Проветривание горных выработок

Основными задачами проветривания являются обеспечение работающих в шахте людей достаточным количеством чистого воздуха и создание нормальных климатических условий в подземных выработках.

Шахтную атмосферу загрязняют следующие источники: дыхание людей, работающих в подземных выработках, в результате которого шахтная атмосфера насыщается углекислым газом; гниение деревянной крепи; ведение взрывных работ, в процессе которых образуются ядовитые газы; работа шахтных механизмов, при которой могут выделяться различные газы, поглощаться кислород и др.; естественные выделения метана (при разработке россыпей они редки); пыль, выделяющаяся при работе оборудования (запыленность выработок имеет место в основном при разработке многолетнемерзлых россыпей, однако она может иметь место и при разработке талых россыпей, сложенных сухими глинистыми породами).

Основным показателем проветривания является количество воздуха Q_воз, которое необходимо подавать в подземные выработки. Расчет количества воздуха (м³/мин.) производится по следующим факторам:

по максимальному числу людей, одновременно находящихся в шахте,

где q_p— количество свежего воздуха, которое необходимо подавать на одного работающего, м³/мин.; п_л — максимальное число людей, одновременно находящихся в шахте (выработке); k_рез=1,45-1,5 — коэффициент резерва;

по количеству свежего воздуха, необходимого для разбавления газов, образовавшихся в результате взрыва, до безопасной концен­трации:

где q_ов — количество одновременно взрываемого ВВ, кг; q_ок=0,04 м³ — количество условного оксида углерода, выделяющегося при взрыве 1 кг ВВ; с_ок=0,008 % — допустимая концентрация условного оксида углерода; t_пp— продолжительность проветривания, мин.

Если ожидается естественное выделение ядовитых или взрывоопасных газов, то количество подаваемого свежего воздуха должно обеспечить их разжижение до допустимой концентрации. Поэтому производится соответствующая проверка.

При наличии пыли, опасной для здоровья человека (пыль, содержащая диоксид кремния SiО₂, расчетное количество воздуха проверяется по фактору выноса пыли. При разработке многолетнемерзлых россыпей расчет воздуха по пылевому фактору производится во всех случаях.

Для нормальной работы шахты проветривание должно быть искусственным, т.е. воздух должен подаваться в шахту при помощи специальной вентиляционной установки. При естественном проветривании свежий воздух поступает в шахту за счет разности давлений в выработках и на дневной поверхности. Естественная тяга должна учитываться при расчете вентиляции. Даже в тех случаях, когда естественная тяга может обеспечить достаточное для проветривания количество воздуха, на шахте должны быть установлены вентиляторы. Это объясняется непостоянством естественной тяги и невозможностью ее регулирования. Кроме того, естественная тяга в различные периоды года может иметь противоположное направление.

Различают проветривание при проходке выработок (рис. 12.6) и при ведении очистных работ (рис. 12.7). Проветривание при проходке выработок может осуществляться с помощью вентилятора (установленного на вскрывающей выработке) и става вентиляционных труб, естественной тяги через вентиляционный шурф; вентилятора частичного проветривания, установленного в вентиляционной скважине или в шурфе. Во всех случаях проветривание при проведении выработок наиболее рационально осуществлять с помощью вентиляторов. Воздух должен подаваться путем нагнетания его в выработку, а при длине выработки более 100 м — путем одновременного нагнетания и отсасывания. Комбинация нагнетания и отсасывания воздуха наиболее эффективна, если количество нагнетаемого воздуха на 10—30 % меньше количества отсасываемого. Конец нагнетательных вентиляционных труб должен находиться на расстоянии не более 9 м от забоя, а при отсасывающей схеме проветривания (отсасывание воздуха допускается при незначительной длине выработки) не более 3 м.

Проветривание очистных забоев — процесс значительно более сложный по сравнению с проветриванием при проходке выработок, особенно для систем разработки с большим числом забоев в одновременной работе. Поэтому наиболее сложным является проветривание очистных забоев при разработке талых россыпей.

В зависимости от места установки вентиляторов схемы проветривания могут быть фланговыми, центральными и комбинированными.

Расчет и выбор схем и средств вентиляции выполняются в соответствии с положениями, изучаемыми в курсе «Рудничная вентиляция».

На шахтах часто возникает необходимость проветривания глухих забоев, которые не получают достаточного количества воздуха за счет общешахтной вентиляции. Проветривание таких забоев носит название частичного проветривания. Оно осуществляется при помощи специальных вентиляторов частичного проветривания и става вентиляционных труб. Если же при разработке россыпи имеет место выделение силикозоопасной пыли, то наряду с интенсивной вентиляцией необходимо осуществление специальных мероприятий по подавлению или улавливанию пыли.