CC BY
44
УДК 622.272
© Д.С. Былин, В .Г. Лукьянов, 2013
ВЫБОР СПОСОБА ПРОВЕТРИВАНИЯ И ПАРАМЕТРОВ ВЕНТИЛЯЦИОННОГО ОБОРУДОВАНИЯ НА ГОРНОРАЗВЕДОЧНЫХ ВЫРАБОТКАХ
Описана задача о выборе способа проветривания и параметров вентиляционного оборудования на горно-разведочных выработках. Целью данной задачи является выбор более оптимального, экономичного способа проветривания при различных условиях. В данной статье уделяется внимание описания преимуществ, достоинств, а также недостатков каждого способа проветривания.
Ключевые слова: проветривание выработок, способ проветривания, вентилятор, разведочная выработка, вентиляционные трубы, трубопроводы, забой выработки, подача воздуха.
«Проветривание» — поддержание параметров рудничной атмосферы в заданных пределах. Из множества возможных решений этой задачи необходимо отобрать такие, которые являются наилучшими с точки зрения обеспечения санитарно-гигиенических условий труда, надежности функционирования, минимальной продолжительности процесса и экономичности.
Проветривание выработок может осуществляться при помощи вентиляторов местного проветривания и вентиляционных труб, вентиляционных скважин, по восстающим выработкам, выходящим на поверхность или на верхний горизонт. Проветривание тупиковых выработок длиной до 10м и не опасных по выделениям метана и углекислого газа разрешается за счет турбулентной диффузии.
Нагнетательный способ проветривания состоит в подаче чистого воздуха по трубопроводу к забою выработки и удалении загрязненного по выработке. При этой забой интенсивно омывается струей свежего воздуха. При скорости подачи воздуха 0,5— 0,7мэ/с дальнобойность струи составляет около 8 м.
Этот способ имеет то преимущество, что удобно использовать матерчатые вентиляционные трубы, производить их наращивание по мере подвигания забоя выработки, вентилятор распо-
лагается у устья выработки, длина и сечение питающего кабеля минимальны. В связи с указанными достоинствами целесообразно выработки длиной до 300 м, а в некоторых случаях и более 1000 м рекомендуется проветривать нагнетательным способом.
Всасывающий способ проветривания тупиковых выработок заключается в отсасывании загрязненного воздуха из забоя по трубопроводу. Достоинством этого способа является то, что продукты взрыва после взрывных работ и запыленный воздух не движутся по всей выработке, остаются в призабойном пространстве, а затем удаляются по трубопроводу. К недостаткам способа следует отнести то, что при более или менее значительном удалении конца всасывающего трубопровода от забоя (более 1,5 м) в призабойном пространстве образуются застойные зоны, движение воздуха, в которых в направлении к трубопроводу практически отсутствует. В выработках большого сечения застойные зоны образуются даже при достаточно близком расположении трубопровода от забоя. Однако опасность повреждения трубопровода при взрывах не позволяет уменьшить это расстояние менее 8 м. На всасывающей стороне невозможно использовать тканевые трубопроводы. Постоянное наращивание металлического трубопровода или периодический перенос вентилятора и пускателя вслед за подвиганием забоя создают некоторые неудобства при проходке выработок, требуют дополнительных затрат времени и труда; длина кабельной сети для питания почти равна длине выработки.
В связи с указанными недостатками всасывающий способ проветривания геологоразведочных выработок применяется весьма редко.
Комбинированный способ проветривания заключается в проветривании призабойной зоны одновременно двумя вентиляторами: всасывающим и нагнетательным. Обычно производительность нагнетательного вентилятора на 10-20 % должна быть ниже, чем всасывающего.
Комбинированный способ проветривания сочетает в себе достоинства нагнетательного и всасывающего способов, является наиболее эффективным при проветривании протяженных выработок.
К недостаткам следует отнести: необходимость наличия двух вентиляторов и двух пускателей, самую большую протяженность
кабельной сети, т.к. должны быть запитаны вентиляторы, работающие как на всасывание, так и на нагнетание.
При проветривании горно-разведочных выработок большой протяженности и развлетвленности часто используют дополнительные воздуховоды — вентиляционные скважины или восстающие выработки. При этом разведочная выработка или подсекает скважину или из выработки проходится восстающий. В том и другом случае проветривания разведочной выработки проводится, как правило, комбинированным способом. После сооружения воздуховода проветривание осуществляется за счет общешахтной струи воздуха, причем на всем протяжении выработки (от устья до скважины) трубопроводы и вентиляторы могут быть демонтированы, а обычно в этом случае, вентилятор (или несколько) устанавливается на устье скважины, которое тщательно герметизируется во избежание подсоса (утечек) воздуха через неплотности.
Для выработок малой длины наиболее приемлем нагнетательный способ проветривания, а для выработок большой длины — комбинированный способ с применением буровых скважин и восстающих выработок.
В соответствии с отраслевыми инструктивными указаниями по проектированию систем проветривания подземных разведочных выработок при глубине заложения Н<0,4Ьпр (где Ьпр. — проектная длина выработки) вентиляцию целесообразно осуществлять с помощью вентиляционных восстающих. При Н=(0,04-0,2) Ьпр при помощи вентиляционных скважин, а при Н > 0,2 пр. — посредством вентиляционных трубопроводов.
В практике проведения горно-разведочных выработок наиболее часто используется местное проветривание с использованием вентиляционных трубопроводов и вентиляторов местного проветривания. При этом обычно приходится решать следующие задачи с учетом требований к системе электроснабжения вентиляторов:
1) подобрать вентиляционное оборудование для выработки заданной длины и сечения;
2) при наличии вентиляторов того или иного типа подобрать трубопровод и определить места установки вентиляторов;
3) при наличии трубопровода с определенными параметрами подобрать вентиляторы и режим их работы;
4) проверить целесообразность применения имеющегося вентиляционного оборудования для проветривания проектируемой выработки.
Решение этих задач возможно с использованием вариантов «Типовых схем проветривания». Однако при их составлении учитываются требования к электроснабжению вентиляторов, минимизации расхода электроэнергии и кабельной продукции.
Кроме того, при решении совместных задач были расширены возможности проветривания выработок за счет применения более современных вентиляторов серии ВМЭ.
При расчетах вариантов необходимое количество свежего воздуха для эффективного проветривания выработок принято 0,35м3/с на 1м2 поперечного сечения выработки вчерне, скорости воздуха в трубопроводе 9-16 м/с, расчетного коэффициента воздухопроницаемости стыков трубопровода К= 1,1-1,05. Диаметр вентиляционных трубопроводов принят 0,4, 0,5, 0,6 и 0,64 м. Материал — металлический трубопровод (М) из листовой стали и тканевый (Тк) трубопровод из прорезиненной ткани.
В практике геологоразведочных работ наибольшее применение в настояшее время имеют вентиляторы типов ВМЭ-5М, ВМЭ-6М.
В проветривании на горно-разведочных объектах применяются наиболее часто встречающиеся в практике способы проветривания при различных расположениях вентиляторов. Системы проветривания расположены по мере усложнения для различных протяженностей, сечений выработок и вида энергии, используемой при работе группы забойного оборудования (бурильное оборудование, погрузочные машины, перегружатели).
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Лукьянов В.Г. Взрывные работы: Учебник для вузов / В.Г. Лукьянов, В.И. Комащенко, В.А. Шмурыгин. - Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2008. - 264 с.
2. Засухин И.Н. Проветривание горно-разведочных выработок / За-сухин И.Н., Сачков В.И., Титова А.Г. и др. - М: Недра, 1972. -148 с.
