Проветривание проходческих забоев

Для создания нормальных условий работы проходчиков выработка на всем протяжении должна проветриваться свежей струей, с тем чтобы воздух у забоя содержал не менее 20 % кислорода и не более 0,5 % углекислого газа. Проверяется это контрольными замерами воздуха в проходческих забоях и анализом его состава, выполняемыми пылегазовентиляционной службой шахты (рудника).

Проходческие забои представляют собой тупиковые выработки, т. е. выработки, которые примыкают к другим только в одном пункте и особенностью проветривания которых является то, что струи чистого и загрязненного воздуха перемещаются по одной и той же выработке. Проветривание таких выработок является местным. Оно должно обеспечивать удаление из забоя продуктов разложения взрывчатых веществ, разжижение и удаление газов, выделяющихся из породы, удаление образующейся пыли и снижение ее концентрации, создание нормальной температуры.

Местное проветривание может осуществляться за счет депрессии, развиваемой вентиляторами местного проветривания (ВМП), эжекторами или воздушно-водяной смесью. При этом применяют нагнетательный, всасывающий и комбинированный способы проветривания (рис. 6.16).

При нагнетательном способе непосредственно в забой подается чистый воздух; можно применять как жесткие, так и эластичные трубопроводы; расстояние от конца трубопровода до забоя не должно превышать 10 м; вентилятор устанавливается на расстоянии не менее 10 м от устья проветриваемой выработки в сторону свежей струи; подача вентилятора должна быть не более 70 % расхода воздуха в выработке, в которой он установлен, а скорость воздуха — не менее 0,25 м/с.

Недостатки нагнетательного способа: образовавшиеся при ведении взрывных работ газы перемещаются по всей длине выработки, и люди могут войти в нее только тогда, когда средняя концентрация ядовитых газов достигнет предельно допустимых концентраций (ПДК).

При всасывающем способе воздух по всей длине проходимой (тупиковой) выработки остается чистым, люди могут находиться в ней даже во время взрывных работ за пределами зоны выброса газов и разлета кусков породы.

Недостатки всасывающего способа: невозможность использовать эластичные трубопроводы; необходимость соблюдать отставание вентиляционного става труб от забоя в пределах 2—3 м.

При комбинированном способе проветривания проходческих забоев, как правило, применяют два вентилятора, работающие один (основной) на всасывание, другой — на нагнетание (вспомогательный). Подача нагнетательного вентилятора должна составлять 70—80 % подачи всасывающего. Для предохранения конца нагнетательного металлического трубопровода на него надевается прорезиненный рукав, который подвешивается на металлических кольцах на стальном канате, закрепленном у забоя и у конца трубопровода. Перед взрывом прорезиненный рукав собирается в виде шторы у металлического трубопровода, а при включении вентилятора автоматически выпрямляется и передвигается в сторону забоя.

Проветривание тупиковых выработок при помощи эжекторов целесообразно при небольшой площади их поперечного сечения, например, нарезных.

Недостатки комбинированного способа: высокие энергетические затраты, невысокая эффективность. Ho даже и при этом применение его целесообразно при повышенной температуре воздуха, так как он обеспечивает понижение температуры в проветриваемых забоях на несколько градусов.

Проветривание воздушно-водяной смесью без эжекторов допускается применять при проходке восстающих с помощью проходческих комплексов типа КПВ, а также при засечке выработок длиной до 7 м. Соотношение массы воздуха и воды при этом должно поддерживаться в пределах 1:1000—1:2000. Если в восстающем в это время находятся люди, то воздушно-водяная смесь не подается, осуществляется лишь воздушное душирование.

Жесткие вентиляционные трубопроводы изготовляют из металла, пластмассы и фанеры. Наиболее распространены металлические трубы диаметром от 0,2 до 1 м, изготовляемые из стального листа толщиной 0,7—3 мм. Длина звеньев труб 2—4 м. Соединение труб обычно фланцевое с эластичной резиновой прокладкой толщиной 5—10 мм. Масса 1 м труб колеблется от 10 до 70 кг. Срок службы труб два года в обводненных породах и три — в сухих.

Пластмассовые трубы изготовляют из полиэтилена, стеклопластика и других материалов. Эти трубы имеют в 2—3 раза меньший коэффициент аэродинамического сопротивления, не подвержены коррозии, масса 1 м такой трубы в 2—4 раза меньше массы 1 м металлической. Наиболее перспективны трубы из полиэтилена низкого давления, изготавливаемые методом навивки с ребрами жесткости (такие трубы диаметром 0,2 м используются при проветривании восстающих). Толщина их стенок 10—20 мм.

Фанерные вентиляционные трубы эллиптической и круглой формы обладают невысоким аэродинамическим сопротивлением и достаточно прочны. Применяются на некоторых рудниках Урала.

Эластичные трубы изготовляют из тканей, полихлорвинила и текстовинита. Наиболее распространены трубы типа M из хлопчатобумажной ткани с двусторонним резиновым покрытием. Диаметр труб 0,3; 0,4; 0,5 и 0,6 м. Длина основного звена 20 м, вспомогательных — 5 и 10 м. Соединение труб осуществляется стальными кольцами, вшитыми в концы труб. Масса 1 м трубы 1,3—2,5 кг. Срок службы в сухих забоях полгода, в сырых — год.

В качестве побудителей движения воздуха для проветривания тупиковых выработок чаще всего применяют вентиляторы с электрическим приводом осевого и центробежного типа. Осевые вентиляторы компактны, удобны для размещения их в выработках. Центробежные могут развивать большой напор, их применяют при проведении протяженных выработок.

Вентиляторы с пневматическим приводом имеют более низкий полный КПД, но несколько меньшую массу, не нагревают воздух и не требуют подвода электроэнергии.

Для проветривания выработок большой длины рекомендуется применять трубовоздуходувки и нагнетатели. Их достоинства: воздух подается по трубопроводу небольшого (200—400 мм) диаметра; проветривание выработок длиной более 2 км с их помощью более экономично, чем с помощью последовательно соединенных вентиляторов.