12.3. Схемы проветривания панелей и блоков

следнее доминирует), подготовительные выработки — пластовые или по­ левые, подготовка может быть индивидуальная для одного пласта или групповая для свиты пластов.

На рис. 12.4 приведена панельно-блоковая пластовая подготовка пластов Красный-2 (а) и АБ (b). Такая подготовка применяется в рудниках СКРУ-3 (пластовая и полевая) и БКРУ-4 (полевая): панели ориентируются в меридио­ нальном направлении (с севера на юг или с юга на север), блоки ориентируют­ ся в широтном направлении. На рис. 12.4 показаны только 4 блока: 2 — в пласте Красный-2 и 2 — в пласте АБ. Блоков может быть и больше.

Свежий воздух в блоки подается по панельному транспортному штреку /, пройденному в пласте Красный-2, исходящая струя удаляется по панель­ ному вентиляционному штреку, пройденному в пласте АБ. В блоки пласта Красный-2 воздух поступает по выемочным штрекам 3, омывает камеры и удаляется по северным 4 и южным 5 блоковым вентиляционным штре­ кам, которые выходят в пласт АБ наклонными сбойками и сбиваются ими с панельным вентиляционным штреком 2. В выемочные штреки 8 пласта АБ свежий воздух с панельного транспортного / поступает по транспорт­ ным уклонам 7. Омыв камеры, воздух удаляется по северным 9 и южным / О блоковым вентиляционным выработкам, сбитым с панельным вентиляци­ онным штреком 2. Как видно из рис. 12.4, блоковые вентиляционные штреки расположены на границах блоков и такая подготовка необходима при отработке мощных пластов. Подпонятием «мощных» подразумевается такая мощность пласта (более 3 м), при которой камеры отрабатываются в два и более слоев по вертикали.

Первый слой (комбайновый ход) проходится тупиковым забоем, а по­ этому проветривается вентилятором местного проветривания с вентиляци­ онными трубами. После проходки первого слоя (комбайнового хода) под кровлей пласта он сбивается с блоковым вентиляционным штреком, по­ этому при проходке второго и последующего слоев (комбайновых ходов)

ввертикальной плоскости их забои проветриваются уже сквозной струей.

Вкаждой камере таких групп комбайновых ходов по вертикали может быть две или три. Каждая группа ходов отделяется друг от друга межходовыми целиками.

При отработке пластов мощностью до 3 м камеры отрабатываются в два или три комбайновых хода по горизонтали, но каждый ход отделяется друг от друга межходовыми целиками. В этом случае все комбайновые заходки осуществляются тупиковым забоем, проветриваются вентиляторами местного проветривания с вентиляционными трубами, а поэтому вентиля­ ционные штреки на границах блоков лишены смысла, т. к. только увеличи­ вают в основном объем подготовительных работ. При создавшейся ситуа­ ции для удаления исходящей струи достаточно в пластах Красный-2 и АБ пройти на небольшом удалении от выемочных штреков по одному вентиля­ ционному штреку, которые будут сбиты с панельным вентиляционным штреком. Такая схема подготовки существенно снизит объем подготови­ тельных работ, не уменьшив надежность вентиляции.

На рис. 12.5 приведена панельно-блоковая схема подготовки и отра­ ботки месторохедения, когда панели и блоки ориентированы в широтном направлении (с востока на запад или обратно). Такие схемы используются в рудниках С К РУ -1 и 2, БК РУ -1 и 2. На рис. 12.5 показана пластовая под­ готовка панели и блока в пластах мощностью не более 3 iyi; свежий воздух подается по транспортному панельному штреку /, который становится вы­ емочным 3 в блоке. С панельного транспортного / в один из блоков воздух

Рис. 12.5. Расположение выработок при панельно-блоковой системе

отработки калийных руд

поступает по блоковому транспортному (групповому) штреку 9 и далее по блоковому выемочному 3 к рабочим камерам.

В выемочные штреки 7 пласта АБ свежий воздух подается по транс­ портным уклонам 5. Отработанный исходящий воздух удаляется из районов ведения очистных работ по сближенным вентиляционным штрекам 4 и 8 в блоковый (групповой) вентиляционный штрек 10 и далее в панельный вентиляционный штрек 2. Поскольку пласт маломощный, то в пределах ка­ ждой камеры комбайновые ходы, разделенные межходовыми целиками, являются тупиковыми и проветриваются при проходке вентиляторами ме­ стного проветривания с вентиляционными трубами, а поэтому проходка вентиляционных штреков на границах блоков лишена смысла.

На рис. 12.4 и 12.5 не показаны панельные и блоковые конвейерные штреки. Чаще всего конвейерные штреки проходятся полевыми, т. е. в по­ родах, располагаемых ниже пластов. В целом существенного влияния на вентиляцию панелей и блоков эти штреки не оказывают, однако некоторые отрицательные моменты они создают.

На рис. 12.6 в вертикальной плоскости показаны выработки блоковых штреков: выемочных в пласте Красный-2 (2) и АБ (4) и заглубленного бло­ кового конвейерного (9) штреков. Конвейерные штреки 9 должны провет­ риваться следующим образом: свежий воздух в них должен поступать с па­ нельного транспортного штрека / и удаляться по гезенку 7 в зону отрабо­ танных камер пласта Красный-2, по которым исходящий воздух должен удаляться в блоковые вентиляционные штреки.

4 6 4

Рис. 12.6. Схема возникновения естественной тяги между заглубленными конвейерными

(9) и выемочными штреками (2 и 4) в блоках

Однако в действительности происходит следующее: температура воз­ духа в конвейерном штреке, в особенности в районе привода у панельного транспортного штрека /, всегда выше, чем в выемочных штреках блоков, в особенности в районе отработанных камер 5, следовательно, между вы­ емочными штрвками и заглубленным блоковым конвейерным штреком возникает естественная тяга, которая тем больше, чем больше перепад вы­ сот Л, и Л2. С одной стороны (у гезенка 7) на блоковый конвейерный штрек оказывает давление холодный столб воздуха, с другой — более теплый (более легкий) наклонный столб воздуха на отрезке конвейерного штрека, выходящего в панельный транспортный штрек /. Этот же теплый воздух

поднимается и по уклонам 3 в выработки пласта АБ. Вполне очевидно, что естественная тяга направлена от конца конвейерного штрека (у гезенка 7) к панельному транспортному /. Эту тягу усиливает падающая по рудоспус­ кам 8 руда. В результате действия естественной тяги струя воздуха в за ­ глубленном конвейерном штреке реверсируется. Как показали замеры при проведении воздушно-депрессионной съемки, объемы реверсируемой струи достаточно велики и даже увеличивают поступление воздуха в блоки в несколько раз. В случае пожара горячие пожарные газы усилят естест­ венную тягу, что может привести к заполнению газами рабочих зон, как не­ когда произошло на третьем Березниковском руднике, приведшем к гибели рабочих.

Такая ситуация присуща всем панелям, в которых заглубленные бло­ ковые конвейерные штреки выходят в панельные транспортные штреки в пласте Красный-2. Согласно данным воздушно-депрессионных съемок, проведенных сотрудниками ПГТУ, температура воздуха в наклонной части конвейерного штрека колеблется от 9 до 10,5 °С, а его плотность соответ­ ственно равна 1,2862 и 1,2794 кг/м3. В конце выемочных штреков в пла­ стах Красный-2 и АБ температура воздуха колеблется от 6,5 до 7,0 °С, а плотность от 1,2977 до 1,2954 кг/м3

Нагретый у приводов конвейеров воздух до 11 —12 °С поднимается по уклонам 3 в выработки пласта АБ, продходя по которым в район отработан­ ных камер, охлаждается до 6,5 —7 °С. Естественная тяга может быть под­ считана по формуле

=0,98(Л, +/12)-(Рнач —Ркон).

где рнач — плотность воздуха в начале конвейерной выработки (у привода), кг/м 3;

Ркон — плотность воздуха в конце конвейерной выработки (у гезенка 7), кг/м3

Подставив усредненные величины плотностей воздуха и приняв высо­ ты Л, = Л2 = 3 м, получаем по приведенной выше формуле значение есте­ ственной тяги

he = 0,98 -(3+3) •(1,2828 -1,2966) = -0,081, даП а.

Знак «минус» показывает, что естественная тяга направлена от конца конвейерного штрека к началу. Замеры общешахтной депрессии в конце панелей дают величину от 0,1 до 0,25 даПа, т. е. полученная расчетная ве­ личина естественной тяги составляет от 81,0 до 32,4 % величины обще­ шахтной депрессии. По отношению к величине общешахтной депрессии, приходящейся на конец панели, значение естественной тяги огромно. П о­ скольку она действует вверх в районе приводов конвейеров, в том числе вверх по уклонам с пласта Красный-2 в пласт АБ, и вниз в конце блоков, то воздух в большинстве своем в большей части идет в пласт АБ.

Выход из создавшейся ситуации следующий: выемочные штреки по пластам Красный-2 и АБ готовятся по обычной схеме и соединяются укло­

нами. Восстающая часть заглубленного блокового конвейерного штрека проходит мимо блокового выемочного и над панельным транспортным штреком может соединяться с заглубленным конвейерным штреком на­ против расположенного блока. Из сбойки заглубленных конвейерных штреков проходится вентиляционная скважина или ходок (гезенк) в па­ нельный вентиляционный штрек. В этом случае вместо сближенных венти­ ляционных выработок 4 и 8, показанных на рис. 12.5, для удаления исходя­ щей струи блоков можно использовать блоковый конвейерный штрек. Ес­ тественная тяга, возникающая между выработками блоков, будет направлена на увеличение поступления воздуха в панель, а пыль от раз­ грузки конвейерных штреков будет сразу удаляться в панельный вентиля­ ционный штрек.

В уклонных частях шахтных полей, встречающихся в рудниках СКРУ-1 и СКРУ-2, конвейерные штреки вместе с вентиляционными мо­ гут также вызывать возникновение отрицательных ситуаций. Примером могут служить ситуации, возникающие в уклонных западной и восточной частях шахтных полей рудников СК.РУ-1 и 2, связанные с реверсией воз­ душных струй в панельных штреках. Для примера можно рассмотреть си­ туацию в 3-й юго-восточной панели (3 Ю ВП), отрабатываемой двумя блоками 3 и 4 ЮВП.

На рис. 12.8, а схематически представлена схема вентиляции обоих панелей. Абсолютные отметки выемочного штрека 3 Ю ВП таковы, что от начала идо блокового транспортного штрека № 2 выемочный штрек име­ ет небольшой подъем (рис. 12.8, б). На расстоянии между блоковыми транспортными штреками № 1 и № 2 выемочный штрек 3 ЮВП уходит вниз, а перепад высот на этой длине составляет 44,4 м. По данным воз- душно-депрессионной съемки температура исходящего воздуха в южном вентиляционном штреке (Ю ВШ ) 4 Ю ВП 6,2 °С, на блоковом выемочном штреке 4 ЮВП 8,2 °С. Итак, на выемочном штреке температура воз­ духа выше, чем в ЮВШ, и он, естественно старается подняться вверх, а холодный исходящий воздух опуститься вниз. Возникает тепловая де­ прессия (естественная тяга), направление которой от вентиляционного штрека к выемочному.

■

■

■

СВШ 3 ЮВП

Юго-восточный вентиляционный штрек

Рис. 12.8. К расчету величины тепловой депрессии (естественной тяги):

Используя замеры температур и атмосферного давления в выработках, подсчитываются плотности воздуха: плотность воздуха в ЮВШ 4 ЮВП рвснт= 1,2342 кг/м3, в выемочном штреке 4 ЮВП — рвыем= 1,2291 кг/м3 Величина естественной тяги подсчитывается по формуле

h, - 0.98Н • (р „ „ - р „ J - 0,98-44,4 (1,2342 - 1,2291) - 0,222 даПа

В то же время по замерам общий перепад давления в панели, что принято называть величиной общешахтной депрессии, составил всего 0,267 даПа, т. е. всего на 0,045 даПа больше. Естественная тяга между СВШ 3 ЮВП и выемочным штреком этой же панели: плотность воздуха в СВШ рВС1|Т= 1,2336 кг/м 3, плотность воздуха в выемочном штреке Рвыем = 1,2217 кг/м 3, но тогда естественная тяга между этими штреками будет равна

К = 0,98Н -(рвснт - Рвыем) = 0,98 -44,4 -(1,2336 - 1,2217) = 0,518даПа

Итак, естественная тяга почти в 2 раза больше падения давления в па­ нели, т. е. величины общешахтной депрессии на данном участке вентиля­ ционной сети. Если подсчитать величины естественной тяги между ЮВШ 3 ЮВП и выемочным штреком этой же панели, между Ю ВШ 4 ЮВП и вы­ емочным 3 ЮВП и т. д., то все эти естественные тяги будут направлены так, как показано на рис. 12.8. А поэтому все они в совокупности реверси­ руют воздух в панелях: в вентиляционных штреках воздух направлен в па­ нели, в выемочных штреках, наоборот, к началу панели или навстречу по­ ступающему воздуху.

Естественная тяга между выемочным штреком и конвейерным все­ гда направлена по струе свежего воздуха, поступающего в панель. Воз­ дух в конвейерном штреке имеет более высокую температуру, чем на вы­ емочном штреке, в результате чего этот воздух старается подняться к на­ чалу панели. Свежий воздух в выемочном штреке имеет более низкую температуру, а поэтому старается стекать вниз. К примеру: плотность воздуха в выемочном штреке равна рвысм = 1,2217 кг/м 3, а в конвейер­ ном — ркомв = 1,2048 кг/м3, но тогда

К = 0,98Н -(рВС1|Т- Рвысм) = 0,98-44,4(1,2217 - 1,2048) = 0,735, даПа.

Итак, на длине между двумя блоковыми штреками действует естест­ венная тяга, которая больше по величине вычисленных выше. Эта тяга способствует поступлению воздуха в панель, и она могла бы остановить ре­ версию струи на выемочном штреке. Но дело в том, что групповой конвей­ ерный штрек 3 ЮВП «запечатан», т. е. он не имеет выхода на вентиляци­ онный штрек, а поэтому некуда сбрасывать струю воздуха. Кроме того, с групповым конвейерным штреком не сбит и блоковый и, следовательно, панельный 4 ЮВП. Поэтому действуют в основном тяги между вентиляци­ онными и выемочными штреками.