Состав и свойства рудничного воздуха.
Общие сведения об оборудовании для проветривания горных выработок.
Для проветривания выработок в процессе их проведения применяют осевые и центробежные вентиляторы.
Осевые вентиляторы более компактны; при их установке в выработке не возникает необходимости в ее расширении или сооружении специальных камер. Для обеспечения проветривания разведочных шахт и шурфов применяют также и центробежные вентиляторы.
Основными аэродинамическими параметрами вентиляторов являются:
- подача,
- давление (напор),
- мощность,
- коэффициент полезного действия.
Аэродинамические параметры в процессе работы вентилятора взаимосвязаны. Графическая зависимость давления, мощности и КПД вентилятора от его подачи называется аэродинамической характеристикой вентилятора.
У всех вентиляторов с увеличением подачи развиваемое давление уменьшается. КПД вентиляторов с ростом подачи сначала увеличивается, а затем начинает падать. Максимальное значение КПД для вентиляторов с электроприводом составляет для осевых вентиляторов 0,7 - 0,8, для центробежных - 0,8 - 0,86; у вентиляторов с пневмоприводом КПД значительно ниже.
Оптимальным называется такой режим работы вентилятора, при котором КПД составляет не менее 0,9 максимального значения.
У осевых вентиляторов потребляемая мощность мало зависит от подачи, у центробежных эта зависимость выражена резче.
На горно-разведочных работах широко применяются гибкие вентиляционные трубы типа М, изготовленные из специальной хлопчатобумажной ткани с двусторонним резиновым покрытием. Промышленностью выпускаются также гибкие трубы на основе капроновой ткани, комбинированной ткани (лавсана с хлопком) с покрытием резиной или полихлорвинилом.
Наряду с гибкими применяются и металлические трубы. На некоторых предприятиях горной промышленности успешно применяются круглые фанерные трубы.
Металлические трубы сваривают из листа толщиной 2 - 2,5 мм. Они выпускаются различных диаметров, в том числе 0500, 600 и 800 мм. Длина труб 2,5 м (500 мм) или 3,5 м (600 и 800 мм). Металлические трубы по сравнению с трубами из других материалов являются значительно более тяжелыми. Например, масса 1м трубы 0500 мм составляет около 35 кг.
Металлические трубы соединяют между собой в вентиляционный трубопровод с помощью фланцев и болтов или поясов. Герметичность обеспечивается путем использования резиновых прокладок.
В горных выработках металлический вентиляционный трубопровод подвешивается с помощью хомутов и канатов или размещается на жестких опорах.
Трубы из прорезиненной ткани сшивают из нескольких полотнищ. Один из швов оформляется в виде гребешка, и к нему крепятся металлические крючки, с помощью которых трубопровод подвешивается к протянутому вдоль выработки металлическому тросу.
Эти трубы имеют диаметр 300, 400, 500 и 600 мм и выпускаются звеньями длиной 5, 10 или 20 м. Для стыковки звеньев в их концы вмонтированы стальные разрезные пружинные кольца. Для соединения соседних звеньев пружинное кольцо одного звена сжимается и вводится внутрь другого. Распрямившись, пружинное кольцо обеспечивает плотный стык.
Для защиты трубопровода от повреждения при взрывных работах на торце трубы у забоя размещают специальные металлические защитные устройства.
Металлические трубы являются значительно более прочными и долговечными по сравнению с трубами из прорезиненной ткани и гибкими трубами вообще, в отличие от которых они могут работать как при избыточном внутреннем давлении, так и при разрежении. Но вследствие большой массы металлических труб процесс монтажа-демонтажа трубопровода из них отличается более высокой трудоемкостью.
Трубы из прорезиненной ткани удобны при транспортировании, они дешевле металлических.
Аэродинамические параметры вентиляционных трубопроводов.
Важнейшими аэродинамическими параметрами вентиляционных трубопроводов являются их аэродинамическое сопротивление, воздухопроницаемость и депрессия.
Под аэродинамическим сопротивлением трубопровода понимают сопротивление, которое преодолевает воздух при его движении по трубопроводу. В основном его величина определяется силой трения воздуха о внутреннюю поверхность трубопровода.
Расчет вентиляции тупиковой выработки. Паспорт проветривания тупиковой выработки.
Схемы и способы вентиляции шахт.
Схема вентиляции шахты — определенный порядок распределения и движения воздуха по горным выработкам, обусловленный взаимным расположением забоев, выемочных и других выработок и вентиляционных сооружений.
Проветривание шахты, вентиляция шахт, создание в подземных выработках шахт нормальных атмосферных условий; исключает вредное воздействие на человека содержащихся в рудничной атмосфере ядовитых газов, высоких и низких температур, а также предотвращает образование опасных скоплений вредных газов. Проветривание шахты осуществляется непрерывно действующими вентиляторами, устанавливаемыми на поверхности и подающими в шахту чистый атмосферный воздух. В исключительных случаях допускается проветривание отдельной группы горных выработок (выемочных участков) подземными вспомогательными вентиляторами. Все горные выработки шахты должны проветриваться за счёт тяги (депрессии), создаваемой общешахтным вентилятором.
Различают центральную (рис.1, а), фланговую (рис. 1, б) и комбинированную (центрально-фланговую) схемы проветривания шахты. Комбинированная схема включает различные варианты центральной и фланговой схем.
Вентиляционные сооружения.
В горной промышленности для проветривания подземных выработок и поверхностных сооружений применяются вентиляторы главного проветривания (главные и вспомогательные), вентиляторы частичного проветривания и вентиляторы общего назначения (сантехнические).
Вентиляторы главного проветривания обеспечивают подачу воздуха всей шахте (главные вентиляторы) или отдельному ее крылу (вспомогательные вентиляторы). Они располагаются на поверхности земли у устья герметически закрытых стволов или шурфов и действуют непрерывно.
К вспомогательным вентиляторам относятся также подземные вентиляторы, обслуживающие один или несколько эксплуатационных участков или блоков (блоковые вентиляторы), периодически переносимые по мере подвигания горных работ.
Вентиляторы частичного проветривания (местного) служат для проветривания глухих забоев горных выработок, как правило, нагнетанием свежего воздуха по вентиляционным трубам и характеризуются малыми размерами, отсутствием специальных фундаментов и сооружений. Привод вентиляторов электрический, пневматический или гидравлический. Исполнение взрывобезопасное или нормальное.
Вентиляторы общего назначения (сантехнические) применяются для перемещения воздуха в системах приточно-вытяжной вентиляции производственных (обогатительных фабрик и др.) и жилых помещений, в котельных агрегатах, калориферных установках, системах пневмотранспорта и др.
По принципу действия шахтные вентиляторы делятся на центробежные и осевые.
Выбор схемы и способа проветривания шахты.
Расчет необходимого количества воздуха для проветривания очистного блока, горизонта, рудника.