Вентиляционные сети. Основные виды соединения горных выработок.

<2 3 4 5 678 >

Проветривание шахты осуществляется путем создания воздушного потока в сети горных выработок. Принятое направление воздушных потоков в сети определяют схему проветривания шахты и отдельных ее участков. В шахтную вентиляционную сеть входят горные выработки и сооружения, по которым движется воздух, а так же выработки, вентиляционное сооружение и вентиляционное пространство, через которое просачивается воздух в таком количестве, которое оказывает влияние на проветривание шахты. Направление воздушных потоков осуществляется с помощью вентиляционных сооружений (вентиляторы, перемычки, двери, трубопроводы и др.).

Схема шахтной сети может быть открытой и замкнутой. Замыкание аэродинамической схемы осуществляется атмосферой на поверхности.

а – открытая, б – замкнутая

Рисунок 1 – Аэродинамические схемы вентиляционной сети

Шахтная вентиляционная схема представляет собой замкнутый связной граф. В теории графов приняты следующие понятия (см. рисунок 1):

- узел – место соединения трех или нескольких выработок (точки 2, 3, 5, 6, 7, 8);

- ветвь – отдельная выработка или (или несколько последовательно соединенных выработок), соединяющая два узла;

- маршрут – путь в сети, включающий неповторяющиеся ветви;

- контур – замкнутый путь в сети, включающий неповторяющиеся ветви;

- элементарная ячейка – часть сети, которая не пересекается с ветвями.

В зависимости от способа связи горных выработок различают вентиляционные сети неразветвленные и разветвленные (см. рисунок 2).

Рисунок 2 – Аэродинамическая схема неразветвленной и разветвленной вентиляционных сетей

Неразветвленная вентиляционная сеть состоит из одного контура последовательно соединенных горных выработок. Разветвленные вентиляционные сети делятся па параллельные и диагональные. Простая параллельная сеть состоит из двух узлов и не менее двух ветвей, соединяющих эти узлы. Сложные параллельные сети образуются из последовательно и параллельно соединенных ветвей. Все разветвленные непараллельные сети называются диагональными.

9. Основные законы движения воздуха в шахтных вентиляционных сетях. Методы расчета вентиляционных сетей. Расчет последовательного, параллельного, диагонального соединения. Расчет вентиляционных сетей на ЭВМ.

При движении воздуха в шахтных вентиляционных сетях действуют следующие законы:

- закон сопротивления в ветвях;

- закон сопротивления массы воздушных потоков в узлах;

- закон сохранения механической энергии воздушных потоков в контурах.

Вследствие изменения температуры, давления и влажности в шахте воздуха изменяется и плотность воздуха.

Переменная плотность шахтного воздуха оказывает влияние на дебит воздушных потоков, аэродинамическое сопротивление ветвей и депрессию вентиляторов, которые выражаются через стандартную плотность воздуха ρ_с = idem в виде

Q = ;

R = ;

h = ,

где Q_c, R_c, h_c – дебит, аэродинамическое сопротивление, депрессия, соответствующая стандартной плотности воздуха.

На основании выше приведенных зависимостей можно вывести первый и второй законы вентиляционных сетей, описывающие движение в вентиляционных сетях с переменной плотностью воздуха

;

где j – номер узла;

I – номер ветви;

Q – объемный дебит воздушного потока, м³/с;

h_в – депрессия вентилятора, Па;

R – аэродинамическое сопротивление ветви, Н·с²/м⁸;

h_е – депрессия естественной тяги в контуре, Па;

ε – коэффициент направления воздушного потока;

z – геодезическая высота ветви.

Расчет шахтной вентиляционной сети сводиться к определению распределения воздуха в сети, рабочего режима вентиляторов, общего аэродинамического сопротивления сети, аэродинамического сопротивления регуляторов в сети естественной тяги. Для этого на основании первого закона составляется независимое узловое уравнение для произвольно выбранных узлов, а в соответствии со вторым законом – независимых контурных уравнений, соответствующих тому же числу произвольно выбранных независимых контуров в сети. Таким образом, составляется m независимых уравнений, которое взаимно связывают такое число дебитов вентиляционных потоков, аэродинамических сопротивлений сетей, средних плотностей воздуха в ветвях и q вентиляторных напорных характеристик. Общее число параметров равно 3m + q.

Неразветвленная вентиляционная сеть состоит из одной ветви m = 1, одного контура к = 1 и не имеет вентиляционных узлов n = 0. Основная ветвь составлена из последовательно соединенных горных выработок, которые соединяют ее на j вспомогательных ветвей с i вспомогательными узлами. Расход воздуха в основной ветви постоянный, т.е. Q = idem. Депрессия в сети составляет

h = R_обQ².

Общее сопротивление последовательно соединенных участков равно сумме сопротивлений этих выработок

R_об = .

Простая параллельная вентиляционная сеть имеет m – 1 вентиляционных ветвей, n узлов и к независимых контуров. Она описывается уравнениями

Q_об = Q₁ + Q2 + … + Q_м.

h = R_обQ_об².

Формулы для определения расхода воздуха в сетях и общего сопротивления сети

Q_j = ;

R_об = .

Для определения общего сопротивления сложной параллельной сети каждое простое параллельное соединяется условной ветвью с сопротивлением, определенным для простой параллельной сети. Затем определяют сопротивление вновь образованных последовательных соединений. Расчет повторяют до приведения сложной параллельной сети в одно последовательное соединение.

Определение общего расхода воздуха в сложной параллельной сети осуществляется в обратном порядке.

Движение воздуха в диагональных сетях может быть описано узловыми и контурными уравнениями.

Решение системы уравнений осуществляется с помощью приближенных или итеративных вычислений. Движение воздуха в наиболее простой диагональной сети тремя узловыми и тремя контурными уравнениями:

Q_об – Q₁ – Q₄ = 0;

Q₄ – Q₂ – Q₃ = 0;

Q₅ – Q₁ + Q₂ = 0;

R₁Q²₁ + R₅Q²₅ = h;

R₂Q²₂ + R₅Q²₅ – R₃Q²₃ = 0;

R₂Q²₂ + R₄Q²₄ – R₁Q²₁ = 0.

Для приближенного решения нелинейных алгебраических уравнений, описывающих движение и распределение воздуха в шахтных вентиляционных сетях, применяют метод прямого итеративного вычисления воздухораспределения (метод Андрияшева-Кросса), метод линеаризации контурных уравнений (метод Ньютона) и принцип минимизации мощности вентиляционных потоков. Решение осуществляется при заданных вентиляционной сети, аэродинамическом сопротивлении ветвей и напорной характеристике вентиляторов.

10. Работа вентиляторов на шахтную сеть. Работа одного вентилятора. Последовательная, параллельная совместная работа вентиляторов. Совместная работа вентилятора и естественной тяги. Устойчивость совместной работы.

Вентилятором называется механическая установка, создающая разность давлений на входе в вентиляционную сеть и выходе из нее. Все выпускающиеся для горной отрасли вентиляторы относятся по конструкции к так называемым « лопастным нагнетателям». В вентиляторах этого типа энергия вращающегося ротора преобразовывается в потенциальную и кинетическую, в свою очередь сообщаемые перемещаемому воздуху. Лопастные вентиляторы в соответствии с характером движения воздуха в них и формы ротора (рабочего колеса) подразделяются на осевые и радиальные, последние более известны как центробежные. Осевые вентиляторы. Осевой вентилятор состоит из рабочего колеса, на втулке которого закреплены профильные ( в форме крыла самолета) лопатки ; рабочее колесо вращается в цилиндрическом корпусе или, как его часто называют, кожухе. За рабочим колесом располагается спрямляющий аппарат с неподвижными лопатками. Вращающееся рабочее колесо с помощью лопаток передает энергию привода перемещаемому воздуху. Лопатки рабочих колес изготавливаются из стали или пластмасс ( для вентиляторов малых размеров). Все основные параметры вентилятора связаны между собой через аэродинамическую схему этого вентилятора. Изменение производительности вентилятора приводит к изменению других параметров – депрессии, потребляемой мощности и коэффициента полезного действия. Для успешного использования вентилятора в системе проветривания шахты необходимо четко представлять эту связь параметров. С этой целью в теорию и практику применения вентиляторов введено понятие « характеристика вентилятора». Режим работы одиночного вентилятора в сеть. Индивидуальная характеристика любого современного шахтного вентилятора представляет собой семейство частных характеристик, построенных на основе изменения скорости вращения рабочего колеса или угла поворота лопаток. Однако следует помнить, что после окончания регулировки, т.е. выбора конкретной величины скорости вращения и угла поворота лопаток, вентилятор работает на единственной напорной характеристике, соответствующей выбранным регулировочным параметрам. Вентилятор при его эксплуатации работает на определенную вентиляционную сеть. Следуя законам аэродинамики, любую сеть можно представить выражениемH = RQ² , где R – аэродинамическое сопротивление сети, Нс /м . Это выражение представляет собой общий вид характеристики сети. Характеристика сети может быть построена в осях H –Q, если известна величина аэродинамического сопротивления этой сети. Характеристика сети представляет собой параболу, проходящую через начало координат.Режимом работы сети называется точка на ее характеристике с координатами, представляющими собойрасход воздуха в сети и депрессию, необходимую для обеспечения этого расхода. Если обе характеристики (вентилятора и сети ) построить в одном масштабе в системе координат, при соответствии параметров сети возможностям вентилятора, появится точка А (возможно не одна) пересечения этих характеристик. Поскольку эта точка одновременно является и режимом работы вентилятора и режимом работы сети, она получила название – режим работы вентилятора на сеть. В горной отрасли часто практикуется совместная работа двух или нескольких вентиляторов на вентиляционную сеть шахты. При проектировании системы вентиляции для обеспечения предприятия воздухом предусматривается, как правило, один вентилятор, но по мере работы шахты может возникнуть необходимость изменения основных параметров вентиляции, и выясняется, что эти новые параметры не могут быть обеспечены одним вентилятором. В таком случае задача решается включением в систему проветривания дополнительного вентилятора. Необходимость в этом может возникнуть при реконструкции шахты, при введении в технологическую схему новых стволов или других выработок, при переходе горных работ на более глубокие горизонты, при возрастании депрессии и потребностей в воздухе. Совместная работа вентиляторов на шахтную сеть может быть последовательной, параллельной и комбинированной. При комбинированной работе некоторые вентиляторы могут находиться в подземных выработках, чаще всего они выполняют роль вспомогательных. Выбор варианта совместной работы диктуется необходимостью получения в результате тех или иных параметров по количеству воздуха и давлению. При последовательной работе через оба вентилятора идет один и тот же воздух, таким образом, их производительности равны, а депрессия сети складывается из парциальных депрессий вентиляторовQ В₁ = Q В₂ , H Ш = H В₁ + H В₂ . Параллельная совместная работа характеризуется тем, что вентиляторы развивают одинаковую депрессию, а количество воздуха в сети равно сумме их парциальных производительностейQ Ш = Q В₁ + Q В₂ ,H В₁ = H В₂ . Расчет вентиляционного режима выработок, выбор и регулирование режимов совместной работы вентиляторов представляют известные трудности. Это приводит к тому, что во многих случаях на практике вентиляторы работают либо в неустойчивом режиме, либо с чрезвычайно низким коэффициентом полезного действия. Для предупреждения подобных ситуаций совместная работа вентиляторов может быть организована только после проведения предварительного анализа возможности такой работы и выявления необходимых регулировочных параметров, обеспечивающих ее рациональность. В связи с отсутствием корректных аналитических описании напорных характеристик вентиляторов, в практике используются графические методы анализа совместной работы. В зависимости от поставленной задачи, для анализа совместной работы вентиляторов могут применяться: - метод суммарных характеристик вентиляторов; - метод приведенных характеристик вентиляторов; - метод активизированных характеристик сети. Анализ последовательной совместной работы вентиляторов. Обычно последовательная работа вентиляторов на сеть применяется с целью повышения депрессии, создаваемой вентилятором, об эффективности последовательной работы судят по приросту депрессии от совместной работы по отношению к депрессии, создаваемой одним вентилятором. Анализ последовательной совместной работы вентиляторов производится с использованием метода суммарных характеристик. Последовательная совместная работа двух одинаковых вентиляторов всегда устойчива и дает положительный эффект. Целесообразность такой работы возрастает с увеличением сопротивления сети, на которую работают вентиляторы.

11. Регулирование распределения воздуха в вентиляционной сети. Изменение режима работы главного вентилятора. Регулирование распределения воздуха увеличением и уменьшением сопротивления ветвей. Технические средства регулирования.

Ведение горных работ вызывает непрерывное изменение аэродинамического сопротивления шахтной вентиляционной сети, вследствие увеличения протяженности выработок и уменьшения их площади поперечного сечения под воздействием горного давления. Изменяется выделение вредностей в шахтную атмосферу, так как с возрастанием глубины увеличивается газообильность и изменяется производительность добычных участков. Поэтому заданный режим проветривания обеспечивается путем изменения расхода воздуха без замены вентилятора главного проветривания или перераспределение его между участками, блоками, выработками.

Различают отрицательное и положительное регулирование. Ветвь, в которой расход уменьшается, называется ослабляемой. Ветвь, в которой расход воздуха увеличивается, называется усиливаемой. Регулирование, вызывающее увеличение вентиляционной сети, называется отрицательным. Регулирование, не вызывающее аэродинамического сопротивления, называется положительным. Уменьшение аэродинамического сопротивления обеспечивается увеличением площади поперечного сечения выработки и уменьшением шероховатости ее поверхности. Увеличение расхода воздуха в усиливаемой ветви достигается установкой вспомогательного вентилятора в ней, работающего через перемычку либо без нее.

Изменение общего количества, поступающего в шахту воздуха, может быть достигнуто либо изменением количества воздуха, на которое работает вентилятор, либо изменением производительности вентилятора. В последнем случае дебет вентилятора может быть увеличен или уменьшен путем изменения:

- угла установки лопаток рабочего колеса (осевого вентилятора);

- угла установки лопаток направляющего аппарата;

- угла поворота закрылков лопаток рабочего колеса (центробежные вентиляторы);

- частоты вращения рабочего колеса вентилятора.

Уменьшение аэродинамического сопротивления выработок – наиболее рациональный способ регулирования расхода воздуха, так как при этом увеличивается расход воздуха, поступающего в шахту, а потери воздуха в ослабляемой ветви меньше его притока в усиливаемой ветви. При положительном регулировании расход воздуха в усиливаемой ветви уменьшается с Q'₁ до Q₁, а расход воздуха в ослабляемой ветви уменьшиться с Q'₂ до Q₂. Нарушение естественного распределения воздуха в параллельных сетях нарушает равенство депрессии в них, т. е.

h₁ = RQ²₁ > h₂ = RQ²₂.

Уменьшить аэродинамическое сопротивление можно путем уменьшения коэффициент аэродинамического сопротивления α.

Средства регулирования расхода воздуха в шахтах включают аппаратуру непрерывного контроля состава атмосферы, регуляторы и систему передачи информации, ее обработки и выдачу команды регуляторам. Распределение расхода воздуха возможно с помощью преграждающих и регулирующих устройств.

Отрицательными регуляторами являются вентиляционные окна, пластинчатые регуляторы, дверные проемы, регуляторы жалюзийного типа, воздушные завесы.

При положительном регулировании распределения расхода воздуха с помощью вентилятора, работающего без перемычки, чаще всего используют осевые вентиляторы, которые устанавливаются на почву в середине выработки или укрепляют под кровлей.

12. Вентиляция очистных выработок. Вентиляция тупиковых выработок при их проведении. Проветривание с помощью вентиляторов местного проветривания.

При проведении подготовительных выработок со слоевой отработкой угольных пластов по второму и следующим слоям минимальная скорость воздуха в призабойных пространствах подготовительных выработок независимо от мощности оставшейся пачки угля и разности природной и остаточной метаноносности пласта должна составлять не менее 0,25 м/с. При проходке и углубке вертикальных стволов и шурфов, в тупиковых выработках негазовых шахт и в остальных выработках шахт всех категорий, проветриваемых за счет общешахтной депрессии, - не менее 0,15 м/с. Минимальная скорость воздуха в камерах не регламентируется.

Производство ремонтных работ в стволах и передвижение людей по лестничным отделениям разрешается при скорости воздуха не более 8 м/с.

При температуре воздуха ниже 16° скорость воздушной струи в призабойных пространствах очистных и тупиковых выработок, где ведутся работы, не должна превышать 0,75 м/с, если для удаления вредных газов не требуется большая скорость.

Проветривание тупиковых выработок должно производиться с помощью вентилятора местного проветривания (ВМП) или за счет общешахтной депрессии.

При проветривании за счет общешахтной депрессии и проведении выработок по пластам узким забоем должны проходиться параллельные выработки для исходящей струи воздуха, сбиваемые с основной выработкой через промежутки не более 30 м печами (просеками). По мере проведения новых печей (просеков) старые должны изолироваться постоянными перемычками, покрываемыми воздухонепроницаемыми составами. Проветривание тупиков параллельных выработок (за последней печью) и сбоек между ними за счет общешахтной депрессии должно осуществляться с помощью жестких вентиляционных труб длиной не более 60 м.

Из тупиковых выработок, находящихся в проходке, запрещается проведение новых тупиковых выработок, кроме тех, которые предназначены для ликвидации тупиков и сокращения их длины.

ВМП должны работать непрерывно и управляться из диспетчерской шахты с помощью аппаратуры автоматического контроля и телеуправления ВМП. На негазовых шахтах обслуживание вентиляторов может осуществляться специально назначенными и соответственно обученными лицами (допускается совместительство).

В случае остановки ВМП или нарушения вентиляции работы в тупиковой выработке должны быть прекращены, напряжение с электрооборудования автоматически снято и люди из нее немедленно выведены в проветриваемую выработку, а у устья тупиковой выработки должен быть установлен запрещающий знак. При этом в негазовых шахтах допускается не снимать напряжение с электрооборудования автоматизированных насосных установок. Возобновление работ разрешается после проветривания и обследования выработки инженерно-техническими работниками.

В шахтах III категории и выше тупиковые выработки длиной более 100 м должны оборудоваться резервными ВМП с резервным электропитанием. Условия резервирования определяются Госгортехнадзором России. При проведении выработок по выбросоопасным угольным пластам или породам допускается в качестве резервных применять ВМП с пневматическим двигателем.

Установка ВМП должна производиться по паспорту выемочного участка, проведения и крепления подземных выработок или специальному паспорту, утвержденному главным инженером шахты. ВМП, работающий на нагнетание, должен устанавливаться в выработке со свежей струей воздуха на расстоянии не менее 10 м от исходящей струи. Запрещается установка ВМП в очистных выработках, кроме случаев проведения обходных гезенков (печей) в зонах местных геологических нарушений при наличии выходов из очистных выработок в соответствии с требованиями _ 83, а также ближе 25 м от мест постоянного присутствия людей (погрузочные пункты, посадочные площадки и т.п.).

Фактическая производительность ВМП не должна превышать 70% расхода воздуха в выработке в месте его установки. При установке в одной выработке нескольких вентиляторов, работающих на отдельные трубопроводы и расположенных один от другого на расстоянии менее 10 м, суммарная их производительность не должна превышать 70% расхода воздуха в выработке в месте установки первого вентилятора, считая по ходу струи. Если расстояние между вентиляторами более 10 м, то производительность каждого из вентиляторов не должна превышать 70% расхода воздуха в выработке в месте его установки. В шахтах, опасных по газу, запрещается проветривание двух и более выработок при помощи одного трубопровода с ответвлениями.

Допускается установка ВМП в выработках с исходящей струей воздуха, проветриваемых за счет общешахтной депрессии, при условии, что в месте установки вентилятора содержание метана не превышает 0,5%, состав воздуха соответствует требованиям п.201, а в шахтах III категории и выше контроль концентрации метана перед вентилятором осуществляется стационарной автоматической аппаратурой.

Запрещается установка ВМП с электрическими двигателями в выработках с исходящей струей воздуха на пластах, опасных по внезапным выбросам угля и газа.

У каждого вентилятора должна устанавливаться доска, на которую записываются фактический расход воздуха в выработке в месте установки вентилятора, фактическая производительность вентилятора, расчетный и фактический расход воздуха у забоя тупиковой выработки, максимально допускаемая длина тупиковой части выработки, проводимой при данной вентиляторной установке, время проветривания выработки после взрывных работ, дата заполнения и подпись лица, производившего запись на доску.

При проведении или погашении вентиляционных выработок, примыкающих к очистным забоям, допускается установка ВМП с пневматическим двигателем в этих же выработках при соблюдении следующих условий:

а) вентилятор должен быть установлен не ближе 15 м от забоя лавы, считая по ходу вентиляционной струи;

б) длина тупиковой части выработки не должна превышать 30 м;

в) состав воздуха в месте установки вентилятора должен соответствовать требованиям п.201, а содержание метана в исходящей из тупиковой части выработки струе не должно превышать 1%;

г) должно быть исключено воспламенение метана при ударах и трении вращающихся частей о корпус вентилятора.

Расстояние от конца вентиляционных труб до забоя в газовых шахтах не должно превышать 8 м, а в негазовых - 12 м. При проведении тупиковых выработок по углю с помощью комбайнов в газовых шахтах должны применяться аккумуляторы вентиляционных труб.

В конце гибких воздухопроводов должна навешиваться труба из жесткого материала длиной не менее 2 м или должны вставляться жесткие распорные кольца (не менее двух), обеспечивающие нормальное сечение выходного отверстия трубы. Гибкий воздухопровод должен подсоединяться к ВМП с помощью металлического переходного патрубка заводской конструкции.

Запрещается проветривать за счет диффузии тупиковые выработки газовых шахт, исключая тупики длиной до 6 м.

В газовых шахтах средства местного проветривания должны быть установлены до начала работ по проведению выработки.

В негазовых шахтах допускается проветривание за счет диффузии тупиков длиной до 10 м.

Стволы (шурфы) должны проветриваться на всю глубину в течение всего времени их строительства.

Вентиляторные установки для проветривания стволов должны находиться на поверхности не ближе 20 м от стволов и работать непрерывно.

В холодный период года воздух, поступающий в ствол, должен подогреваться до температуры не ниже +2°С. При проходке стволов в зоне многолетней мерзлоты температура подогрева воздуха в холодный период года устанавливается проектом производства работ.

Для проветривания вертикальных стволов (шурфов) должны применяться трубы из жесткого материала. Допускается навешивать гибкую вентиляционную трубу у забоя ствола (шурфа), а также применять такие трубы при углубке стволов с действующих горизонтов на высоту одного этажа.

Расстояние от конца вентиляционных труб до забоя ствола (шурфа) должно быть не более 15 м, а во время погрузки грейфером - 20 м. Трубы должны подвешиваться на канатах и крепиться жестко к крепи (армировке) ствола (шурфа).

В период строительства шахт до сбойки стволов при проветривании околоствольных выработок применение воздухозаборных камер допускается территориальным органом Госгортехнадзора России.

13. Проектирование проветривания подготовительных выработок.

При проектировании и эксплуатации вентиляторных установок должны предусматриваться специальные меры по предупреждению обмерзания проточной части вентиляторов, каналов и переключающих устройств, а также меры по предупреждению попадания в проточную часть вентиляторной установки частиц горной массы (штыба) и воды. Вентиляционные каналы не должны загромождаться посторонними предметами и должны очищаться от пыли в порядке, утвержденном Госгортехнадзором России. Вентиляционные каналы должны иметь оборудованный шлюзом выход на поверхность.

В канале вентиляторной установки у места сопряжения со стволом (шурфом, скважиной) и перед колесом вентилятора должны устанавливаться ограждающие решетки высотой не менее 1,5 м.

Проверка реверсирования вентиляционной струи и реверсивных устройств производится в порядке, утвержденном Госгортехнадзором России.

200. Проветривание шахт должно быть организовано таким образом, чтобы состав, скорость и температура воздуха в действующих горных выработках соответствовали требованиям Правил.

Проветривание шахт должно вестись в соответствии с проектами, выполненными и утвержденными в установленном порядке. Запрещается ведение горных работ с расходами воздуха не соответствующими расчетным.

Проветривание подземных выработок должно производиться при помощи непрерывно действующих вентиляторных установок, расположенных на поверхности не ближе 20 м от устьев стволов, шурфов, штолен, скважин.

Главные вентиляторные установки должны состоять не менее чем из двух вентиляторных агрегатов, один из которых резервный. В многоагрегатных вентиляторных установках допускается иметь один резервный вентиляторный агрегат при условии обеспечения автоматического ввода его в работу при остановке любого из рабочих вентиляторов. На многоагрегатных вентиляторных установках запрещается эксплуатация вентиляторов, отличающихся по производительности и действующему напору более чем на 10%.

Расход (количество) воздуха для проветривания шахт должен определяться в соответствии с руководствами (инструкциями), утвержденными в установленном порядке.

Расход воздуха, подаваемого в горные выработки, должен соответствовать расчетному.

Содержание кислорода в воздухе выработок, в которых находятся или могут находиться люди, должно составлять не менее 20% (по объему).

Содержание метана в рудничном воздухе должно соответствовать нормам, приведенным в таблице 1, а содержание диоксида углерода (углекислого газа) в рудничном воздухе на рабочих местах и в исходящих струях выемочных участков и тупиковых выработок не должно превышать 0,5%, в выработках с исходящей струей крыла, горизонта и шахты в целом - 0,75%, при проведении и восстановлении выработок по завалу - 1%.

Содержание водорода в зарядных камерах не должно превышать 0,5%. Концентрация вредных газов в воздухе действующих подземных выработок не должна быть выше предельно допустимой, приведенной в табл.3.1. В случае применения материалов или технологических процессов, при которых возможно выделение других вредных веществ, контроль за их содержанием должен осуществляться в соответствии с требованиями государственных стандартов.

Таблица 1

Вредные газы	Предельно допустимая концентрация газа в действующих выработках шахт
% по объему	мг/м³
Оксид углерода (СО)	0,00170
Оксиды азота (в перерасчете на NO₂)	0,00025
Диоксид азота (NO₂)	0,00010
Сернистый ангидрид (SO₂)	0,00038
Сероводород (H₂S)	0,00070

Перед допуском людей в выработку после взрывных работ содержание вредных газов, приведенных в табл.3.1, не должно превышать 0,008% по объему в пересчете на условный оксид углерода. Такое разжижение вредных газов должно достигаться не более чем за 30 мин после взрывания зарядов.

При проверке достаточности разжижения вредных продуктов взрыва 1 л диоксида азота следует принимать эквивалентным 6,5 л оксида углерода.

При несоответствии состава воздуха в выработках нормам, приведенным выше, работы должны быть остановлены и люди выведены на свежую струю. Об этом следует немедленно сообщить горному диспетчеру. Одновременно должны быть приняты меры по улучшению качества воздуха.

На негазовых шахтах при остановке главных или вспомогательных вентиляторных установок продолжительностью более 30 мин люди должны быть выведены в выработки со свежей струей. Возобновление работ разрешается техническим руководителем эксплуатирующей организации после проветривания и обследования очистных и тупиковых выработок инженерно-техническими работниками.

Газообильность шахт по метану и углекислому газу должна определяться в порядке, утвержденном Госгортехнадзором России.

Скорость воздуха в горных выработках не должна превышать установленных норм. При этом средняя скорость воздуха в призабойных пространствах очистных и подготовительных выработок шахт всех категорий по газу должна быть не менее 0,25 м/с, за исключением подготовительных выработок газовых шахт с проектной длиной 75 м и более, проводимых по угольным пластам мощностью 2 м и более, при разности между природной и остаточной метаноносностью пласта на участке проведения выработки 5 м³/т и выше, где минимальная скорость должна составлять 0,5 м/с.205. Скорость воздуха в горных выработках не должна превышать величин, приведенных в табл.3.2. При этом средняя скорость воздуха в призабойных пространствах очистных и подготовительных выработок шахт всех категорий по газу должна быть не менее 0,25 м/с, за исключением подготовительных выработок газовых шахт с проектной длиной.

14. Способы проветривания. Расчет количества воздуха по ВГ, по людям, по пыли. Расчет производительности вентилятора.

Порядок проветривания всех выработок шахты определяется вентиляционным планом, который составляется не реже одного раза в полугодие. Все изменения в положении выработок, вентиляционных дверей, перемычек, окон, кроссингов, вентиляторов местного проветривания в направлении движения и количестве по выработкам воздуха отмечаются на вентиляционном плане в течение суток.

В зависимости от направления подачи воздуха вентиляторами главного проветривания различают три способа проветривания :

- всасывающий;

- нагнетательный;

- комбинированный.

Схемы проветривания:

- центральная;

- фланговая.

В качестве главных вентиляторов на шахтах применяют осевые и центробежные вентиляторы.

Подаваемый в шахту и далее к очистным и подготовительным забоям рудничный воздух, называют - свежей струей.

Рудничный воздух, движущийся из забоев на поверхность - исходящей струей.

Количество воздуха, необходимое для проветривания подготовительных и очистных выработок, рассчитывается по выделению метана, углекислого газа и газов образующихся при взрывных работах, а также по наибольшему числу людей, одновременно работающих в смене, ( не менее 6 м³/ мин ) на каждого человека.

Очистные забои проветривают за счет общешахтной депрессии, создаваемой вентиляторами главного проветривания.

Свежая струя, как правило, поступает в лаву по откаточному штреку и направляется по вентиляционному штреку к общей исходящей струе шахты.

Подготовительные или тупиковые горные выработки проветривают за счет общешахтной депрессии, или с помощью вентиляторов местного проветривания (ВМП). При выключении ВМП или нарушении проветривания забоя, автоматически отключается электроэнергия, подаваемая к механизмам в забои.

Расход количества воздуха определяют по природному газовыделению, расходу ВВ, числу работающих людей минимальной скорости движения воздуха и тепловому фактору.

Для выработок, проводимых комбайнами, отбойными молотками и буровыми машинами, расход воздуха по фактору метановыделения, определяется по формулам, м³/мин:

- для проветривания призабойного пространства

Q_э = ;

- для проветривания всей выработки

Q_э = ,

где I_з – метановыделение из отбитого полезного ископаемого и обнаженных поверхностей выработки в призабойной зоне длиной 20м, м³/мин;

I_в – полное метановыделение в выработку на всем ее протяжении, м³/мин;

С_и и С_п – допустимая концентрация газа в исходящей и поступающей вентиляционных струях, %.

При проветривании выработок буровзрывным способом расход воздуха для проветривания призабойного пространства по фактору метановыделения, определяется по формуле, м³/мин:

Q_э = ,