Охрана труда в горной промышленности. Вентиляция горных выработок


Проветривание горных выработок | Охрана труда в горной промышленности

Все современные горнорудные шахты оборудуются искусственной, т. е. принудительной вентиляцией. Количество воздуха, которое необходимо подавать в шахту, должно обеспечивать разбавление вредных веществ (газов, пыли) до концентраций, не превышающих предельно допустимые (санитарные нормы). На горнорудных шахтах применяют следующие способы проветривания: нагнетательное — нагнетание воздуха вентилятором; всасывающее — всасывание воздуха вентилятором; нагнетательно-всасывающее, или комбинированное,- всасывание и нагнетание воздуха вентиляторами в различных комбинациях; естественное — побуждение движения воздуха с помощью естественной тяги, т. е. с помощью разности давления воздуха в различных точках вентиляционной сети.

Схема вентиляции определяется в основном взаимным расположением основных воздухоподающих и воздухоотводящих выработок (стволов, шурфов и т. п.). По этому признаку выделяют следующие схемы проветривания: центральную, когда стволы для подачи и выдачи воздуха располагаются в центре шахтного поля; комбинированную, имеющую элементы центральной и диагональной схем. Способ проветривания, схема вентиляции выбираются при проектировании шахты в зависимости от конкретных горногеологических условий месторождения в пределах шахтного поля. Особое значение для создания безопасных условий труда имеет организация проветривания горных выработок в процессе их проходки.

В настоящее время проходка выработок в горнорудных шахтах осуществляется в основном буровзрывным способом. При этом в тупиковых забоях этих выработок образуются ядовитые газы и пыль, эффективное удаление которых оказывает влияние не только на безопасность работ, но и является обязательным условием обеспечения высокопроизводительного труда.

Сложность проветривания тупиковых выработок, а такими является подавляющее большинство выработок, находящихся в проходке, заключается в том, что подача свежего воздуха в забой и удаление загрязнемного из него осуществляется по одной и той же выработке. Практикой выработано три способа проветривания таких выработок.

Все эти способы обеспечивают отделение свежего воздуха, подаваемого в забой, от загрязненного, удаляемого из него. Проводимые выработки проветриваются с помощью вентиляторов местного проветривания.

При нагнетательном способе проветривания тупикового забоя вентилятор устанавливается в сквозной выработке и через вентиляционный трубопровод подает свежий воздух в забой. Загрязненный воздух при этом вытесняется из забоя и удаляется по всему сечению выработки. Чтобы исключить случаи попадания загрязненного воздуха, выходящего из проветриваемой выработки, во всасывающий диффузор вентилятора, вентилятор устанавливают в сквозной выработке на входящей струе и па расстоянии не менее 10 м от устья проветриваемой выработки.

Расстояние от конца трубопровода до забоя не должно превышать 10 м в горизонтальных выработках и 6 м в восстающих. Этот способ в обязательном порядке применяется при проветривании забоев, в которых из руды или пород выделяются взрывоопасные газы или возможно их выделение.

Через вентилятор проходит свежий, не содержащий взрывоопасных компонентов, воздух. Поэтому, если внутри вентилятора возникает искра от пробоя электроизоляции, взрыва не произойдет.

Широко применяется рассматриваемый способ и при проветривании забоев, в которых выделения взрывоопасных газов не происходит. Нагнетательный способ обеспечивает быстрое проветривание забоя непосредственно после взрыва, так как свежая струя, выходящая из трубопровода, имеет большую скорость и дальнобойность.

Однако использовать это достоинство для ускорения возобновления работ в забое нельзя из-за того, что газы, удаляемые из забоя, загрязняют воздух во всей выработке, и работу можно возобновлять только после полного ее проветривания. Всасывающий способ проветривания выработок в проходке заключается в том, что свежий воздух поступает в забой по всему сечению проветриваемой выработки, а удаление загрязненного воздуха из призабойной части осуществляется по вентиляционному трубопроводу вследствие разрежения, создаваемого вентилятором. Вентилятор при этом устанавливается в сквозной выработке на расстоянии 10 м от устья проветриваемой выработки по ходу свежей струи или непосредственно в проветриваемой выработке с выводом нагнетательной части воздуховода на сквозную выработку.

Этот способ применяют только в шахтах, не опасных по газу, так как проходящая через вентилятор газовоздушная смесь может взорваться при случайном возникновении в нем искры. Всасывающий способ менее эффективен по сравнению с нагнетательным.

Причиной этого является резкое снижение скорости движения воздуха по мере удаления от конца воздуховода. Так, на расстоянии от торца воздуховода, равном его диаметру, скорость движения составляет только 6,25 % скорости воздуха в воздуховоде, на расстоянии двух диаметров-1,1, трех — 0,7, четырех — 0,4 и десяти — 0,06 %. К недостаткам способа также относится уменьшение поступления свежего воздуха в проветриваемый забой в результате попадания воздуха в воздуховод.

К достоинству способа необходимо отнести то, что вредные примеси продуктов удаляются из призабойной зоны по воздуховоду и не загрязняют воздух в остальной части выработки, что дает возможность людям находиться в этой части выработки во время проветривания и в случае необходимости производить работы.

dnop.kiev.ua

2.10 Проветривание горных выработок

При выемке угля в выработки выделяются метан, углекислый газ, продукты взрыва взрывчатых веществ (ВВ), а также угольная и породная пыль. Для создания безопасных и гигиенических условий труда выработки необходимо проветривать, т. е. непрерывно подавать в шахту с поверхности свежий воздух, обеспечив при этом его движение в необходимом направлении и с требующейся интенсивностью. Это обеспечивается созданием перепада давления (депрессия) воздуха за счет механической энергии вентилятора. Вентилятор, установленный на вентиляционном стволе, называют главным, а депрессию, которую он создает, — общешахтной. Ее величина не должна превышать 4,5 кПа (ПТЭ).

Различают нагнетательный, всасывающий и комбинированный способы проветривания. При нагнетательном проветривании давление воздуха на выходе из вентилятора и в выработках будет больше атмосферного, которое сохраняется в устье воздуховыдающего ствола. И в случае аварийной остановки вентилятора давление воздуха в выработке падает, что может вызвать увеличение поступления в выработки метана и образование взрывоопасной среды. Поэтому этот способ рекомендуют применять на негазовых шахтах, а также на газовых шахтах до II категории по метану при разработке только первого горизонта.

При всасывающем способе проветривания в выработках создается разрежение воздуха по сравнению с атмосферным. Поэтому в случае остановки вентилятора давление в выработках повысится и тем самым замедлится процесс их загазирования. Всасывающий способ применяют, как правило, на газовых шахтах. При этом может использоваться одна центральная вентиляторная установка на центрально-отнесенном стволе или две на фланговых стволах.

При нагнетательно-всасывающем способе проветривания имеются два последовательно работающих вентилятора, установленные в воздухоподающем и воздуховыдающем стволах. Этот способ может применяться при значительной протяженности горных выработок.

В зависимости от числа и взаимного расположения выработок, по которым подается свежая и отводится исходящая струи воздуха, с учетом способа работы вентилятора возможны различные схемы проветривания. Различают центральные, фланговые, центрально-фланговые.

При центральной схеме проветривания стволы располагаются центрально-сдвоенно или центрально-отнесенно. Так как при центральной схеме воздух движется по параллельным выработкам, но в противоположном направлении, ее называют также возвратноточной. Центральную схему проветривания применяют при разработке шахтных полей небольших размеров (ПТЭ).

При фланговой схеме проветривания воздуховыдающие стволы располагают на верхних границах шахтного поля. При этом воздух движется по горизонтальным выработкам по всей длине крыла в одном направлении. В связи с этим фланговую схему называют также прямоточной. Ее применяют при значительной длине шахтного поля по простиранию на шахтах III категории, сверхкатегорийных и опасных по внезапным выбросам угля и газа.

В центрально-фланговой схеме, сочетаются центральные и фланговые схемы, потому ее называют также комбинированной. Она применяется при обособленном проветривании участков, расположенных в центральной части шахтного поля и на его флангах, например при панельной подготовке, когда в пределах горизонта располагается нечетное число панелей.

studfiles.net

2.4. Вентиляция горных выработок

Нормальный атмосферный воздух представляет собой довольно постоянную смесь газов и паров воды. Обычно в сухом атмосферном воздухе содержится около 79% азота, 20,96% кислорода и 0,4% углекислого газа. Атмосферный воздух, проходя по подземным выработкам, претерпевает ряд химических и физических изменений. Воздух, заполняющий горные выработки, называется рудничным воздухом. Задачей вентиляции подземных выработок, кроме обеспечения выработок пригодным для дыхания воздухом, является поддержание в них нормальной температуры и влажности.

Вентиляция подземных выработок осуществляется с помощью вентиляторов и вентиляционных труб, т.к. естественное проветривание не применимо. Существует несколько различных схем вентиляции: нагнетания, всасывания и комбинированная схема.

В данной работе будет использоваться схема нагнетания: свежий воздух при помощи вентилятора подается по трубам к забою выработки, а воздух, содержащий вредные газы, удаляется по самой выработке к устью. Призабойное пространство быстро очищается от вредных или ядовитых газов, однако выработка в течение некоторого времени ещё заполнена ими и поэтому в самой выработке на протяжении всего времени её вентиляции нельзя работать.

Расстояние от конца труб до забоя должно быть:

lтр. ≤ 6 · √S, м

где S– площадь поперечного сечения выработки, м2.

lтр ≤ 12м.

По роду используемой энергии вентиляторы могут быть с ручным приводом и с механическим приводом.

Вентиляторы с механическим приводом более производительны, чаще используются и могут применяться для вентиляции любых горных выработок.(рис.2.5)

По принципу работы вентиляторы бывают центробежными и осевые. Центробежные вентиляторы более лёгкие, монтаж и установка более простые, поэтому данный вид предпочтительней.

По развиваемому напору вентиляторы разделяются на три класса:

  • низкого давления при напоре до 100 мм вод. ст.

  • среднего давления при напоре до 300 мм вод. ст.

  • высокого давления при напоре до 600 мм вод. ст.

Привод от двигателя бывает двух типов: ременный и жесткий.

Проектом предусматривается использование вентилятора с непосредственным приводом ЭВР−4.

Таблица 11

Техническая характеристика центробежного вентилятора ЭВР−4

Диаметр рабочего колеса, мм

400

Число оборотов в минуту

1500

Мощность двигателя, кВт

7,0

Производительность, м3/сек

2,3

Развиваемый напор, мм вод. ст.

120

Габариты, мм:

Длина

600

Ширина

670

Высота

730

Вес, кг.

43

Количество воздуха, необходимое для вентиляции выработки определяется по следующей формуле:

Qв = А · q · m · k / t, где:

А – количество ВВ, взрываемое за одну опалку, кг (А = Qзах= 3.17кг).

q– объём условной окиси углерода, образующейся при взрыве каждого килограмма ВВ, 0,04 м3.

m– коэффициент разжижения окиси углерода, 12500.

k– коэффициент, предусматривающий потери воздуха в трубопроводе. Вне зависимости от длины трубопровода, потери воздуха не должны превышать 15% (k= 1,15)

t– время вентиляции, мин.

Qв = 3.17кг*0,054м3*12500*1,15/30мин = 82,02м3/мин

Рассчитанное количество воздуха Qвследует проверять на скорость движения воздуха по выработке из формулы:

ν = Qв/S, м/сек

где S– сечение выработки,м2.

Эта скорость должна быть не менее 0,15 и не более 4,0 м/сек.

ν = 82,02м3/мин / 4м2 = 20,506м/мин = 0,34м/сек.

Рис.2.5. Схема вентиляции шурфа

studfiles.net

Вентиляция тупиковых выработок — Статьи — Горная энциклопедия

Проветривание тупиковых выработок с помощью вентиляторов местного проветриванияВЕНТИЛЯЦИЯ ТУПИКОВЫХ ВЫРАБОТОК (а. dead heading ventilation, ventilation line end; н. Sonderbewetterung der nichtdurchgangigen Bauen; ф. ventilation des culs-de-sac, aerage des galeries en culs-de-sac; и. ventilacion de los topes ciegos) — комплекс мероприятий по обеспечению свежим воздухом тупиковых выработок шахт. Вентиляцию тупиковых выработок производят с помощью продольных перегородок, вентиляционных труб и параллельных выработок за счёт работы вентиляторов местного и главного (общешахтной депрессии) проветривания.

Вентиляция тупиковых выработок вентиляторами местного проветривания в зависимости от условий проходки осуществляется нагнетательным, всасывающим или комбинированным способами. При нагнетательном способе (рис. 1, а), наиболее распространённом, а на газовых шахтах единственно допустимом, вентилятор (несколько вентиляторов) устанавливается в сквозной воздухоподающей выработке, проветриваемой за счёт общешахтной депрессии. Нагнетаемый им воздух по вентиляционным трубам поступает в призабойное пространство тупиковой выработки.

Эффективная вентиляция призабойного пространства обеспечивается при удалении конца трубы от забоя на расстояние l не более чем 4S, где S — площадь поперечного сечения выработки. Ввиду того, что исходящая струя проходит по всей тупиковой выработке, вентиляция должна обеспечивать снижение концентрации вредных газов до допустимой нормы в любой точке выработки. При всасывающем способе (рис. 1, б) вентилятор местного проветривания устанавливается в сквозной выработке, проветриваемой за счёт общешахтной депрессии, а конец вентиляционной трубы подводится в зону забоя тупиковой выработки. В процессе работы вентилятора воздух, засасываемый из призабойного пространства, выдаётся в сквозную воздухоподающую выработку. Эффективная вентиляция призабойной тупиковой выработки достигается при l = 0,5S. Объём пространства, подлежащий вентиляции, сравнительно невелик. Близкое расположение конца трубы от забоя выработки вызывает необходимость защиты его при ведении взрывных работ.

Комбинированный способ вентиляции тупиковых выработок сочетает в себе достоинства нагнетательного и всасывающего способов вентиляции. При этом всасывающий вентилятор считается основным; количество воздуха, поступающее во всасывающий трубопровод, должно не менее чем на 30% превышать расход вспомогательного вентилятора (нагнетательного). Bo всех способах вентиляции тупиковых выработок вентиляторами местного проветривания их максимальная производительность при установке в сквозной выработке должна составлять не более 30% количества воздуха, проходящего по выработке (за счёт общешахтной депрессии).

Проветривание тупиковых выработок за счет общешахтной депрессииПри вентиляции тупиковых выработок вентиляторами главного проветривания продольные перегородки (рис. 2, а) перекрывают сечение сквозной выработки, по которой за счёт общешахтной депрессии подводится свежий воздух, а также делят тупиковую выработку на две части. По одной из них воздух поступает к забою, по другой — удаляется. Продольные перегородки выполняются из навесных полотнищ, досок, кирпича, других материалов и наращиваются по мере продвижения забоя тупиковой выработки. Используют их, когда для вентиляции тупиковых выработок (протяжённостью до 60 м) требуется большое количество воздуха.

Вентиляцию тупиковых выработок с помощью вентиляционных труб (рис. 2, б) осуществляется путём перекрытия сечения воздухоподающей сквозной выработки перемычкой, через которую проходит вентиляционная труба, направляемая далее к забою тупиковой выработки. Ввиду значительного аэродинамического сопротивления труб, проходящих через перемычку, способ применяется для вентиляции коротких тупиковых выработок. Вентиляцию с использованием параллельных выработок (рис. 2, в) применяют при необходимости подачи значительных объёмов воздуха на большие расстояния. В этом случае рядом с основной проходят вспомогательную выработку (главным образом выработки по полезным ископаемым) и соединяют их между собой сбойками (через каждые 10-20 м) или скважинами. По мере проходки новой сбойки (скважины) предыдущая перекрывается перемычкой (герметизируется). Непосредственно в забои воздух подаётся с помощью продольных перегородок, вентиляционных труб или вентиляторов. Все схемы вентиляции тупиковых выработок за счёт общешахтной депрессии, ввиду непрерывности действия вентиляции и отсутствия в выработке дополнительных побудителей тяги воздуха, отличаются высокой надёжностью и безопасностью.

www.mining-enc.ru

Вентиляция глухих выработок

Поступающий в подземные выработки состав воздуха под влиянием окружающей среды и проходческих работ существенно изменяется. Для обеспечения нормальных условий труда в воздухе подземных выработок должно содержаться (по объему) не менее 20% кислорода, не более 0,5% углекислого газа. Серьезную опасность представляет выделение метана при концентрации от 0,5 до 2% и выше, образующего с воздухом взрывоопасную смесь.

Предельно допустимая концентрация пыли в воздухе, содержащей более 70% свободной SiO2, составляет 1 мг/м3, а пыли из цемента, глин, минералов и смесей, не содержащих свободной SiO2,– 6 мг/м3.

Воздух в рабочей зоне должен иметь температуру не выше +25°С и не ниже +2°С. Допуск рабочих в забой после производства взрывных работ разрешается по истечении времени, указанного в паспорте буровзрывных работ, но не ранее, чем через 15 минут. При этом содержание ядовитых газов не должно превышать 0,008% по объему при пересчете на условную окись углерода.

Климатические условия в горных выработках улучшаются проветриванием выработок, подогревом или охлаждением подаваемого воздуха.

Проветривание стволов шахт

При проходке стволов шахт применяют искусственное проветривание с использованием вентилятора и трубопровода, опущенного в ствол. Для предотвращения возможного засасывания отработанного воздуха, выходящего из ствола, вентилятор устанавливают на расстоянии не менее 15 м от его устья.

Возможны три схемы проветривания стволов: нагнетательная, всасывающая и комбинированная. При нагнетательной схеме (рис. 7.7, а) воздушная струя, выходящая из трубы, смешивается с продуктами взрыва и разжижает их. Образующиеся при взрыве газы отбрасываются вверх, это способствует лучшему их смешению с исходящей струей потока.

При всасывающей схеме нельзя обеспечить эффективное проветривание ствола после взрывов, так как образовавшиеся при взрыве газы, поднимаясь, быстро распространяются по стволу, а зона их засасывания по трубопроводу составляет 1–1,5 м.

Схемы проветривания стволов шахт

Рис. 7.7 – Схемы проветривания стволов шахт

При комбинированной схеме проветривания (рис. 7.7, б) устанавливают один вентилятор со ставом труб для нагнетания свежего воздуха в забой, а другой вентилятор со ставом труб – для всасывания из призабойного пространства воздуха, загрязненного вредными газами. Производительность всасывающего вентилятора принимается на 10–20% больше нагнетательного.

Обычно применяют нагнетательную схему проветривания. При этом обеспечивается усиленное удаление вредных газов. Эта схема проще и экономичнее других.

Оборудование для вентиляции обычно состоит из одного вентилятора; в стволах большой глубины устанавливают два вентилятора – основной для проветривания после взрыва и вспомогательный для поддержания в забое нормальных санитарных условий. Применяют один став труб, который располагают у стенки ствола вблизи от подъемных отделений для удобства его осмотра и ремонта. Конец става труб пропускают ниже полков, размещенных в стволе.

Основным типом вентилятора для проветривания шахтных стволов в период их проходки является центробежный вентилятор ВЦ-7 и др. Осевые вентиляторы применяют только для неглубоких стволов, а также во всех стволах в начальный период проходки. Такими вентиляторами являются ВМ-3м, ВМ-4м, «Проходка-500-2м» и др.

Проветривание тоннельных выработок

Тоннельные выработки проходят, как правило, глухими забоями. Все подземные выработки должны быть обеспечены искусственной вентиляцией для поддержания в них нормального состава воздуха. В отдельных случаях допускается естественное проветривание выработок при согласовании с горнотехнической и санитарной инспекциями.

Искусственная вентиляция должна обеспечить непрерывный воздухообмен между выработкой и атмосферой.

По аналогии с проветриванием шахтных стволов существуют три схемы проветривания тупиковых тоннельных выработок: нагнетательная (приточное проветривание), всасывающая (вытяжное проветривание) и комбинированная (приточно-вы-тяжное проветривание).

При приточном проветривании (рис. 7.8, а), чистый воздух от главной вентиляционной установки (1) (монтируемой у портала или на поверхности у ствола шахты) подается под давлением по трубопроводу (2) к забою (3), а загрязненный направляется к выходу по выработке. В этом случае призабойное пространство быстро очищается от вредных газов, но загрязняет воздух всей выработки.

Схемы проветривания горных выработок

Рис. 7.8 – Схемы проветривания горных выработок

При вытяжном проветривании (рис. 7.8, б) свежий воздух поступает к забою по всей выработке, а загрязненный по трубопроводу (2) удаляется благодаря разрежению, создаваемому всасывающим вентилятором (1), расположенным у портала или скважины, пробуренной с поверхности (или у оголовка ствола шахты на поверхности земли). В этом случае газы засасываются из забоя, но по пути к забою в выработке свежий воздух загрязняется, увлажняется, нагревается и поступает в забой неполноценным. Для ускорения очищения глухого забоя от газов взрыва в призабойном пространстве устанавливают вентилятор местного проветривания (4).

При приточно-вытяжном проветривании (рис. 7.8, в) вентиляционная установка (7) нагнетает по трубопроводу (6) свежий воздух в забой, а вентиляционная установка (1) по трубопроводу (2) всасывает загрязненный воздух. Для ограничения длины зоны распространения по выработке вредных газов призабойное пространство отделяется гибкой перемычкой (5) или водной завесой. Производительность вытяжного вентилятора принимается на 10–15% больше, чем нагнетательного вентилятора.

Правилами техники безопасности предусмотрено в подземных выработках при проходке и монтаже оборудования применение приточно-вытяжной вентиляции. Свежий воздух поступает через порталы, стволы шахт и подходные штольни. При большой длине участка, проходимого одним забоем, и неглубоком заложении тоннеля целесообразно бурение вентиляционных скважин, что позволяет значительно сократить длину трубопроводов.

Вентиляция нескольких одновременно работающих забоев в тоннелях большой протяженности наиболее просто обеспечивается при наличии боковой параллельной штольни. Свежий воздух при этом поступает через готовый тоннель или направляющую штольню, а загрязненный удаляется через параллельную штольню.

В настоящее время изготавливают в основном регулируемые вентиляторы, что позволяет уменьшить их напор в начальной стадии проведения выработки с целью экономии энергии.

Вентилятор в комплекте с приводом, пусковой аппаратурой, вспомогательным оборудованием по управлению воздушным потоком и воздуховодами составляет вентиляционную установку. В тоннелестроении применяют следующие вентиляционные установки: главного проветривания (ГВУ), которые располагаются на поверхности у порталов или стволов шахт; вспомогательные (ВВУ), располагаемые в горных выработках для проветривания отдельных участков; местного проветривания (ВМП), располагаемые в горных выработках для проветривания забоев.

В качестве вентиляторов главного проветривания применяют центробежные вентиляторы ЦА-76 №8, Ц4-76 №10, ВЦ; в качестве вспомогательных–осевые вентиляторы местного проветривания ВМ-5М, ВМ-6М.

Для вентиляции подземных выработок после окончания проходческих работ используют главным образом компактные и экономичные осевые реверсивные двухступенчатые вентиляторы ВОМД-24. Для уменьшения шума применяются глушители ГШ-5 или ГШ-6, а для безопасности обслуживающего персонала перед турбиной вентилятора устанавливается ограждающая решетка.

Вентиляционные трубы

Для проветривания стволов шахт применяют металлические трубы и лишь на участках расположения подвесных полков, натяжных рам – гибкие трубы (воздуховоды).

В горизонтальных и наклонных выработках также монтируют металлические и гибкие воздуховоды, которые применяют при приточном проветривании в выработках длиной до 100 м. Наибольшее распространение имеют стальные трубы диаметром 0,5, 0,6, 0,7, 0,8, 0,9, 1,0 и 1,2 м с толщиной стенок 2–3 мм и длиной 3; 3,5; 4 м. Наиболее распространенный диаметр гибких труб – 0,4; 0,5; 0,6 м; их стандартная длина 5, 10 и 20 м. Трубы диаметром 0,8 и 1,0 м изготавливаются по заказу.

Гибкие вентиляционные воздуховоды в горизонтальных и наклонных выработках подвешивают к тросу, протянутому вдоль выработки, а металлические прикрепляют к элементам временной крепи или к постоянной обделке при помощи специальных подвесок.

В стволах шахт металлические трубы подвешивают на двух стальных канатах, навитых на барабаны лебедок (при наращивании труб сверху), или к крепи ствола (или к расстрелам) с помощью кронштейнов, тяг и хомутов (при наращивании труб снизу с подвесного полка).

Расчет количества воздуха для проветривания тупиковых выработок

Фактическое содержание вредных газов в воздухе определяется путем взятия проб и их химического анализа в лаборатории или специальными приборами – газоанализаторами, дающими показания непосредственно в выработке.

Потребное количество воздуха при отсутствии в забоях взрывных работ и выделения газов из окружающих грунтов принимается по числу одновременно находящихся под землей людей из расчета 6 м3/мин на 1 чел.

Подсчитанный объем воздуха должен подаваться непрерывно в течение всего рабочего времени со скоростью не менее 0,1 м/с.

Ориентированные диаметры вентиляционных труб в зависимости от количества подаваемого по ним воздуха и их длины приведены в таблице 7.1.

Таблица 7.1

02042014_t1

vse-lekcii.ru

15. ВЕНТИЛЯЦИЯ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК - строительство

15. ВЕНТИЛЯЦИЯ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК

15.1. ВЕНТИЛЯЦИЯ ТУПИКОВЫХ ВЫРАБОТОК

Тупиковые выработки возникают при проведении одиночных вскрывающих, подготавливающих и нарезных выработок или при совместном проведении параллельных спаренных выработок на их отрезках между последней сбоечной печью и забоем. Схема вентиляции тупиковой выработки может быть сквозной и принудительной. При сквозной схеме воздух в тупиковую выработку подают за счет общешахтной депрессии путем сооружения перегородок. Принудительная схема характеризуется подачей воздуха в тупиковый забой вентилятором местного проветривания (ВМП). Ее применяют на всех газовых шахтах с оборудованием тупиковых выработок резервными ВМП.

Для принудительной вентиляции тупиковых выработок применяют нагнетательный, всасывающий и комбинированный

способы. В газовых шахтах используют только нагнетательный способ, в негазовых — все указанные. Вентиляторы местного проветривания по принципу действия бывают центробежные и осевые.

Для проветривания весьма протяженных тупиковых выработок применяют вентилятор ВМЦГ-7 с подачей 7 м3/с и напором до 9 кПа.

Вентилятор местного проветривания устанавливают в выработке со свежей струей воздуха на расстоянии не менее 10 м от исходящей струи (см. рис. 15.1). К ВМП подают за счет общешахтной депрессии такое количество воздуха, чтобы при его работе оставалось не менее 30 % свежего воздуха, проходящего мимо вентилятора к исходящей струе. Последнее необходимо во избежание повторной циркуляции воздуха между вентилятором и забоем по замкнутому кругу (рециркуляции), что может привести к загазированию выработки.

При нагнетательном способе используют гибкие вентиляционные трубы. В качестве материалов для их изготовления применяют хлопчатобумажную ткань чефер, лавсанохлопковую ткань или текстовинит с покрытием из негорючей резины или полихлорвинила. Трубы выпускают диаметром 0,4; 0,5; 0,6; 0,8 и 1 м. Длина основного звена трубы при диаметре до 0,6 м составляет 20 м, при диаметре более 0,6 м и разменном звене, навешиваемом в забое, — соответственно 10 и 5 м. Звенья соединяют хомутами и пружинными кольцами. Применяют также стеклопластиковые трубы. Аэродинамическое сопротивление вентиляционной трубы диаметром 0,8 м и длиной 1 км в зависимости от материала, из которого она изготовлена, колеблется от 170 до 280 Н -с2/м8.

При всасывающем и в редких случаях при нагнетательном способе применяют жесткие вентиляционные трубы, которые изготовляют из листовой стали толщиной 2—2,5 мм. Трубы имеют диаметр 0,3—1 м и более, длину звена — 2,5—4 м. Звенья соединяют болтами, укрепленными на фланцах с прокладками. Отставание вентиляционных труб от забоя в газовых шахтах не должно превышать 8 м, в негазовых— 12 м.

Достоинствами нагнетательного способа проветривания тупиковых выработок является подача в забой деятельной струи воздуха, сравнительно небольшая масса вентиляционных труб и невысокая трудоемкость их монтажа. Существенным недостатком является удаление газов и пыли из забоя непосредственно по выработке, где работают люди, машины и механизмы.

При использовании всасывающего способа по всей длине выработки создается более чистая воздушная среда.

Расчет расхода воздуха для проветривания тупиковых подготовительных выработок производят по газовыделению, расходу ВВ, числу работающих людей минимальной скорости движения воздуха и тепловому фактору. Расчет по метановыделению в подготовительную выработку основан на предварительном определении составляющих газового баланса. На основе прогнозных и фактических данных о метанообильности соседних выработок находят метановыделения в призабойное пространство выработки из пласта и находящегося в забое отбитого угля f (м3/мин), из обнаженных поверхностей пласта

15.2. СХЕМЫ ВЕНТИЛЯЦИИ ВЫЕМОЧНЫХ УЧАСТКОВ

При расчетах вентиляции под выемочным участком понимают один или несколько последовательно проветриваемых очистных забоев с прилегающими к ним выемочными выработками и выработанными пространствами.

Под схемой вентиляции выемочного участка понимают определенный порядок распределения и направления движения

воздуха в очистных и выемочных выработках с учетом степени разбавления вредностей (метана, пыли, высоких температур). В зависимости от взаимного расположения воздухоподающих, воздухоотводящих и очистных выработок различают U-образные, Z-образные, V-образные и H-образные схемы вентиляции выемочных участков (рис. 15.2). Латинские буквы в схеме по своему начертанию указывают направление свежих и исходящих струй и расположение выработок.

Большое значение на аэродинамику выемочного участка оказывают выработанные пространства, которые являются коллектором метановоздушной или углекислотовоздушной смесей, источником выделения тепла от самонагревания и возгорания угля и областью утечек или притечек воздуха. Различают шесть основных схем включения выработанного пространства в вентиляционную сеть выемочного участка:

возвратноточная схема проветривания с расположением вентиляционной (воздухоотводящей) выработки в выработанном пространстве при отсутствии заметных утечек и притечек воздуха по длине лавы;

возвратноточная схема с расположением вентиляционой выработки в выработанном пространстве при наличии притечек воздуха в лаву;

возвратноточная схема с расположением вентиляционной выработки в выработанном пространстве при наличии утечек воздуха из лавы в выработанное пространство;

прямоточная схема с расположением вентиляционной выработки в массиве угля;

прямоточная схема с расположением вентиляционной выработки в выработанном пространстве;

возвратноточная схема с расположением вентиляционной выработки в массиве угля.

По фактору выноса метана утечками на вентиляционный штрек, миинуя очистной забой, полезна схема 1-U. Однако при значительном газовыделении из выработанного пространства она требует резкого увеличения подачи воздуха в забой, что не всегда возможно.

Более эффективной в отношении уменьшения метановыделения из выработанного пространства является возвратноточная схема с расположением вентиляционной выработки в массиве угля (4-U). Недостатком схемы является необходимость оставления короткого (3—5 м) тупика в вентиляционной выработке на сопряжении с очистным забоем, служащего местом образования повышенных концентраций метана.

Достаточно эффективны прямоточные схемы с подсвежением исходящей струи воздуха (6-V) и обособленным разбавлением источников вредностей (15-Н). Их недостаток — необходимость в одновременной эксплуатации трех-четырех выемочных выработок для одного очистного забоя.

Большое значение на аэродинамику выемочного участка оказывают выработанные пространства, которые являются коллектором метановоздушной или углекислотовоздушной смесей, источником выделения тепла от самонагревания и возгорания угля и областью утечек или притечек воздуха. Различают шесть основных схем включения выработанного пространства в вентиляционную сеть выемочного участка:

возвратноточная схема проветривания с расположением вентиляционной (воздухоотводящей) выработки в выработанном пространстве при отсутствии заметных утечек и притечек воздуха по длине лавы;

возвратноточная схема с расположением вентиляционой выработки в выработанном пространстве при наличии притечек воздуха в лаву;

возвратноточная схема с расположением вентиляционной выработки в выработанном пространстве при наличии утечек воздуха из лавы в выработанное пространство;

прямоточная схема с расположением вентиляционной выработки в массиве угля;

прямоточная схема с расположением вентиляционной выработки в выработанном пространстве;

возвратноточная схема с расположением вентиляционной выработки в массиве угля.

По фактору выноса метана утечками на вентиляционный штрек, миинуя очистной забой, полезна схема 1-U. Однако при значительном газовыделении из выработанного пространства она требует резкого увеличения подачи воздуха в забой, что не всегда возможно.

Более эффективной в отношении уменьшения метановыделения из выработанного пространства является возвратноточная схема с расположением вентиляционной выработки в массиве угля (4-U). Недостатком схемы является необходимость оставления короткого (3—5 м) тупика в вентиляционной выработке на сопряжении с очистным забоем, служащего местом образования повышенных концентраций метана.

Достаточно эффективны прямоточные схемы с подсвежением исходящей струи воздуха (6-V) и обособленным разбавлением источников вредностей (15-Н). Их недостаток — необходимость в одновременной эксплуатации трех-четырех выемочных выработок для одного очистного забоя.

По материалам сайта: http://tinref.ru

fix-builder.ru

Устройство вытяжной вентиляции тупиковых горных выработок

 

Изобретение относится к горному делу преимущественно для использования в угледобывающих шахтах для предохранительного отсасывания выбросов метана методом вытяжкой вентиляции. Задачей изобретения является обеспечение эксплуатационной жесткости по всей длине трубы, упрощение конструкции, удешевление производства трубы. Для этого устройство состоит из секций гибких двухслойных вентиляционных труб и системы подачи сжатого воздуха. Жесткость гибкой трубы обеспечивается нагнетанием сжатого воздуха в полости двухслойной трубы, выполненные при разграничении объема радиальными продольными перегородками в виде многих секторов. Для предохранения гибкой трубы от сплющивания от возникающего разряжения воздуха при его большой скорости диаметр наружного слоя трубы должен быть больше диаметра внутреннего слоя в 1,4 раза. Вое полости отсеков трубы сообщены между собой отверстиями на кольцевых участках перегородок. Отдельные секции гибкой трубы имеют концевые жесткие фланцы с болтовыми соединениями. 3 з.п.ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к горному делу, в частности, для предохранительного отсасывания выбросов метана при проведении выработок в угольных шахтах.

Известно устройство в виде гибкой вентиляционной трубы с ребрами жесткости из объемных элементов, выполненных в виде кольцевых карманов, заполненных сжатым воздухом (А.С. 525803. E 21 F 1/04). Это устройство имеет локальную жесткость, сложно по конструкции при необходимости подвода сжатого воздуха к многочисленным карманам. Техническая задача, решаемая изобретением: обеспечение эксплуатационной жесткости на всей длине трубы, упрощение конструкции, удешевление производства трубы. Эта задача решается тем, что в устройстве вытяжной вентиляции тупиковых горных выработок, содержащем секции гибких вентиляционных труб, объемные элементы которых наполненные сжатым воздухом выполнены в виде продольных отсеков двухслойной гибкой трубы, образованных разделением объемов между наружным и внутренним слоями этой трубы радиальными продольными перегородками, при этом толщина двухслойной гибкой трубы t определяется из соотношения: t = (P1R1)/P2, где P1 - давление вакуума внутри трубы, P2 - давление сжатого воздуха в отсеках; R1 - радиус трубы. При этом на концевых участках перегородок выполнены отверстия для сообщения между собой продольных отсеков двухслойной гибкой трубы. К наружному слою двухслойной гибкой трубы прикреплены ниппели с участками воздухоподводящих трубок с соединительными муфтами. Секции двухслойной гибкой трубы имеют концевые фланцы с болтовыми соединениями. Сущность изобретения поясняется чертежами; Фиг. 1. Поперечное сечение гибкой вентиляционной трубы. Фиг. 2. Принципиальная схема придания трубе жесткости. Фиг. 3. Продольный разрез устройства вытяжной вентиляции. Устройство выполнено из отдельных секций гибких вентиляционных труб и системы подачи сжатого воздуха. Отдельные секции вентиляционных труб соединены фланцевыми соединениями. Двухслойная вентиляционная труба образована внутренним слоем 1 с полостью 2, наружного слоя 3 и продольных радиальных перегородок 4, разделяющих объем между слоями на отсеки с полостями 5. Концы слоев надеты на раструбы фланцев 6 и прикреплены к ним зажимными дисками 7 с болтами 8. Радиальные перегородки в районе концов секций имеют вырезы с обеспечением отверстий 9 для взаимного сообщения секторных полостей 5. На наружном слое 3 установлены воздухоподводящие ниппели 10 с отрезками трубок 11 с муфтами 12. На последующей секции имеется ниппель 13 с трубкой 14. На конце последней секции имеется один фланец 6 с раструбом и зажимной диск 7, соединенные болтами 15. Устройство работает следующим образом: Обычно секции гибкой трубы намотаны на фланцах и хранятся в виде свертков. В последующем они последовательно наращиваются к постоянной вентиляционной трубе. Для этого один конец секции гибкой трубы фланцевым соединением присоединяется к трубе, а второй конец, закрепленный на фланце 6, с диском 7 открыт. В дальнейшем к этому открытому концу присоединяются последующие секции. К первой секции подводится трубка подачи сжатого воздуха от воздушной магистрали. Через трубки 11 и 14 с муфтами 12 сжатый воздух поступает во все секторные полости 5. Во время действия вытяжной вентиляции в полости 2 возникает разряжение, которое уравновешено силой, передаваемой от дуги СД наружного слоя на дугу АБ внутреннего слоя при помощи радиальных перегородок 4 (Фиг. 2.). где n - число секторов Т.е. P2 (R2-R1)=P1R1, где R2-R1=t - толщина двухслойной трубы. P2t=P1R1; t=(P1R1)/P2; При полном вакууме P1=0,1 МПа. Используя сжатый воздух давлением 0.5 МПа, получим t=0,1/0,5R1=1/5R1. Диаметр наружного слоя должен быть больше диаметра внутреннего в 1,2 раза. Скорость потока отсасываемого воздуха может иметь значение больше 200 м/с, что обеспечит необходимое удаление метана из тупиковых выработок.

Формула изобретения

1. Устройство вытяжной вентиляции тупиковых горных выработок, содержащее секции гибких вентиляционных труб с объемными элементами, наполненными сжатым воздухом, отличающееся тем, что объемные элементы выполнены в виде продольных отсеков, двухслойной гибкой трубы, образованных разделением объема между наружным и внутренними слоями этой трубы радиальными продольными перегородками, при этом толщина двухслойной гибкой трубы t определяется из соотношения t = (P1 R1)/P2, где P1 - давление вакуума внутри трубы, МПа; P2 - давление сжатого воздуха в отсеках, МПа; R1 - радиус трубы, м. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на концевых участках перегородок выполнены отверстия для сообщения продольных отсеков двухслойной гибкой трубы. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что к наружному слою двухслойной гибкой трубы прикреплены ниппели с участками воздухооподводящих трубок с соединительными муфтами. 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что секции двухслойной гибкой трубы имеют концевые жесткие фланцы с болтовыми соединениями.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3

Похожие патенты:

Изобретение относится к вентиляции горных выработок при выделении в них вредных веществ и может быть использовано для управления тепловым режимом железнодорожных тоннелей, расположенных в районах с суровыми климатическими условиями

Изобретение относится к вентиляторным установкам, а именно к управлению режимами их работы, и может быть использовано для автоматического регулирования вентиляторов с поворотными на ходу лопатками рабочего колеса

Изобретение относится к горной промышленности

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для снижения потерь воздуха через поверхностные сооружения вентиляционных стволов шахт и рудников

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для проветривания рудников или шахт

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при проветривании газообильных добычных участков при отработке угольных пластов по бесцеликовой технологии

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для проветривания газообильных добычных участков с применением газоотсасывающих установок

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для удаления выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания из карьерного пространства, кроме того, оно может найти применение в других отраслях промышленности для удаления выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания с заданной территории без выпуска выхлопных газов в атмосферу

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано в рудничной вентиляции и вентиляции метрополитенов

Изобретение относится к области вентиляции горных выработок и может быть использовано для управления тепловым режимом железнодорожных тоннелей, расположенных в районах с суровыми климатическими условиями

Изобретение относится к вентиляторостроению и предназначено для проветривания систем горных выработок и систем вентиляционных сооружений

Изобретение относится к вентиляторостроению и предназначено для обеспечения проветривания систем горных выработок

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности, в частности к задачам проветривания глубоких карьеров

Изобретение относится к горному делу

Изобретение относится к управлению режимом работы вентиляторных установок, в частности систем тоннельной вентиляции метрополитенов

Изобретение относится к вентиляционным системам промышленности и может быть использовано при проветривании горных выработок шахт и рудников

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для проветривания глубоких карьеров

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при подземной разработке газоносных угольных пластов длинными столбами по простиранию с обрушением кровли

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано в системах проветривания застойных зон глубоких карьеров

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке месторождений полезных ископаемых подземным способом

Изобретение относится к горному делу преимущественно для использования в угледобывающих шахтах для предохранительного отсасывания выбросов метана методом вытяжкой вентиляции

www.findpatent.ru