книги / Рудничная вентиляция

- H IL—

^SSj-п-

ff niи Ъ

■l Il l|'

___________________

Рис. 17.3. Прямоточная схема проветривания при панельном способе подготовки в бремсберговой ступени с использованием спаренных выработок:

I — воэдухоподающнй бремсберг; 2 — конвейерный бремсберг; 3 — вспомогательный бремсберг; 4 — ярусный штрек; 5 — промежуточные квершлаги; 6 — полевой вентиля­ ционный штрек; 7 — фланговый ходок; 8 ~ ~ полевой транспортный штрек

в монтажную камеру вышеподготавливаемого яруса. Для сниже­ ния аэродинамического сопротивления площадь поперечного се­ чения воздуховыдающих выработок должна быть не менее 1 2 ма.

На рис. 17.3 приведена прямоточная схема проветривания с нисходящим направлением движения воздуха в очистной вы­ работке, которая характеризуется двусторонней отработкой па­ нели с подготовкой через полевые штреки и промежуточные квершлаги, прохождением наклонных выработок по породе; наличием фланговых ходков на границах панели; подготовкой ярусов спаренными выработками с погашением между ними це­ лика (размером 15—20 м) при ведении очистных работ нижнего яруса; отработкой ярусов в нисходящем порядке, обратным ходом.

Свежая струя воздуха в очистную выработку левого крыла панели поступает по транспортному штреку 8, промежуточному квершлагу 5 и ярусным спаренным штрекам 4. В очистной вы­ работке воздух движется в нисходящем направлении на отста­ ющую сбойку и по ярусному штреку 4 на фланговый ходок 7, промежуточный квершлаг 5 и полевой вентиляционный штрек 6. Исходящая струя из очистной выработки подсвежается струей, поступающей по ярусным штрекам.

Отвод исходящей струи воздуха из очистной выработки на отстающую сбойку позволяет сократить размеры проветриваемой

Рис. 17.4. Схема управления газовыделением на выемочном участке с изолиро­ ванным отводом газовоздушной смеси из выработанного пространства лавы по вентиляционной скважине, пробуренной с поверхности на неподдерживаемую выработку*

зоны до пожаробезопасных значений, исключить скопление ме­ тана на сопряжении очистной выработки со штреками за счет разбавления свежей струи воздуха, поступающего по ярусным штрекам. Сбойки между спаренными штреками проходятся через 40—50 м и более в зависимости от скорости подвигания очистной выработки и газоносности пласта.

Данная схема применима на пластах угля, склонного к само­ возгоранию, с высокой газообильностью и средне- и труднообрушаемыми породами кровли.

Для повышения эффективности использования подаваемого в забой воздуха отвод газовоздушной смеси из неподдерживаемой выработки, когда ее длина превышает 300—500 м, может осуще­ ствляться через скважину, пробуренную с поверхности на эту выработку (рис. 17.4). Скважина должна быть оборудована цен­ тробежным вентилятором и иметь диаметр не менее 500 мм для снижения ее аэродинамического сопротивления и действующих напоров, обеспечивающих необходимый расход газовоздушной смеси через нее. По этой же причине схемы с отводом метана через вентиляционные скважины не рекомендуются при глубине горных работ свыше 400 м.

Сущность управления газовыделением с помощью дренажного штрека заключается в отводе метановоздушной смеси из вырабо-

Рис. 17.5. Схена управления газовыделением иа выемочном участке при помощи пройденного в целике дренажного штрека при отработке пластов столбами по простиранию

тайного пространства лавы по дренажному штреку, соединенному с вентиляционным штреком сбойками (рис. 17.5). Отвод газовоз­ душной смеси осуществляется по сбойке, находящейся в заваль­ ной части лавы. В сбойках впереди очистного забоя устанавли­ ваются изолирующие перемычки. Свежий воздух поступает в лаву по конвейерному штреку 1, в верхней части лавы 2 воздушный поток разветвляется; часть его в количестве, соответствующем расчетному, отводится по вентиляционному штреку 5 и поступает в общешахтную вентиляционную сеть выработок, другая часть воздуха отводится через верхнюю зону выработанного простран­ ства на дренажный штрек 3. Сюда же поступают утечки воздуха, выходящие из выработанного пространства и выносящие газ из этого источника. При правильном выборе параметров в рабо­ чую дренажную сбойку 4 будут поступать не только все утечки воздуха из выработанного пространства, но и утечки из зоны со­ пряжения лавы с вентиляционным штреком. При этом образова­ ние местных скоплений метана в этой зоне исключается.

При отработке пластов угля, не склонных к самовозгоранию, могут быть использованы любые варианты схемы с дренажным штреком. В качестве дренажных используется специально прой­ денная параллельно вентиляционному штреку выработка на расстоянии 1 0 — 2 0м от него или выработка, которая сохраняется после отработки смежной лавы.

рис. 17.6. Схема управления газовыделением на выемочном участке с помощью дренажного штрека с отводом газовоздушной смеси через скважину, пробуренную

с поверхности на фланговую газосборную выработку:

/— вентиляционный штрек; 2 — лава; 3 — конвейерный штрек; 4 — фланговая газо­ сборная выработка; 5 — вентиляционная скважина с вентилятором

Для повышения эффективности использования вентиляцион­ ной скважины она может быть пробурена на специальную флан­ говую газосборную выработку, которая соединена с дренажными штреками всех лав в этаже (рис. 17.6). Сущность схемы управле­ ния газовыделением остается прежней, но в этом случае вентиля­ ционная скважина может использоваться при отработке всех лав

Иэтаже.

17.2.Схемы вентиляции угольных шахт

В зависимости от взаимного расположения горных выработок, но которым проходят входящие и исходящие вентиляционные струи, различают следующие схемы вентиляции шахт:

центральная с центрально-сдвоенным и центрально-отнесен­ ным расположением стволов;

фланговая: крыльевая — когда при проветривании очистных забоев центральное крыло имеет одну общую выработку для исходящей струи; групповая — когда одна выработка для исхо­ дящей струи имеется не для всего крыла, а лишь для группы участков данного крыла; участковая — когда каждый участок имеет свою выработку для исходящей струи;

комбинированная с элементами центральной и фланговой схем.

/ — блоковые восстающие; 2 — воэдухоподающие стволы; 3 — нагнетательные вентилягоры; 4 — всасывающие вентиляторы; 5 — вентиляционные стволы; 6 — диагональные вентиляционные квершлаги; 7 — штреки-коллекторы; Я— выработки откаточных гори­

зонтов

По степени независимости вентиляции отдельных частей шахт­ ного поля схема вентиляции может быть единой, секционной, единой с вентиляционными областями и комбинированной.

17*3. Основные схемы вентиляции рудников

Для обеспечения более равномерного и обособленного распре­ деления воздуха между блоками, этажами и отдельными гори­ зонтами, а также для снижения подсосов воздуха через зоны обрушения рекомендуются следующие варианты фланговой схемы вентиляции рудников.

Схемы первого варианта (рис. 17.7) предназначены для про­ ветривания рудников мощностью более 6 млн. т в год при раз­ работке на большой глубине и сравнительно небольшой длине шахтного поля (1000—1500 м). При этом на каждый рабочий этаж проводится один штрек-коллектор.

Способ проветривания комбинированный.

Второй вариант (рис. 17.8) рекомендуется для вентиляции рудников мощностью 2 — 6 млн. т в год, имеющих шахтное поле небольшой длины. Схема включает один штрек-коллектор на два рабочих горизонта. Способ вентиляции может быть любым.

Для вентиляции действующих рудников разработан вариант, в котором предусмотрено использование одного штрека-коллектора

рис. 17.8. Фланговая схема вентиляции рудников средней производственной мощности:

/ — воздухоподающий ствол; 2 — выработка откаточного горизонта; 3 — блоковый вентиляционный восстающий; 4 — штрек-коллектор; 5 — вентиляционные стволы; б — всасывающие вентиляторы; 7 — вентиляционный квершлаг

Рис. 17.9. Фланговая схема вентиляции с применением вспомогательных венти­ ляторов:

на два одновременно работающих этажа и вспомогательных бло­ ковых вентиляторов (рис. 17.9). Этот вариант целесообразно при­ менять для шахт средней мощности с шахтным полем длиной 1500—2000 м.

17.4. Способы вентиляции шахт

На шахтах восточных бассейнов страны применяются нагне­ тательный, всасывающий и нагнетательно-всасывающий способы проветривания. Все шахты Карагандинского, Донецкого и Пе­ чорского бассейнов проветриваются только всасывающим спо­ собом, 45 % всех шахт Кузнецкого бассейна проветривается всасывающим, 20 % — нагнетательным и 35 % — нагнетательновсасывающим способами. Все три способа проветривания исполь­ зуются также на шахтах ПО «Сахалинуголь» и «Приморскуголь». Разнообразие применяемых способов проветривания в большой степени зависит от горнотехнических условий.

На выбор способа проветривания влияют следующие факторьи порядок отработки шахтного поля, глубина разработки, действу­ ющая депрессия на выемочных участках, склонность пластов

Рис. 17.10. Депрессиограммы при различных способах проветривания шахт:

а— нагнетательном; б — всасывающем; в — нагнетательно-всасывающем

Ксамовозгоранию, абсолютная величина внешних и внутренних утечек воздуха через выработанное пространство и вентиляцион­ ные сооружения, интенсивность газовыделения (метана и угле­ кислого газа), места установки регуляторов воздуха, соотношение аэродинамических сопротивлений крыльев, выемочных участков щахты, схема проветривания шахты, туманообразование в над­ шахтном здании вследствие взаимодействия насыщенного влагой воздуха, выдаваемого из шахты, с холодным воздухом на поверх­ ности и ряд других.

При проектировании нагнетательного и нагнетательно-всасы* вающего способов проветривания должно быть предусмотрено следующее основное требование: вентилятор, работающий на

нагнетание, должен устанавливаться на специальных стволах, не оборудованных подъемом, либо, как исключение, оборудован­ ных только людским подъемом без выхода клетей на поверхность. Только в этом случае можно достичь необходимой депрессии вен­ тилятора.

При нагнетательном способе проветривания (рис. 17.10, а) максимальная депрессия действует в районе подающего ствола (линия КГ) и нулевая — у выдающего ствола (точка Л), при

всасывающем — наоборот (рис. 17.10,6), при нагнетательновсасывающем способе место приложения нулевой депрессии рас­ полагается между стволами (рис. 17.10, в).

Из депрессиограмм, приведенных на рис. 17.10, следует, что при всасывающем способе проветривания увеличение сопротивле­ ния выработок вентиляционного горизонта приводит к увеличе­ нию депрессии только одного вентилятора (пунктирная ли­ ния Г'В), в то время как действующая депрессия участка остается неизменной (линии BE и БД). При нагнетательном способе про­ ветривания увеличение сопротивления выработок вентиляцион­ ного горизонта приводит к увеличению действующей депрессии участка (линия А Б 'В 'Г'). Следовательно, в случаях, когда общее сопротивление выработок вентиляционного горизонта значительно превышает сопротивление выработок откаточного горизонта, ре­ комендуется применять всасывающий способ проветривания до тех пор, пока очистные работы не подойдут к фланговому стволу, где действующая депрессия может оказаться выше некоторого допустимого предела. В этом случае целесообразно (при опре­ деленных конкретных для каждой шахты технических возмож­ ностях) применять нагнетательно-всасывающий способ прове­ тривания, при котором доработка этажа ведется с пониженной действующей депрессией участка. Применение этого способа может быть рекомендовано и для тех случаев, когда при всасыва­ ющем способе проветривания на значительной части шахтного поля не обеспечивается действующая депрессия участка ниже предельно допустимой.

Для успешного применения нагнетательно-всасывающего спо­ соба проветривания необходимо выполнение следующих условий:

компрессия нагнетательного вентилятора должна быть равна сумме потерь давления в калорифере, во всасывающем и нагне­ тательном каналах вентилятора, по стволу и далее по горным выработкам до вентиляционного горизонта наиболее труднопроветриваемого участка;

резерв нагнетательного вентилятора (за вычетом внешних утечек) должен быть не менее суммарного резерва всех всасыва­ ющих вентиляторов, работающих с ним на одну сеть;

производительность всасывающих вентиляторов следует уве­ личивать в строгом соответствии с возможностью повышения производительности нагнетательного вентилятора.

Нагнетательно-всасывающий способ не рекомендуется приме­ нять: при центральной схеме проветривания, особенно при цен­ трально-сдвоенном расположении стволов, так как в этом случае будут иметь место большие утечки через вентиляционные сооруже­ ния,'изолирующие стволы друг от друга; при недостаточной гер­ метизации подающего ствола, так как малая компрессия, разви­ ваемая нагнетательным вентилятором, существенно не меняет действующего напора участка по всей протяженности шахтного поля.