Витоки повітря і заходи боротьби з ними

Витоками називають такий рух повітря із свіжого в вихідний струмінь, при якому ця кількість повітря не проходить через місця його основного використання і при цьому знижується його споживання у вибоях очисних і підготовчих виробок. Для компенсації витоку приходиться подавати в шахту повітря більше, ніж вимагається із умов підтримки його достатньої чистоти. А це, в свою чергу, приводить до збільшення матеріальних витрат на вентиляцію.

Герметизуючими пристроями для відокремлення свіжого струменя повітря від вихідного є цілики вугілля, вентиляційні двері (рис. 11-2, 11-3), перемички, кросинги (рис. 11-1) та ін.

Рис. 11‑1 – Види кросингів

Рис. 11‑2 – Вентиляційні двері з вікном

Рис. 11‑3 – Вентиляційні двері

Витоки повітря розподіляють на підземні (внутрішньошахтні) – між окремими виробками в шахті, поверхневі – підсоси повітря із поверхні в підземні виробки або, навпаки, витрати повітря через зони тріщинуватості із підземних виробок в атмосферу і загальношахтні, які включають підземні і поверхневі витоки

В шахті витоки повітря можуть бути:

через вентиляційні споруди;

через вироблений простір;

в паралельних виробках через перемички і цілики вугілля.

Основні витоки в шахті здійснюються через вентиляційні споруди (до 70-90 % від усіх підземних витоків).

Зменшення надходження повітря в очисні вибої внаслідок витоків може призвести до підвищення вмісту в повітрі шкідливих і вибухонебезпечних газів, а просочування повітря через щілини в ціликах може викликати самозапалювання корисних копалин.

Витоки повітря вимірюються як в абсолютних величинах (м³/хв), так і в відсотках від початкової кількості повітря (наприклад, яка подається в шахту або на початок виробки).

Для визначення величини витоку звичайно вимірюють кількість повітря, яке проходить перед вентиляційною спорудою і за нею (рис. 11-4). Внаслідок коливань витрат повітря в гірничих виробках виміри необхідно виконувати одночасно, а місця їх бажано розташовувати не ближче десяти діаметрів виробки від поворотів, сполучень виробок і т. п. для запобігання впливу збуреного потоку.

Для зменшення витоку повітря через вентиляційні споруди необхідно стежити за правильністю конструктивного виконання, своєчасно виконувати ремонт, використовувати матеріали з малою повітряпроникливістю.

Рис. 11‑4 – Вимірювання витоків повітря через вентиляційні споруди

Глухі перемички слід влаштовувати в достатньо глибокому врубі в оточуючих породах, після чого периметр перемички ретельно промазати цементним або глиняним розчином. поверхню перемички необхідно штукатурити цементно-вапняним розчином (з боку більшого тиску).

Кросинги повинні бути достатньо міцними, щоб не руйнувались під дією гірничого тиску.

Завантажувальні і розвантажувальні пристрої, як правило, герметизуються шаром вугілля достатньої висоти, а також спеціальними заслінками.

Витоки через надшахтні будівлі знижуються штукатуркою стін, застосуванням подвійним віконних рам, перекриттям отворів для каналів спеціальними клапанами, ущільненням ґрунту навколо будівлі.

Канали вентиляторів повинні штукатуритися, шар ґрунту над ними повинен бути достатньої товщини і щільності.

Особливе значення в шахтах мають витоки повітря через вироблений простір виїмкових дільниць внаслідок їх відносно великої величини, а також їх впливу на винос із виробленого простору різних газів.

Витоки через вироблений простір виїмкових дільниць складає 10…35 % від кількості повітря, яке надходить до вибою.

Величина витоку через вироблений простір визначається схемою вентиляції дільниці, аеродинамічним опором і розрізом виробленого простору, депресією дільниці, опором виробок, що оконтурюють.

Характер і величина витоку через вироблений простір в значній мірі визначається схемою його примикання до виїмкових виробок.

Рис. 11‑5 – Витоки повітря через вироблений простір

На рис. 11-5а показані лінії витоку в виробленому просторі при суцільній системі розробки. В цьому випадку витік зменшує надходження повітря в вибій, а гази, які виділяються в виробленому просторі, виносяться в вентиляційний штрек. при стовповій системі (рис. 11-5, б) витоки зменшують кількість повітря в нижній частині лави і збільшують його в верхній. При цьому гази із виробленого простору заносяться в верхню частину лави. При прямоточній схемі провітрювання з розташуванням вентиляційного штреку в масиві вугілля (рис. 11-5, в) витоки відбуваються із конвеєрного штреку в лаву і одночасно заносять туди гази із виробленого простору.

Зменшення витоків повітря через вироблений простір можна досягти заміною способу управління покрівлею, зменшенням аеродинамічного опору виїмкових штреків і т. п. Витоки через обвалення, що досягають земної поверхні, зменшують за рахунок засипання та ущільнення щілин із поверхні.

В шахтах часто свіжий струмінь повітря рухається по одній із паралельних виробок, а вихідний – по другій. Через перемички в збійках, які з’єднують усі виробки, а також через цілики, які розділяють ці виробки, виникають витоки повітря. Усі витоки інколи досягають 50…70 % кількості повітря, що подається в шахту.

Зменшення витоків в паралельних виробках можна досягти за рахунок більш якісної герметизації перемичок, обробки оголеної поверхні герметизуючими речовинами, зменшення депресії виробок і їх питомого аеродинамічного опору.

Питання для самоконтролю.

1. За рахунок чого здійснюється рух повітря в гірничих виробках?

2. Назвати способи провітрювання шахт і основні фактори, які впливають на вибір способу.

3. Вказати на заходи і вимоги ПБ по запобіганню обмерзання повітряподаючих стволів взимку.

4. Перерахувати основні вентиляційні споруди, вказати їх призначення та конструктивні особливості.

5. Дати визначення витоків повітря і назвати їх види.

6. Вказати на негативні наслідки, обумовлені витоками повітря в шахті, а також заходи з боротьби з ними.