Способы и схемы проветривания шахт
Под способом проветривания шахты понимают способ получения разности давлений, необходимой для перемещения воздуха по вентиляционной сети.
Способы проветривания шахт:
1. Естественный способ-обусловлен наличием естественной тяги;
2. Искусственный способ - при помощи вентиляторов.
Проветривание шахт только за счет естественной тяги запрещено правилами безопасности. Проветривание шахт должно осуществляться вентиляторами, установленными на поверхности и действующими непрерывно.
Искусственный способ проветривания разделяется на:
1. Нагнетательный,
2. Всасывающий,
3. Комбинированный (нагнетательно-всасывающий).
А б в
Рисунок – Способы вентиляции шахт
а - нагнетательный;
б – всасывающий;
в – нагнетательно-всасывающий.
Нагнетательное проветривание и область его применения
Если действующие выработки имеют связь с поверхностью (трещины, провалы), то следует применять нагнетательное проветривание. В этом случае вредные газы, скапливающиеся в выработанном пространстве, выносятся на поверхность утечками воздуха.
Достоинства нагнетательного способа:
1. Возможность применения одной вентиляторной установки (при наличии разветвлений вентиляционной сети), располагаемой, как правило, в центре шахтного поля ведения горных работ без общего вентиляционного горизонта,
2. Высокая устойчивость работы главного вентилятора,
3. Удобство регулирования распределения расхода воздуха в сети и управления вентиляционными режимами при авариях,
4. Длительный срок службы вентилятора,
5. Отсутствие подсосов воздуха через обрушенные породы.
Недостатки нагнетательного способа:
1. Необходимость устройства герметичного надшахтного здания,
2. Установка мощного главного вентилятора с большим диапазоном регулирования расхода воздуха и депрессии,
3. Возможность загазовывания выработок и возникновения взрывоопасной среды при аварийной остановке вентилятора в газовых шахтах.
Всасывающий способ проветривания и область его применения
Всасывающий способ проветривания является наиболее безопасным, надежным и экономичным. Поэтому, нормами технологического проектирования, он рекомендуется в качестве основного способа проветривания шахт.
Достоинство всасывающего способа:
1. В случае аварийной остановки вентилятора главного проветривания давление в горных выработках увеличивается, что некоторое время сдерживает выделение метана из выработанных пространств в выработки.
Недостатки всасывающего способа проветривания:
1. Необходимость увеличения количества вентиляторных установок.
2. Усложнение управлением вентиляцией.
Нагнетательно-всасывающее (комбинированное) проветривание
Этот способ рекомендуется при:
1. При разработке мощных пластов угля склонных к самовозгоранию;
2. При большом аэродинамическом сопротивлении шахты и разбросанностью горных работ;
3. При наличии старых воздухопроницаемых выработанных пространств.
При нагнетательно-всасывающем проветривании мощность нагнетательного вентилятора должна быть несколько выше мощности всасывающих вентиляторов, что позволяет снизить подсосы воздуха с поверхности.
Достоинства нагнетательно-всасывающего проветривания:
1. Снижение перепада давлений между воздухоподающими и воздухоотводящими выработками, что позволяет снизить утечки воздуха.
2. Возможность получения высокой депрессии вентиляционной сети.
Недостатки нагнетательно-всасывающего проветривания:
1. Большое количество вентиляторных установок;
2. Сложность управления проветриванием шахты
Правила безопасности при проветривании ПГВ (шахты).
1. Воздух, поступающий в подземные горные выработки, должен иметь температуру не менее +2 °C.
2. Максимальная скорость движения воздуха не должна превышать следующих норм:
- в очистных и подготовительных выработках - 4 м/с;
- в квершлагах, вентиляционных и главных откаточных штреках, капитальных уклонах - 8 м/с;
- в остальных выработках - 6 м/с;
- в воздушных мостах (кроссингах) и главных вентиляционных штреках - 10 м/с;
- в стволах, по которым производятся спуск и подъем людей и грузов, - 15 м/с;
- в вентиляционных скважинах, каналах и восстающих, не имеющих лестничных отделений, скорость воздушной струи не ограничивается.
3. Температура воздуха в забоях подготовительных и очистных выработок и на рабочих местах с постоянным присутствием персонала не должна превышать 26 °C.
4. Подземные выработки должны проветриваться непрерывно вентиляторами главного проветривания и вспомогательными вентиляторами главного проветривания, установленными в соответствии с проектом.
5. Вентиляторная установка для проветривания при проходке ствола должна быть установлена на поверхности на расстоянии не менее 15 м от ствола. Порядок проветривания должен осуществляться в соответствии с проектом.
6. Способ проветривания шахт должен быть установлен проектом.
7. Главные вентиляторные установки должны состоять из двух самостоятельных вентиляторных агрегатов, причем один из них должен быть резервный. Вентиляторы для новых и реконструируемых установок должны быть одного типа и размера.
8. При остановке главных или вспомогательных вентиляторных установок продолжительностью более 30 мин. люди должны быть выведены из всех горных выработок, включенных в схему проветривания этими вентиляторными установками, в выработки со свежей струей.
Схемы проветривания шахт.
Под схемой проветривания шахты понимают определенный порядок расположения горных выработок, служащих для подачи свежей и отвода отработанной струи воздуха.
В зависимости от взаимного расположения выработок различают следующие схемы проветривания шахт:
1. Центральные схемы проветривания, которые могут быть:
· с центральным расположением стволов;
· с центрально отнесенным расположением стволов.
2. Диагональные (фланговые) схемы проветривания, которые подразделяются на:
- фланговую крыльевую - когда при восходящем проветривании очистных забоев целое крыло шахты имеет дону общую выработку для выдачи исходящей струи на поверхность;
- фланговую групповую - когда одна выработка для исходящей струи используется не для всего крыла, а только для группы участков данного крыла;
- фланговую участковую - когда каждый участок имеет свою выработку для выдачи исходящей струи на поверхность.
3. Комбинированные схемы проветривания - имеющие элементы центральных и фланговых схем.
Центральные схемы проветривания шахт их преимущества и недостатки
Преимущества центральной схемы:
1. Незначительные капитальные первоначальные затраты, так как не проводятся дополнительные вентиляционные стволы;
2. Быстрый ввод шахты в эксплуатацию;
3. Простота обслуживания вентиляторной установкой и управления вентиляцией шахты;
4. Простота реверсирования вентиляционной струи;
5. Концентрация поверхностных сооружений.
Недостатки центральной схемы:
1. Большие утечки и подсосы воздуха с поверхности в связи из-за ненадежной герметизации устья ствола.
2. Неравномерная депрессия шахты, очень низкая при ведении горных работ у околоствольного двора и очень высокая при ведении горных работ у границ шахтного поля;
3. Большие затраты на поддержание выработок вентиляционного горизонта;
4. Снижается безопасность работ в связи с малым количеством запасных выходов на поверхность.
Рисунок 9.2 С центрально отнесенным расположением стволов
Диагональные (фланговые) схемы проветривания шахт их преимущества и недостатки
Диагональные схемы характеризуются прямоточным движением воздуха от воз-духопадающего ствола к вентиляционному стволу.
Достоинства диагональной схемы:
1. Невысокая и постоянная депрессия шахты;
2. Более низкие по сравнению с центральной схемой утечки воздуха;
3. Возможность погашения выработок вентиляционного горизонта, а, следовательно, незначительные затраты на их поддержание;
4. Повышается безопасность работ за счет увеличения запасных выходов.
Недостатки фланговых схем проветривания:
1. Увеличивается срок строительства шахты и капитальные затраты на проведе ние дополнительных стволов;
2. Сложность обслуживания большого количества вентиляторов
3. Иногда невозможно реверсирования вентиляционных струй.
К 
омбинированные схемы проветривания обладают достоинствами и недостатками как центральных, так и фланговых схем.