна при полностью открытой дроссельной заслонке обеспечивают подачу около 90% максимального коли­ чества воздуха, проходящего по выработке. В случав полного открывания окна и недостаточном количестве подаваемого воздуха

дроссельная заслонка (повернутая на угол 90°) воздействует на пневмоконцевик б, подающий сжатый воздух в пневмоцилиндр 7. Шток пневмоцилиндра посредством поводка и тяг 8 открывает шторки 9 двери. Двери снабжены механизмом автоматического пропуска транспорта.

§117. СООРУЖЕНИЯ ДЛЯ ИЗОЛЯЦИИ ВЕНТИЛЯЦИОННЫХ СТРУЙ

Кизолирующим (герметизирующим) устройствам относятся герметические надшахтные здания, глухие перемычки, вентиля­ ционные двери и шлюзы.

Герметические надшахтные здания сооружаются для изоляции устьев клетевых и скиповых стволов, на которых установлены вентиляторы. Герметизировано может быть все здание или его часть. Для пропуска людей и грузов устраиваются шлюзы, часто оборудованные полуавтоматическими дверями.

Утечки воздуха происходят через различные проемы, отвер­ стия, щели и неплотности под влиянием депрессии, равной де­

прессии всей шахты.

Отверстия для пропуска канатов перекрываются клапанами, рамы оконных проемов плотно подгоняются и герметизируются, в бункере оставляется определенный слой угля, руды или породы.

Применение наиболее совершенных элементов конструкций надшахтных зданий и герметизирующих материалов позволяет при строительстве новых сооружений снизить поверхностные утечки воздуха при депрессии до 1000 мм вод. ст. до 5—10% от количества воздуха, поступающего в шахту.

Для стволов (штолен), не оборудованных подъемами, гермети­ зация устья может производиться посредством глухих полков (перемычек) или полков с лядами.

При депрессии шахты до 15 мм вод. ст. для увеличения сопро­ тивления устья ствола рекомендуется устанавливать воздушную завесу выше канала вентилятора. В этом случае утечки воздуха «накоротко» снижаются в 2—2,3 раза.

Глухие перемычки по назначению подразделяются на: изоля­

волн и фронта пламени при взрывах газа и пыли (шпренгельные); водоупорные для предупреждения прорывов воды, гидрозакладки или закладочной пульпы;

фильтрационные для улавливания относительно крупных ми­ неральных частиц водных суспензий.

По сроку службы перемычки делятся на временные и по­ стоянные.

Временные перемычки обычно возводятся для оперативного управления вентиляцией, а также для быстрого уменьшения количества воздуха. Они могут быть дощатыми, парусными (из

чивают давление воздуха в секциях 800—1000 мм вод. ст. При этом обеспечиваются заданная форма и жесткость перемычки. Обе надувные секции снабжены предохранительными клапанами и индикаторами для сброса избыточного давления и подачи звуко­ вого сигнала. Перемычка устанавливается в выработке между крепежными рамами после снятия затяжек. При установке пере­ мычек обтюратор располагается навстречу воздушному потоку.

Скорость вентиляционной струи в месте установки надувной перемычки не должна превышать 6 м/с, перепад давлений через перемычку 50 мм вод. ст. Перемычка может работать без допол­ нительной подкачки воздуха до 5 сут. Ее можно переставлять в разные выработки до 20 раз. Масса надувной перемычки не пре­ вышает 70 кг.

Вентиляционные перемычки парашютного типа разработаны и испытаны в США. Диаметр куполов составляет 3,7 м, применя­ емый материал — милар, стропы длиной 6,1 м и диаметром по 25,4 мм выполнены из найлона. Парашют крепится к кровле или стенке выработки при помощи анкерного болта.

Постоянные вентиляционные перемычки должны обладать вы­ сокой герметичностью (воздухонепроницаемостью), огнестой­ костью, хорошо сопротивляться горному давлению, сейсмиче­ скому воздействию и ударной волне при массовых взрывах. По­ стоянные перемычки сооружаются из шлако- и бутобетона, камня, кирпича, шлакоблоков, чураков, пенопласта и из других мате­ риалов. Перед возведением перемычек делается вруб, глубина которого должна быть такой, чтобы были перекрыты все макро­ трещины в боковых породах. Перемычки возводят на цементном растворе. Перемычки/из чураков выкладывают с использованием глины, пасты или мастики.

Высокими изолирующими свойствами обладают перемычки из полиуретана, карбамидного пенопласта МФП-Б, фенольного пено­ пласта ФРП. Перемычки из этих материалов огнестойки, имеют хороший контакт с породами и не дают усадки. По сравнению с бетонными, кирпичными, брусчатыми и чураковыми воздухо­ проницаемость их ниже в 3—15 раз, трудоемкость возведения в 2,5—9 раз меньше, скорость возведения выше в 2—5 раз, и за­ траты на возведение ниже в 1,5—2 раза.

Шпренгельные перемычки применяются для изоляции пожар­ ных участков при наличии угрозы взрыва горючих газов в изо­ лируемом пространстве. В выработке возводится две перемычки: гасящая (щелевая) и на расстоянии от нее, не превышающем трех диаметров выработки, изоляционная (герметичная). Эти пере­ мычки снижают давление ударной волны перед гасящей перемыч­ кой от 20 кгс/см2 до величины, безопасной для людей и сооруже­ ний, находящихся за изоляционной перемычкой.

Вентиляционные двери устанавливают в действующих выра­ ботках. При открывании дверей происходит нарушение режима вен­ тиляции, поэтому в выработке последовательно устанавливается

две-три двери, образующие шлюзы. Расстояние между две­ рями должно быть больше максимальной длины составов и должно составлять 5—6 м при движении только людей. Двери устанавливаются в каменных или бетонных перемычках. Они могут быть одностворчатыми или двустворчатыми. При реверси­

с помощью груза или пружины. Для снижения утечек воздуха производится уплотнение дверей войлоком или резиной.

Уменьшение усилия при ручном открывании дверей и снижение депрессии обеспечиваются устройством разгрузочных окон или щели и при помощи рычага.

В выработках с интенсивным движением транспорта должны устанавливаться автоматические двери.

Г л а в а XXII

КОНТРОЛЬ ВЕНТИЛЯЦИИ ШАХТ. ПЫЛЕВЕНТИЛЯЦИОННАЯ СЛУЖБА

§ 118. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Вентиляция шахт и рудников характеризуется значительной динамикой параметров в пространственной сети горных выработок и во времени. Состояние вентиляции шахт должно в связи с этим систематически контролироваться.

В соответствии с действующими Правилами безопасности систематическому контролю подлежат следующие параметры вен­ тиляции:

а) расход и скорость движения воздуха, проходящего по вы­ работкам и через каналы вентиляторов;

б) концентрация кислорода и углекислого газа в рудничном воздухе — во всех случаях анализа состава воздуха;

в) концентрация метана — при анализе состава воздуха в газо­ вых шахтах;

г) концентрация окиси углерода — при анализе состава воз­ духа в рудниках и шахтах, разрабатывающих пласты, склонные к самовозгоранию;

д) концентрация окислов азота — при анализе состава воздуха в рудниках и после взрывных работ в шахтах;

е) концентрация водорода в зарядных камерах; ж) температура воздуха;

з) относительная влажность воздуха при его температуре более 20° С.

Кроме того, на рудниках и шахтах предусматривается кон­ троль давления воздуха и контроль разности давлений (депрессии)

в горных выработках, контроль параметров работы главных вентиляторов, вентиляторов местного проветривания и вентиля­ ционных сооружений.

Значения параметров вентиляции регистрируются в соответ­ ствующих журналах, основные параметры наносятся на вентиля­ ционные планы.

§ 119. КОНТРОЛЬ РАСХОДА И СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ ВОЗДУХА

Замеры расхода воздуха производятся:

в исходящих струях очистных и подготовительных выработок, выемочных участков, крыльев, пластов, горизонтов и шахт

вцелом;

впоступающих главных воздушных струях шахт, в местах

разветвлений поступающих струй, у забоев подготовительных выработок, у вентиляторов местного проветривания;

в поступающих или исходящих струях камер общешахтного назначения.

Периодичность контроля расхода воздуха должна составлять: в выработках негазовых шахт, шахт I и II категории по газу,

атакже в камерах—не реже одного раза в месяц;

ввыработках шахт III категории — не реже двух раз в месяц;

ввыработках сверхкатегорных шахт и шахт, опасных по внезап­ ным выбросам, — не реже трех раз в месяц.

Расход воздуха у вентиляторов местного проветривания необ­ ходимо контролировать не реже одного раза в месяц.

Определение объемного расхода воздуха Q (в м3/с) осуще­ ствляется путем непосредственного измерения средней скорости его движения v и сечения S выработки:

Измерение средней скорости движения воздуха осуществляется с помощью анемометров. Принцип действия анемометра заклю­ чается в передаче скоростного давления на лопасти или чашечки вертушки, которая приводится во вращение. Скорость вращения вертушки прямо пропорциональна скорости движения воздуха:

и -~а-\-Ъп,

где п — частота вращения вертушки; а и Ъ — числовые коэффи­ циенты.

Значения коэффициентов а и Ъ определяются для каждого анемометра путем тарировочных замеров скорости движения воздуха.

На практике наиболее широко используются крыльчатый ане­ мометр АСО-3 и чашечный анемометр МС-13.

С помощью анемометра АСО-3 (рис. 200) измеряются скорости движения воздуха от 0,15 до 5 м/с. Поток воздуха действует