, ftfi.

Рис. 149. Схема замера утечек воздуха через кроссинг

§ 2. Причины утечек воздуха и мероприятия по их снижению

Утечки воздуха через надшахтные здания и устья вентиляционных стволов достигают на некоторых рудниках 30—40% от дебита венти­ лятора. Причины: негерметичность надшахтного здания и плохая изоляция устья вентиляционного ствола шахты от поверхности. Ниже приведены мероприятия по снижению этой категории утечек воздуха.

Рис. 150. Герметизация устья ствола рудника:

а — глухой полок в устье ствола; б — воздушный клапан

1. На вентиляционных стволах и шурфах, не используемых в качестве подъемных, необходимо устраивать глухие затворы в виде полка из двух рядов брусьев или толстых досок, соединенных между собой в шпунт, с прокладкой из толя, тонкого листового железа

изасыпкой сверху слоем глины толвциной 0,3—0,4 м.

Встволах большого сечения перекрытия с длительным сроком

Целесообразно оставлять в полке отверстие, плотно закрываемое двумя лядами. Это делается для того, чтобы в случае необходимости можно было проникнуть в ствол.

5) отдавать предпочтение таким переключающим устройствам и схемам опрокидывания, при которых клапаны давлением воздуха прижимаются к своим рамам.

На многих вентиляторных установках в качестве переключа­ ющего устройства применяют флажковую дверь, которая, однако, не обеспечивает достаточной герметичности. Под влиянием атмо­ сферного давления она отжимается от рамы, и через образовавшиеся неплотности происходит засасывание воздуха вентилятором. Замеры, произведенные кафедрой вентиляции ЛГИ на рудниках, показали, что утечки воздуха через неплотности флажковой двери достигают

Рис* 151. Переключающееся устройство в виде двух ляд

20% и более. Флажковая дверь неудобна также и в эксплуатации, особенно в зимнее время, когда она часто обмерзает и перевод ее из одного крайнего положения в другое затрудняется.

Н. А. Паровишником и М. А. Заславским [58] предложено новое переключающее устройство (рис. 151). Вместо флажковой двери перед каждым вентилятором устанавливается по одной ляде 2 и 5, открывающихся в сторону движения воздушной струи. В своей нижней части ляды укрепляются шарнирно к раме. Обе ляды через ролики 4 и 5 блокируются канатом 6. У резервного вентилятора ляда находится в вертикальном положении, а у работающего под углом 25—30° — в сторону вентилятора. Для фиксирования поло­ жения открытой ляды в бетоне канала заделываются опорные дере­ вянные брусья 1, служащие также и амортизаторами.

На рис. 151 показано положение, когда работает вентилятор № 1. При этом ляда 2 открыта, а ляда 3 закрыта. При переходе на работу вентилятора № 2 перестановка ляд происходит автоматически под действием разности давления. При испытании этого переключа­ ющего устройства на ряде шахт были получены хорошие результаты.

Утечки воздуха через ляды были практически так малы, что не под­ давались замерам анемометром.

Монтаж ляд возможен на действующей шахте без остановки вен­ тилятора, для чего необходимо вначале смонтировать ляду в канале резервного вентилятора, а затем, включив его в работу, произвести монтаж второй ляды. После монтажа убирают флажковую дверь. Наряду с заменой флажковой двери необходимо принимать меры по уплотнению реверсивных устройств вентиляторных установок. Для лучшей герметизации атмосферная ляда должна быть укреплена так, чтобы она открывалась вверх при реверсировании. Тогда при

Рис. 152. Схема вентиляторной установки Южгипрошахта

нормальном направлении воздушной струи ляда будет дополнительно прижиматься к раме давлением наружного воздуха.

Повышенная надежность изоляции вентиляционного канала от наружного воздуха может быть достигнута установкой в атмосферной будке второй ляды.

Институтами Южгипрошахт и Гипроуглеавтоматизация раз­ работаны две схемы вентиляторных установок [58]. Схема установки, предложенная институтом Южгипрошахт (рис. 152), отличается на­ личием атмосферных будок на каждом вентиляторе. В ней отсут­ ствуют флажковая дверь и шиберы. Она построена на использовании системы ляд (1, 2, 3 и 4).

Схема позволяет весьма надежно осуществить реверсирование струи воздуха и переход с одного вентилятора на другой, обеспечивая при этом хорошую герметизацию.

Схема, предложенная институтом Гипроуглеавтоматизация (рис. 153), имеет одну атмосферную будку. Реверсирование струи воздуха в ней осуществляется аналогично первой схеме лядами 1,

2, 3 и 4, которые плотно прижимаются к рамам силой, создаваемой разностью давлений по обеим их сторонам как при работе вентиля­ тора на всасывание, так и на нагнетание.

Переключение струи воздуха при переходе с одного вентилятора на другой производится угловой дверью 5, которая представляет собой соединение двух дверей, расположенных под углом 125° и закрепленных на одной оси. Угловая дверь переключается автома­ тически струей воздуха при включении резервного вентилятора.

Рис. 153. Схема вентиляторной установки Гипроуглеавтоматизадип

Утечки воздуха через перемычки зависят от перепада давления через них, воздухопроницаемости перемычек, их размеров и тол­ щины. Каменные, шлакоблоковые, бутобетонные, шлакобетонные и кирпичные оштукатуренные перемычки достаточно герметичны. Однако при установке их в местах, подверженных значительному горному давлению, в породах вокруг перемычки с течением времени образуются трещины, через которые начинает просачиваться воздух.

В чураковых перемычках воздух просачивается через щели между чураками. Больше всего утечки воздуха происходят через дощатые перемычки, которые, несмотря на частые обмазки их глиной, не обеспечивают необходимую воздухонепроницаемость.

Исследование процесса просачивания воздуха через перемычку показало, что утечки происходят в основном по периметру перемычки в месте ее соприкосновения с боковыми породами.

Для уменьшения утечек воздуха рекомендуется: 1) вместо оди­ нарных перемычек устраивать двойные с заполнением пространства между ними глиной или песком; 2) сооружать перемычки без врубов;

Расчеты и некоторые замеры показывают, что суммарные утечки через кроссинг, имеющий тщательно пригнанные плотные двери, снабженные войлочной прокладкой, хорошо оштукатуренные пере­ мычки при тех перепадах давления воздуха, которые встречаются в рудниках, не превышают 40—50 мг1мин.

Для уменьшения утечек воздуха через кроссинги их необходимо тщательно сооружать, и они должны иметь малое аэродинамическое

сопротивление.

Капитальные кроссинги, обслуживающие крыло или несколько участков рудника, должны сооружаться из камня или бетона. Уча­ стковые кроссинги могут сооружаться из металлических труб. При этом трубы должны быть сечением не менее 0,5 м2 и иметь толщину стенок не менее 5 мм, Их необходимо укладывать в каменных или чураковых перемычках. Места примыкания труб к перемычкам должны периодически промазываться.

Двери кроссингов должны удовлетворять вышеприведенным требованиям для вентиляционных дверей.

Утечки воздуха через зону обрушения составляют основную часть утечек воздуха на металлических рудниках. Они вызваны наличием аэродинамической связи подземных выработок с поверхностью через обрушенные породы, трещины и старые выработки. Величина утечек воздуха через зону обрушения на некоторых рудниках весьма зна­ чительна. Так, на руднике «Заполярный» Норильского горнометаллургического комбината при ранее применяемом всасывающем способе проветривания подсос воздуха с поверхности через зону обрушения в летний период достигал 75% от дебита вентилятора. На шахте «Новая» рудоуправления им. К. Либкнехта (Криворож­ ский бассейн) через зону обрушения и старые выработки, выходящие под карьер, подсасывалось до 65% воздуха. Такое поступление воздуха через зоны обрушения нарушает нормальное проветривание рабочих участков, создает неуправляемую схему вентиляции руд­ ника. В условиях севера, как это имеет место на руднике Заполярный,

местах, что исключает применение воды для пылеподавления и со­ здает неблагоприятные атмосферные условия в руднике. В летний период поступление большого количества теплого воздуха через зону обрушения увеличивает приток воды в подземные выработки, борьба с которой в условиях отрицательных температур или темпе­ ратур, близких к нулю, на рабочих горизонтах весьма затруднительна.

Для уменьшения утечек воздуха через зону обрушения при­ меняются следующие мероприятия: герметизация поверхности обру­ шения; изоляция очистного пространства; уменьшение сопроти­ вления выработок, по которым проходят поступающие и исходящие воздушные струи; изменение режима работы главного вентилятора: изменение способа проветривания рудника.

Так, на шахте «Новая» рудоуправления им. К. Либкнехта зна­ чительное снижение утечек воздуха через зону обрушения было

достигнуто обрушением бортов карьера, засыпкой провалов, уста­ новкой глухих перемычек в выработках, выходящих в зону обруше­ ния, и созданием породных пробок в восстающих и выпускных дучках отработанных блоков.

На руднике Заполярный были проведены работы по герметиза­ ции поверхности обрушения. Это достигалось засыпкой провалов горной массой со вскрышных работ на карьерах и взрыванием спе­ циально пробуренных глубоких скважин, а изоляция отработанного пространства — сооружением глухих перемычек в сети подземных выработок, соединяющихся с очистным пространством. Однако практика работы рудника показала, что произвести герметизацию поверхности зоны обрушения практически весьма трудно, а засыпать провалы и взрывать скважины, пробуренные вдоль трещин, опасно.

Наряду с выполнением этих мероприятий для уменьшения аэро­ динамического сопротивления рудника была проведена дополни­ тельная выработка с вентиляционного горизонта на сбойку, идущую к наклонному вентиляционному стволу. Это способствовало умень­ шению депрессии рудника и некоторому снижению подсоса воздуха через зону обрушения.

Выполнение комплекса всех этих мероприятий хотя и снизило подсос воздуха через зону обрушения, однако значительного улучше­ ния проветривания рудников не было достигнуто.

Наиболее эффективным средством улучшения вентиляции руд­ ников с большими площадями зон обрушения является переход на нагнетательно-всасывающий способ проветривания. При этом способе проветривания, регулируя работу всасывающего и нагне­ тательного вентиляторов, можно создать в районе, примыкающем к зоне обрушения, зону «нулевой» депрессии, в пределах которой не должен иметь места ни подсос, ни выход воздуха на поверхность. Однако ввиду больших размеров площади зоны обрушения, а также вследствие возникновения местных естественных тяг достигнуть полного устранения движения воздуха через обрушение было не­ возможно. Воздух при этом может в одной части зоны обрушения двигаться в восходящем порядке, а в другом в нисходящем, хотя и в значительно меньших количествах, чем при работе одного вентилятора.

Осуществленный по предложению ЛГИ на руднике Заполярный переход на нагнетательно-всасывающий способ проветривания по­ зволил значительно сократить подсос воздуха через зону обрушения.

Глава X I

ПРОВЕТРИВАНИЕ ПОДЗЕМНЫХ ВЫРАБОТОК ПРИ ИХ ПРОВЕДЕНИИ

При проведении выработки важное значение имеет правильное ее проветривание. При правильной организации проветривания выработки обеспечиваются не только нормальные санитарно-гиги­ енические условия работы в забое, но и возможность достижения

высоких темпов ее проведения. Для улучшения проветривания выработок при их проведении в последние годы в Советском Союзе изготовлены специальные вентиляторы самых разнообразных кон­ струкций с большим диапазоном по расходу воздуха и напору; вы­ пущены вентиляционные трубы малого веса с небольшим сопроти­ влением; улучшены методы расчета проветривания выработок по газовому и пылевому факторам.

В практике горнорудных предприятий известны следующие спо­ собы проветривания выработок при проходке: 1) с использованием общерудничной депрессии; 2) сжатым воздухом; 3) вентиляторами местного проветривания.

§1. Проветривание выработок

сиспользованием общерудничной депрессии

При этом способе проветривание выработок осуществляется за счет депрессии, развиваемой вентилятором главного проветрива­ ния, или естественной тяги. При этом подвод свежего и отвод за­ грязненного воздуха из забоя производится различными способами: продольными перегородками, вентиляционными трубами и т. д.

Рис. 154. Схемы проветривания глухих выработок за счет общерудничной депрессии:

а — при помощи продольной перегородки; б — при помощи вентиляционных труб; в — при помощи специально прово­ димой параллельной выработки.

Продольные перегородки (рис. 154, а) сооружают из обаполов, досок, фанеры или парусины, прибиваемых к стойкам, установлен­ ным вдоль проветриваемой выработки. Достоинство продольных перегородок: быстрота сооружения, простота ремонта и относительно низкая их стоимость. Недостатки: большие утечки воздуха и стес­ ненные движения по выработке.

Более удобен способ подвода свежего воздуха к забою по венти­ ляционным трубам (рис. 154, б). При этом трубы не загромождают проветриваемую выработку, а для их подвески не требуется много времени.