Категории шахт по газу. Вентиляционные сети шахт и рудников.

Рудники при разработке соляных месторождений подразделяются на газовые, в которых выделяются метан, тяжелые углеводородные газы, водород, примеси природных ядовитых газов, и негазовые.

Категорию шахты по газу устанавливают на основании замеров метана и количества воздуха, а также расчетов по определению газообильности всех участков, крыльев, горизонтов, пластов и шахты

Категории шахт по газу:

Угольные шахты (куб.м./т):

I<5, II= 5–10, III=10–15, сверхкатегорные>= 15, опасные по внезапным выбросам.

Рудники (куб.м/куб.м):

I<7, II = 7–14, III=14–21, сверхкатегорные>= 21, опасные по внезапным выбросам.

Проект вентиляции при строительстве подземного сооружения должен содержать план горных работ, где показано размещение вентиляционного оборудования, а также направления движения и объемы воздуха, и пояснительную записку, в которой приводят: расчеты количества воздуха, необходимого для проветривания отдельных выработок и сооружения в целом, и тепла для подогрева воздуха в зимний период; расчет и выбор вентиляционного оборудования, его ведомость и спецификацию; расчет экономических показателей вентиляционной системы.

Способ проветривания горных выработок выбирают в зависимости от объема и параметров сооружения. При проведении сплошным забоем протяженных и камерных выработок площадью поперечного сечения до 150 м2, а также в выработках площадью поперечного сечения более 150 м2, проводимых уступами, принимают нагнетательный способ проветривания, Комбинированный способ проектируют для проведения выработок площадью поперечного сечения более 150 м2, если есть вероятность появления труднопроветриваемых застойных зон, при необходимости организации движения воздуха на взрываемый уступ и протяженности выработок более 500 м. При комбинированном способе проветривания расстояние между началом всасывающего трубопровода и концом нагнетательного во избежание рециркуляции воздуха должно быть не менее 25 м, а производительность по воздуху всасывающего трубопровода принимают на 30% выше нагнетательного.

Для проветривания тупиковых выработок и камер площадью поперечного сечения до 150 м'2 применяют вентиляторы с трубами, а при площади поперечного сечения выработок более 150 м2 и длине более 150 м следует проектировать сквозную вентиляцию при помощи штолен, стволов, фурнелей, сбоек. На всех сбойках предусматривают устройство перемычек с дверями для пропуска транспортных средств.

13. Работа вентилято­ров на вентиляционную сеть.

Шахтные вентиляторы, создающие разность давления в воздухопроводе относительно атмосферного, бывают центробежными типа ВЦ (в разрезе кожух напоминают спиральную ракушку, к.п.д. = 0,65–0,75) и осевыми типа ВОД (ко­жух в виде кольца, к.п.д. = 0,72–0,8). Центробежные вентиляторы дешевле, проще по устройству, имеют большую прочность и создают гораздо меньше шума, но занимают больше места и неэкономичны при небольшой депрессии (менее 2500 Па). Практически все вентиляторы обладают возможностью регу­лировать мощность (депрессию вентилятора – от 700 Па до 7–10 тыс.Па) и ре­версировать. т.с. изменять на противоположное направление движения струи, нагнетательный режим – на всасывающий. Обычно реверсирование применяет­ся только при авариях, например, пожарах.

Обычное атмосферное давление в 750 мм рт.ст. соответствует давлению в 100 тыс. Па = 0,1 МПа. Проходческие работы в кессоне обычно производятся при избыточном атмосферном давлении до 0.2 МПа (хотя максимально допус­тимый перепад давления – 0.4 МПа).

Для угольных сверхкатегорийных по газу шахт максимально допустимая депрессия (напор) равна 4500 Па. хотя вентилятор может создать депрессию до 10 тыс. Па. Для рудников максимально допустимая депрессия составляет 3000 Па.

При монтаже двух вентиляторов главного проветривания их соединяют параллельно, при этом увеличивается объём подаваемого воздуха, но не де­прессия.

Вентиляторы местного проветривания работают в диапазоне: напор Ь=500– 6000 Па. дебит Q=2–25 вАс (см. рис. 7).

Максимально–допустимая скорость движения воздуха в вентиляционном канале равна 15 м/с. Надшахтные здания стволов, оборудованных нагнетающим или всасывающим вентилятором главного проветривания должны быть макси­мально герметичными, чтобы уменьшить здесь утечки воздуха, а надшахтное здание на стволе, через который отработанный воздух выходит из шахты, на­оборот. должно быть негерметичным. Для уменьшения поверхностных утечек воздуха в 2–2,3 раза в стволе, выше вентиляционного канала, устанавливают воздушную завесу.

Вентилятор выбирают по двум показателям – расходу воздуха, м*/мин и по депрессии, Па (кроме того — ещё по экономическим соображениям на приобретение и эксплуатацию вентиляторной установки) — см. рис. 7.

Работа вентилятора в шахтной вентиляционной сети.

Режим работы вентилятора в шахтной вентиляционной сети определяется

Наложением характеристик сети и вентилятора, построенных в одинаковом масштабе (рис. 1.10).

Графически зависимость сопротивления шахтной вентиляционной сети от

Расхода воздуха изображается в виде квадратичной параболы, проходящей через начало координат. Точка пересечения кривой сопротивления шахтной сетис характеристикой

Рис. 1.10.Работавентилятора

в шахтной вентиляционной сети.
вентилятора определяет режим работы вентилятора на данную сеть, т. е. его производительностьQ и давление Н. При действии естественной тяги, присущей шахтным вентиляционным сетям, кривая сопротивления смещается относительно начала координат (рис. 1.11). Положительная естественная тяга + Hcт., совпадающая по направлению действия с вентиляционной струей, создаваемой вентилятором, уменьшает сопротивление сети, в результате чего кривая сопротивления ОС опускается параллельно оси ординат на величину hст. Рабочая точка вентилятора перемещается в С1, при этом производительность вентилятора возрастает с Q до Q1. Отрицательная естественная тяга, действующая против направления движения воздушной струи, создаваемой вентилятором, увеличивает сопротивление сети, в результате чего кривая ОС поднимается на величину– hст. Рабочая точка вентилятора перемещается в С2, при этом производительность вентилятора уменьшается с Q доQ2.

На работу вентиляторов в шахтной вентиляционной сети оказывают

Влияние подсосы воздуха из атмосферы (при работе на всасывание) или утечки воздуха в атмосферу (при работе на нагнетание), вызванные неплотностью надшахтных зданий, шлюзов, ляд и т. п. Подсосы и утечки увеличивают мощность, потребляемую вентилятором, и снижают количество воздуха, подаваемого в шахту.

Общеизвестны четыре основных рассредоточенных источника, из которых газ выделяется и непосредственно поступает в вентиляционную струю выемочного участка:

– рабочее пространство лавы (газизотбитогоугля и массива);

– выработанное пространство (газизспутников и боковых пород);

– воздухоподающая или транспортнаявыработка (газизотбитогоугля и

угольногомассива);

– тупиковые подготовительные выработки при последовательном их проветривании с лавой.

Из этих же четырех источников происходит выделение других вредностей (пыль, тепло) в воздушную струю участка. Основными факторами, оказывающими наиболее существенное влияние.

На рассматриваемые параметры, являются: схема проветривания участка, газоносность разрабатываемого пласта и вмещающих пород, крепость последних,число спутников, их мощность и расстояние до разрабатываемого пласта, глубина разработки, степень метаморфизма, скорость подвигания очистного забоя,длина очистной выработки, ширина захвата выемочной машины, продолжительность нахождения отбитого угля в выработках участка и его крупность, система разработки, способ управления кровлей.

Поступление и распределение составляющих газового баланса по выработкам выемочного участка определяется схемой его проветривания. Так, при возвратноточной схеме проветривания с выдачей исходящей на массив угля газ почти из всех источников в конечном итоге поступает в очистную выработку.