книги / Технология подземной разработки калийных месторождений

Таблица 2 Показатели режимов работы КБВС в летний период

Таблица 3 Приращение показателей работы КБВС в летний

период в сравнении с зимним

Проведенные исследования позволяют сделать вывод о том, что график работы ПЗУ необходимо перераспределить так, чтобы в отли­ чие от существующего соотношения продолжительности работы ВУ-3 - 6 месяцев и ВУ-1+ВУ-2 - 6 месяцев в год перейти, нацример, к со­ отношению: ВУ-3 - 3 месяца, ВУ-1+ВУ-2 - 9 месяцев.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Алыменко Н.И. О влиянии подсосов (утечек) воздуха с поверх­ ности на вентиляционные параметры рудника / Калийная промышленность. М., НИИТЭХИМ, 1981. №3 . С. 14-16.

2 . Комаров В .Б ., Килькеев Ш.Х. Рудничная вентиляция. М.: Недра, 1970 . 260 с .

УДС 622.453

Н.Н. Мохирев

ВЛИЯНИЕ ЕСТЕСТВЕННОЙ ThTH НА. ВОЗДУХОРАСПРБДЕЛЕНИЕ ПШ АВАРИЙНЫХ СИТУАЦИЯХ

(Пермский политехнический институт)

Широкое црименение конвейерного транспорта в калийных руд­ никах создает перепады температур между транспортным, выемочным и вентиляционным горизонтами, что, как указывалось ранее [ I ] , приводит к возникновению в выработках естественной тяги, дейст­ вие которой вызывает изменение воздухораспределения в вентиля­ ционной сети. Это действие особенно заметно в момент реверсиро­

вания общерудничной вентиляционной струи воздуха в аварийных ситу­ ациях и выражается в том, что не во всех выработках вентиляционной сети происходит .опрокидывание струй воздуха.

На одном из калийных рудников ПО "Уралкалий" при реверсивной работе главной вентиляторной установки была цроведена воздушная съемка, отдельные результаты которой приведены в таблице (графа 4)х. Замеры производились сразу после реверсии воздушной струи и оста­ новки всего технологического оборудования. Результаты замеров и их сравнение с воздухора спреде лением при нормальном режиме вен­

тиляции (графа. 5) показывает: во-первых, не во всех выработках вен­ тиляционной сети происходит реверсирование воздушных струй, и, во-

объема воздуха при нормальном режиме проветривания. Результатом этого является действие естественной тяги в выработках.

£ля определения степени влияния естественной тяги на воздухо­ ра определение в руднике сделана попытка математического моделиро­ вания процесса реверсии вентиляционной струп, для чего цредварительно были проведены температурно-барометрическая и одновременно воз­

влияния естественной тяги в ветвях сводится к решению системы урав­ нений ( I ) . которые с учетом (2) и (3) принимают вид:

+ ^ haL Sir (Aul>°-

J

При установившемся нормальном режиме проветривания рудника входящие в формулу (3), а следовательно, и в уравнение (4) вели­ чины/? и tLимеют приблизительно постоянный (усредненный) характер, а поэтому значения возникшей в выработках естественной тяги также постоянны и в момент реверсирования общерудничной вентиляционной струи могут быть приняты за исходные для расчета вентиляционной сети. Кйк показали натурные измерения, затухание действия естест­ венной тяга в выработках цроисходит спустя Ю-50 часов после исклю­ чения всех источников тепловыделения (остановки работы конвейеров и движения самоходного дизельного транспорта).

Результаты расчета вентиляционной сети, часть которой цредставлена на рисунке, цриведены в таблице (графа 3 ). Сравнение с измеренными величинами (графа 4) указывает на значительное в не­ которых случаях расхождение, которое можно объяснить следующими причинами: при расчете реальной сети очень трудно точно определить значения местных соцротивлений» доля которых в общем сопротивления составляет от 20$ для главных выработок до 80$ для выработок до­ бычных участков; расчет производился для момента реверсии, в то время как замеренные данные были получены в течение достаточно длительного периода реверсионного режима цроветривания рудника. Однако, несмотря на разницу между расчетными и замеренными вели­ чинами, качественное совпадение весьма высокое. По гфайней мере

IТранспортные полевые выра­ ботки (основные воздухо­

4Транспортные полевые вцработки после воздухоподаю­

47Участковый вентиляционный штлек на пласте АБ (исходя­

П р и м е ч а н и е . ГЛинус означает реверсию потока воздуха.

с помощью расчета были выявлены все рабочие выработки, в которых реверсия струи не цроисходит.

Описанное явление цроисходит не только под воздействием ес­ тественной тяги, но и в результате того, что при реверсии качест­ венно изменяется вентиляционная сеть. Это изменение прежде всего связано с изменением значений местных сопротивлений (к примеру,

мерация ветвей (выработок)

местное сопротивление слияния потоков превращается в сопротив­ ление разделения, сопротивление сужения - в расширение и т . д .) . Все эти явления необходимо учитывать цри цроектировании венти­ ляции рудников и цри составлении планов ликвидации аварий, где указываются пути следования отрядов горноспасателей, ориенти­ ром движения которых является направление струй воздуха.

БИБЛИОГРА®гаЖИЙ список

1. Мохирев Н.Н., Трофимов Н.А. Расчет величины естествен­ ной тяга, возникающей в наклонных выработках выемочных участков// Изв.вузов. Горный журнал. 1987. £ 5. С. 42-44.

2 . Единые цравила безопасности цри разработке рудных, неруд­ ных и россыпных месторождений подземным способом. М.: Недра ,1972. 225 с .

3. Правила безопасности в угольных и сланцевых шахтах. М.:

УДК 622.414.23:622.454

Л.М. Веденеева, Г .З . Файнбург

ОБ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ НАПРАВШШ ПЕРЕМЫЧЕК ПРИ РЕЦИРКУЛЯЦИОННОМ ПРОВЕТРИВАНИИ ДОБЫЧНЫХ УЧАСТКОВ КАЛИЙНЫХ РУДНИКОВ

(Пермский политехнический институт)

Характер цроветривания добычных участков Верхнекамских калий­ ных рудников, использующих буровзрывной способ отбойки руды, оцределяется целым рядом факторов: прямым порядком отработки при зна­ чительном удалении района ведения горных работ1 от воздухоподапцах стволов, а следовательно, наличием значительных утечек воздуха через старые рудоспуски и материальные гезенки; аэродинамической взаимосвязанностью многокамерной я топологически сложной участко­ вой системы горных выработок разных типов; малостью аэродинами­ ческого сопротивления трения выработок по сравнению с местными сопротивлениями слияний (делений) потока; большими расходами воздуха в камерообразяых выработках, но малыми скоростями его движения; соизмерялся ты> величины тяги, развиваемой вентиляторамиэжекторами, с величиной падения общешахтной депрессии на участке; трудностью возведения и поддержания множества перемычек в услови­ ях больших сечений ш значительных количеств одновременно взрывае­ мого Ш.

В сложившихся условиях количество воздуха, поступающее в ра­ бочие зоны и камеры за счет общешахтной депрессии, оказывается явно недостаточным, а црактикующаяся установка вентиляторов - эжек­ тор. J у горловин рабочих камер цриводит не только к увеличению ког лвчества воздуха, подаваемого в забой, но к возникновению значи­ тельных неуправляемых рециркуляционных потоков, которые в опреде­ ленных условиях могут вызвать загазование основных рабочих зон.

Возможность целенацравленного безопасного использования час­ тичной рециркуляции воздушных масс для интенсификации цроветрива-

.ния рабочих камер связана, в первую очередь, со способностью калий­ ных солей к поглощению ядовитых примесей рудничной атмосферы [I ]. Наличие в пределах добычных участков множества отработанных камер суммарным объемом в сотни тысяч кубометров, в которых отсутствуют выделения природных газов и цроисходит почти полное оседание витаю­ щей пыли, в сочетании с сорбционной способностью калийных солей создает предпосылки для использования практически чистого воздуха этих камер для временного интенсифицирования режима проветривания рабочих зон после взрывных работ [ 2 ] . Кроме того, интенсивно уда­ ляемые продукты взрывных работ складируются в отработанных камерах, где затем постепенно поглощаются и выносятся в исходящую струю цри нормальном режиме проветривания.

Как показано в ьг 3 ] , рециркуляционное цроветривание становит­ ся эффективным и безопасным только при 20-30-кратном превышении объема рециркуляционной зоны над объемом цроветриваемой. йлесте с тем цростые и в то же время действенные технические средства управ­ ления воздухораспределением при рециркуляции внутри участка до недавнего времени отсутствовали. Традиционное использование вентиля­ торов-эжекторов либо увеличение их числа для организации проветри­ вания участка требуют больших затрат электроэнергии и в то же вре­ мя, как правило, не создают требуемых санитарно-гигиенических условий в рабочих зонах на выемочном штреке из-за преждевременного

закорачивания рециркуляционных потоков [3 2 • В [ 4 , 5 ] для цредотвращения закорачивания воздушных потоков при работе вентиляторов-эжекто­ ров в качестве дополнительных средств уцравления предложены направдяпцие перемычки, устанавливаемые в местах сопряжения отработанных камер с вентиляционным штреком.

В настоящей работе приведены результаты исследования влияния направляющих перемычек на вездухораопределение, а, следовательно, и на газовую обстановку добычного участка при рециркуляционном цро-

ветривании рабочих зон. Направляющие перемычки из 3-4 полос кон­ вейерной ленты устанавливали в вентиляционном штреке под некото­ рым углом к его оси у горловин отработанных камер. Верхние концы полос анкерами крепились к кровле вентиляционного штрека, а ниж­ ние свободно свисали, едва касаясь почвы. Такое крепление позво­ лило предотвратить разрушение перемычек взрывной волной, так как под действием црямой волны благодаря гибкости конвейерной резиновой ленты перемычку откидывало как штору, по направление движения волны, а затем под действием обратной волны и собствен­ ного веса она возвращалась в исходное положение.

Шахтные эксперименты вели на 2-й восточной панели рудника 'Первого Березниковского калийного рудоуправления, где 3-й горный участок вел буровзрывным способом выемку сильвинитового пласта пКЁ>асный-Пп. Свежий воздух поступал по полевому откаточному штреку и опережающему воздухоподащему гезенку на выемочный штрек и удалялся через разрезные штреки, рабочие и отработанные камеры на вентиляционные штреки обеих полупа нелей.

Для уцравления воздухораенределением в пластовых выработках использовали вентиляторы-зжекторы и направлявшие перемычки, уста­ навливаемые так, чтобы создать наиболее благоприятные условия

в них окиси углерода и окислов азота. Замеры скорости движения воздуха и отбор цроб для последующего анализа в химлабрратории НГСЧ производили стандартными методами во всех ключевых точках вентиляционной сети.

Движение воздушных потопов цри всех вариантах расстановки средств регулирования было рециркуляционным с образованием трех колец: малого - через ближайшие к рабочей камере отработанные камеры разворота; среднего - через последующую группу камер и плохо фиксируемого болшого - через удаленные камеры и даже от­ каточный горизонт. Типичный вариант без использования направляющих

куладонный поток без направлявших перемычек замыкался через бли­ жайше к рабочим отработанные камеры разворота, имеющие плавное сопряжение с вентиляционными штреками и потому малую величину местного сопротивления. В результате продукты взрывных работ практически неразбавленными быстро попадали в рабочую зону выемоч­ ного штрека и за газировали его.

На рисунке приведена динамика газовой обстановки после взры­ ва вееров (525 кг ВВ) в одной из рабочих камер. В разрезном штреке рабочей камеры ( £ ) концентрация газа в первые моменты после взры­ ва стремительно нарастает, а затем экспоненциально падает по мере цроветривания и прохождения основного загазованного объема возду­ ха. В месте выхода разрезного штрека на вентиляционный штрек зага-ъ зованный воздух разбавляется (подсвежается) чистым воздухом и кон­ центрация цримесей резко снижается. Концентрация взрывных газов

в рабочей зоне ( S ) на выемочном штреке после выхода на него рециркуляционной струи еще ниже, но все же значительно цревышает ПДК. Как видно из рисунка, цроветривание рабочей камеры и рабочей зоны носит волнообразный характер - концентрация газа в них то снижает­ ся, то возрастает, что цроисходит из-за рециркуляции загазованных масс через ближайшие отработанные камеры малого кольца.

Для подавления малого кольца рециркуляция у горловин ближай­ ших к рабочей отработанных камер разворота на вентиляционном штре­ ке были установлены направляющие перемычки, изменившие величины местных соцротивлений, а , следовательно, и характер движения воз­ душных потоков. Подкатив вентиляционной струи нацравляпдей пере­ мычкой и последующий срыв струи с края перемычки создают разреже­ ние, вызывающее подсос воздуха через камеру разворота с выемочного штрека. Поскольку этот воздух чище, чем исходящий из рабочей каме­ ры, то происходит дополнительное подсвежение загазованных воздуш­ ных масс. Таким обрезом, наличие направляющих перемычек дает поло­ жительный эффект: меняет направление движения воздуха в камере разворота, подавляя нежелательную рециркуляцию через малое кольцо, и способствует дополнительному разбавлению вовлекаемых в рецирку­ ляцию исходящих струй.

После установки направляющих перемычек малое кольцо на южной полупанели полностью исчезло, а на северной - по нему стало рецир­ кулировать 3 м8/с вместо 17 м3/с . При этом интенсивность средних колец резко возросла, а охват отработанных камер возрос до 30. Тем самым объем рециркуляционной зоны был доведен до 600 тыс.м3.