книги / Рудничная аэрология.-1

а при замерах депримометром

h = k (/>! —Z?2), мм вод. cm.,

где к — коэффициент, изменяющийся в пределах 0,95—1,05; D х и D 2 — измеренные давления по депримометру.

При замерах в наклонной или вертикальной выработке вводится поправка на давление столба воздуха между конечными точками наблюдений

А = А — (ft ± ~щ1г)’ кГIм*'

где Н — разность абсолютных отметок точек наблюдений, м; Yep — средний удельный вес воздуха, кг/м?\

где Yi и у2 — удельные веса воздуха в точках замера.

Знак « + » или «—» выбирается в зависимости от расположения точек замера.

При съемке барометрами существенное влияние оказывает изме­ нение атмосферного давления, вследствие чего необходимо вносить поправки в виде разности отсчетов контрольного барометра.

Тогда

à = P l- ( p 2 ± ^ ) ± ( p ' - p ' K),

где р'к и Рк — показания контрольного прибора в моменты записи двух отсчетов по обходному прибору.

При возрастании барометрического давления поправка при­ бавляется, при уменьшении — вычитается.

Поправкой на разность скоростных давлений обычно пренебре­

где и1 и у2 — средние скорости движения воздуха в первом и втором замерных пунктах, м/сек\

g — ускорение силы тяжести, м/сек2.

При выборе маршрута съемок следует учитывать, что замерные пункты должны иметь высотные отметки, а депрессия между сосед­ ними пунктами должна быть не менее 10—20 мм вод. cm.

При съемке микроманометрами замеры производятся на участках длиной 100—300 м с тем, чтобы их депрессия была не менее 5 кГ/м2.

Депрессия отдельной выработки подсчитывается по формуле А = (AlPlP2А0) К Щ + ■ф 1 + ф ». пГ[м \

и сверхкатегорных по газу начальниками ПВС могут быть только горные инженеры. Помощниками начальников ПВС газовых шахт могут быть только лица с горнотехническим образованием.

В штат участка ПВС входят горные мастера ПВС и газомерщики. Горные мастера ПВС должны иметь не менее 3-летнего стажа под­ земной работы и должны сдать экзамен по специальной программе.

в себя проверку количества и скорости поступающего в шахту и на рабочие места воздуха, определение депрессии выработок и шахты, проверку химического состава воздуха, определение газообильности шахт.

Основная задача проветривания шахт — обеспечить все дей­ ствующие забои достаточным количеством воздуха. Определение депрессии выработок позволяет установить наиболее узкие в отно­ шении проветривания места шахты. Если на рабочие места подается недостаточно воздуха, лица вентиляционного надзора должны уста­ новить причины этого явления и устранить недостатки.

Все вентиляционные устройства (двери, перемычки и пр.) осма­ триваются ежемесячно горными мастерами ПВС. Регулирование воздушных струй производится лишь по указанию начальника ПВС.

Контроль за соблюдением пылегазового режима включает уста­ новление мест набора проб воздуха на метан, замеры содержания метана в воздухе, расчет сланцевых заслонов, замену пыли и про­ верку зольности осланцованной угольной пыли.

Замеры содержания СН4 производятся горными мастерами ПВС или газомерщиками во всех выработках в шахтах I и II категории — не менее двух раз в смену и в шахтах III категории и сверхкатегор­ ных — не менее трех раз в смену. Результаты заносятся на доски у мест замеров и в рапорты, подписываемые лицами, производящими замеры. Данные рапорта в тот же день переносятся в «Книгу замеров метана».

Состояние заслонов, а также слеживаемость инертной пыли и степень покрытия ее угольной пылью должны проверяться венти­ ляционным надзором ежесуточно.

На обязанности вентиляционной службы лежит также составле­ ние и корректировка вентиляционных планов и составление отчет­ ности по вентиляции. Вентиляционные планы должны ежемесячно пополняться и ежеквартально составляться заново.

Формы вентиляционных книг и журналов, сроки тех или иных замеров и т. п. строго регламентированы Правилами безопасности.

Лицами вентиляционной службы производится также текущий ремонт вентиляционных выработок и устройств (перемычекf ляд и пр.).

Г л а в а X X

УПРАВЛЕНИЕ ВЕНТИЛЯЦИОННЫМ РЕЖИМОМ В ШАХТАХ И РУДНИКАХ, ОПАСНЫХ

ПО САМОВОЗГОРАНИЮ ПОЛЕЗНОГО ИСКОПАЕМОГО,

ИВ СЛУЧАЕ РУДНИЧНЫХ ПОЖАРОВ

§110. Рациональные вентиляционные режимы при возникновении пожара

На выбор вентиляционного режима оказывают влияние место возникновения пожара, схема вентиляции и сложность подземных выработок, а также скорость распространения пожара, метанообильность аварийного участка и всей шахты. При этом должна учитываться также необходимость обеспечить подход к очагу пожара для организации его тушения.

При тушении пожара может с о х р а н я т ь с я п р е ж н и й вентиляционный режим, дебит вентилятора главного проветривания при этом может оставаться неизменным, уменьшаться или увеличи­

вентилятора или другими средствами, при этом чаще всего дебит струй уменьшается, но он может сохраняться и прежним, а иногда и увеличиваться. Наконец, применяется так называемый режим н у л е в о й в е н т и л я ц и и , который достигается остановкой вентиляторов или другими средствами, в частности закорачиванием вентиляционных струй.

В большинстве случаев предусмотренный на случай аварии вен­ тиляционный режим устанавливается на всех участках шахты, что требует изменения режима работы вентиляторов главного про­ ветривания. Поэтому надежной вентиляции на новом режиме и бы­ строго установления его можно ожидать только при обслуживании шахты одним-двумя вентиляторами главного проветривания.

Сохранение нормального вентиляционного режима при неизмен­ ном дебите рекомендуется при разработке газоносных пластов в тех случаях, когда уменьшение дебита может привести к быстрому загазированию выработок.

Если пожар возник на негазовой угольной шахте или на шахте с незначительным метановыделением, исключающим образование взрывчатых смесей, а также на руднике, применяют вентиляционный режим с прежним направлением движения воздушных струй, но при уменьшенном дебите. Уменьшенный дебит способствуем сниже­ нию скорости распространения пожара, в ряде случаев позволяет людям, застигнутым аварией, двигаясь по направлению вентиля­ ционной струи, обгонять газообразные продукты горения.

Вентиляционный режим с увеличенным дебитом при сохранении прежнего направления вентиляционных струй крайне нежелателен, так как способствует развитию пожара и быстрому распространению

пожарных газов по выработкам. Поэтому данный режим применим только в тех случаях, когда при любом ином режиме возможно быстрое загазирование выработок и возникает угроза взрыва.

Реверсирование воздушных струй часто предусматривается в на­ чальный период возникновения пожара, когда люди, застигнутые аварией, еще не выведены в безопасное место и находятся на исходя­ щей струе. После реверсии люди выходят навстречу свежей струе, что обеспечивает их безопасность и, кроме того, повышает безопас­ ность работы горноспасателей, приступающих к ликвидации аварии.

Целесообразно производить реверсию и в тех случаях, когда очаг пожара возник в начале поступающей струи, например в устье воздухоподающего ствола, в околоствольном дворе этого ствола и т. п., так как реверсия предупредит распространение пожарных газов по шахтным выработкам, направляя их кратчайшим путем на поверхность. Однако практика ликвидации аварий показывает, что не всегда операция реверсирования проводится достаточно четко и быстро, кроме того, иногда возникают нежелательные корот­ кие замыкания вентиляционных струй, вентиляция становится менее управляемой, общешахтный дебит, как правило, уменьшается.

Реверсивный режим с нормальным дебитом струи предполагает уменьшение количества воздуха при реверсии на 30—40% вследствие несовершенства вентиляционных установок, которые дают расчетную производительность только на основном режиме. Поэтому переход во время аварии на реверсивный режим возможен только в тех слу­ чаях, когда при сохранении только 60% от обычного дебита не про­ изойдет загазирования выработок. Установление реверсивного ре­ жима в газовых шахтах сопряжено с опасностью повышения содер­ жания метана в рудничной атмосфере вследствие возникновения переходных газодинамических процессов при опрокидывании вентиляционных струй. Процессы эти начинаются через 20—60 мин после реверсии. Приблизительно через 1,5—2 ч после реверсии обычно концентрация метана снижается. К этому моменту целесо­ образно приурочить возврат к нормальному режиму вентиляции, что позволит уменьшить опасность загазирования выработок.

В тех случаях, когда нет опасности загазирования выработок, одновременно с реверсией уменьшают дебит, что способствует сниже нию скорости распространения пожара и его интенсивности, умень­ шению скорости распространения пожарных газов по выработкам.

Если при реверсивном режиме возникает опасность скопления метана в результате падения дебита, последний должен быть увели­ чен, однако по техническим причинам это далеко не всегда осуществимо.

При уменьшении дебита вентиляционных струй возникает опас­ ность самопроизвольного опрокидывания их в отдельных выработках под действием тепловой депрессии, создаваемой пожарным очагом. Эта опасность еще больше возрастает при создании режима нулевой вентиляции. Естественно, что нулевая вентиляция возможна только в том случае, если газовыделение в шахте отсутствует или крайне

мало; она создает хорошие условия для безопасного вывода из шахты людей, но, планируя перевод шахты на этот режим, всегда необхо­ димо учитывать направление естественной тяги, роль которой в дан­ ном случае возрастает. Кроме того, необходимо иметь в виду, что при полной остановке вентиляционной струи или при движении ее о небольшой скоростью пожарные газы будут распространяться в обе стороны от очага пожара, что может вызвать появление их в тех местах, где ищут спасения люди, застигнутые аварией.

Нулевая вентиляция может осуществляться путем остановки вентиляторов главного проветривания или соединением воздушных

вплоть до создания на ней нулевого дебита можно добиться прежде всего установкой регулятора на ветви СВ, а также на ветвях BD или АС. Увеличением сопротивления ветвей АС и BD можно, кроме того, добиться опрокидывания струи в диагонали СВ при создании в ней дебита, равного тому, который был до опрокидывания, а также пониженного и усиленного.

Естественно, что можно регулировать дебит при возникновении пожара и во всех остальных ветвях диагональной системы, если это необходимо, однако такое регулирование надежно осуществляется только в параллельном и простом диагональном соединениях. В тех случаях, когда шахтная вентиляционная сеть представляет собой сложное сочетание параллельных и диагональных соединений, как это обычно и бывает, всякому изменению режима вентиляции от­ дельных выработок и участков должен предшествовать расчет, произведенный при составлении плана ликвидации аварий.

§ 111. Сохранение устойчивости вентиляционной струи при образовании тепловой депрессии

При пожарах в вертикальных и наклонных выработках, по ко­ торым движутся восходящие струи, создается устойчивый вентиля­ ционный режим, так как возникающая тепловая депрессия действует

в том же направлении, что и депрессия вентилятора, и усиливает тягу воздуха. В тех случаях, когда по этим выработкам движется нисходящая, чаще всего свежая струя, в результате нагревания столба воздуха, находящегося выше очага пожара, может произойти самопроизвольное опрокидывание вентиляционной струи.

Однако пожар в вертикальных и наклонных выработках с нисхо­ дящей струей — не единственная причина возможного опрокидыва­ ния воздушного потока. Это не может произойти и при пожаре в гори­ зонтальных выработках с поступающей струей воздуха, так как нагретые пожарные газы, проходя в дальнейшем по идущим вниз наклонным и вертикальным выработкам, вызовут тепловую де­ прессию, которая может опрокинуть вентиляционную струю.

Величина тепловой депрессии при подземных пожарах зависит от масштаба пожара, влияющего на температуру и объем пожарных газов, от вертикальной высоты нагреваемого столба воздуха в на­ клонных выработках и высоты нагреваемого столба в вертикальных. Если пожар возникает в наклонных и вертикальных выработках с восходящей струей, то, чем ниже находится очаг его, тем больше тепловая депрессия; при нисходящем движении струи тепловая депрессия при этих условиях, наоборот, уменьшается.

Если пожар возник в горизонтальных выработках, но в дальней­ шем нагретые пожарные газы поступают в наклонные и вертикаль­ ные выработки, возникающая тепловая депрессия зависит от длины пути, пройденного газами от очага пожара до этих выработок, а также от того, какое количество воздуха и с какой температурой присоединилось к пожарным газам на этом пути. Температура по­ жарных газов при движении по выработкам несколько снижается за счет теплообмена с горными породами.

Поскольку теплообмен между смесью воздуха и пожарных газов,

содной стороны, и горными породами и газами — с другой, зависит от скорости вентиляционной струи, то при уменьшении подачи воздуха к пожарному очагу температура воздуха будет уменьшаться не только в результате ограничения процесса горения, но и вслед­ ствие более быстрого охлаждения пожарных газов при уменьшении скорости их движения по выработке.

Таким образом, сохранению устойчивости направления движения воздуха в вертикальных и наклонных выработках с нисходящей вентиляционной струей при попадании в них нагретых пожарных газов будет способствовать увеличение дебита вентиляционной струи за счет усиления параллельных струй, не проходящих через пожар­ ный участок, или же уменьшение дебита струи, проходящей через пожарный очаг (при этом дебиты параллельных струй могут быть оставлены прежними, но могут быть и увеличены).

Наибольшая опасность опрокидывания струи возникает при пожаре непосредственно в наклонной или вертикальной выработке

снисходящим движением воздуха. Чтобы избежать опрокидывания струи, в этом случае нежелательно снижать дебит струи, а тем более создавать нулевую вентиляцию. Однако практика тушения пожаров

показывает, что для уменьшения их масштабов целесообразно не­ сколько снижать дебит путем установки парусных перемычек.

Перемычка может быть установлена как выше, так и ниже очага пожара. Если перемычка расположена выше очага пожара, то пере­ пад давления между верхней и нижней частями выработки возрастет, что будет противодействовать опрокидыванию струи, но температура между очагом пожара и перемычкой также возрастет, что усилит тепловую депрессию. При установке перемычки ниже пожарного очага температура воздушного столба, а следовательно, и тепловая депрессия несколько уменьшатся, но уменьшится и перепад давления между верхней и нижней частями выработки. Таким образом, нет определенного решения задачи по предотвращению опрокидыва­ ния струи, но в практике чаще предпочитают устанавливать пере­ мычки выше очага пожара, тем более что доступ к этой части выра­ ботки горноспасателям менее затруднен.

§ 112. Вентиляционные режимы при наличии изолированных пожарных участков

Задача вентиляции в период возведения противопожарных пере­ мычек заключается в создании безопасных условий для работы горноспасательных команд.

В негазовых угольных шахтах, а также в рудниках возводить перемычки можно одновременно на поступающей и исходящей струях и во всех боковых выработках. По мере возведения перемычек подача воздуха в пожарный участок постепенно уменьшается, а к моменту закрытия перемычек полностью прекращается. В тех случаях, когда поступающая в пожарный участок струя усиливает пожар, до воз­ ведения постоянных перемычек устанавливают временные.

Задача вентиляции во время тушения пожара при наличии изо­ лированного пожарного участка сводится к тому, чтобы не допускать проникновения пожарных газов в действующие выработки и рабочие забои, а также уменьшить просачивание воздуха в пожарный участок из выработок.

Уменьшения воздухообмена между действующими выработками и пожарным участком добиваются увеличением герметичности пере­ мычек и прилегающих к ним участков выработок. Для этого при­ меняют и вентиляционные способы, которые заключаются в вырав­ нивании давлений между пожарным участком и выработками. Раз­ ница в давлениях, вызывающая ток воздуха через перемычки, возникает в основном вследствие колебания барометрического давле­ ния и устраняется следующим образом. На некотором расстоянии от перемычки 1 (рис. 191) устанавливают перемычку 2, вследствие чего образуется небольшая камера. Вентилятор 3 при своей работе создает некоторое давление р 1у величина которого зависит от плот­ ности перемычки 2, типа вентилятора, размера окна в перемычке, регулируемого задвижкой 4. Давление р 2 в пожарном участке может быть в зависимости от атмосферного давления больше или меньше

давления в примыкающих к пожарному участку выработках. По­ этому вентилятор должен работать то на всасывающем режиме, то на нагнетательном, с тем чтобы всегда поддерживалось равенство Pi = Р 2» контролируемое при помощи депрессиометра 5. Давление р х,

Рис. 191. Искусственное выравнивание давления между пожарным уча­ стком и выработкой

создаваемое в камере, не оказывает никакого влияния на давле­ ние р 2 в изолированном пожарном участке, вследствие чего такие выравнивающие камеры должны быть сооружены у всех перемычек,,

Если пожарный участок расположен на одной из параллельных или диагональных выработок, может возникнуть ток воздуха после­ довательно через систему: перемычка, пожарный участок, пере­ мычка. В этих случаях устранить просачивание воздуха можноустановкой дополнительного подземного вентилятора, что допустимо.