Влияние утечки воздуха на проветривание шахты, и мероприятия проводимые на шахтах для уменьшения утечек воздуха
Утечки воздуха делятся на поверхностные и подземные.
Поверхностные утечки или подсосы воздуха происходят в канале вентилятора через неплотности в сооружениях, закрывающих устье вентиляционного ствола.
Подземные утечки происходят вследствие просачивания воздуха через вентиляционные устройства (перемычки, двери, кроссинги), через закладочный массив или обрушение породы в выработанном пространстве, через нарушенные целики угля.
Утечки нарушают проветривание забоев, вызывают самовозгорание угля при просачивании воздуха через выработанное пространство или нарушенные целики угля.
Подсос воздуха с поверхности вызывает совершенно бесполезный расход энергии при работе вентилятора и приводит к уменьшению количества воздуха, поступающего в шахту.
Однако в некоторых случаях утечки воздуха являются полезными. Например, утечки с откаточного штрека на вентиляционный через завал препятствуют опасному скоплению метана в выработанном пространстве.
Подсчет утечек в действующей шахте производится по результатам замеров количества воздуха (рис.).
Обозначим проходящее по каналу вентилятора количество воздуха QB, поступающее в очистные и подготовительные забои Q3, поступающее в шахту Qш. Утечки, %, отнесенные к производительности вентилятора, определяются из выражений:
подсос воздуха с поверхности
подземные утечки:
общие утечки.
Утечки через двери, перемычки и кроссинги зависят от аэродинамического сопротивления этих сооружений и перепада давления через них. Утечки через глухие перемычки могут приниматься равными 10—30 м3 /ми
Утечки воздуха через вентиляционные двери (шлако) можно подсчитать по формуле:
Где: — коэффициент, учитывающий количество дверей в шлюзе. При одной, двух, трех, четырех дверях принимается соответственно равным 1,0; 0,76; 0,66; 0,57;
коэффициент воздухонепроницаемости дверей, принимается от 0,005 до 0,02;
h – депрессия, под которой находится дверь, Па.
В кроссингах при хорошем уплотнении дверей и перемычек, как показывают замеры, утечки воздуха могу приниматься равными 50—75 мя /мин.
Утечки, через устья вентиляционных стволов завися от конструкции герметизирующих устройств. Обычно эти утечки объединяются с утечками через резервные вентиляторы и могут приниматься, согласно замерам 15 % и 10 % от QB при установке вентилятора соответственно в устье скипового ствола и на клетевом стволе 5 % — если ствол не оборудован подъемом и устье его закрыто.
Утечки через выработанное пространство зависят от системы разработки, схемы проветривания и способа управления кровлей. Значение их при возвратноточной схеме проветривания для сплошных систем разработок можно принимать следующее: на пологих пластах при разработке с полным обрушением, но с оставлением угольных целиков над откаточными или под вентиляционным штреками, или с выкладыванием породных и чураковых стенок — 30—70 % от Q3; при разработке с частичной закладкой — 20—35 % от Q3; на крутых пластах при разработке с поддержанием кровли на кострах, при оставлении целиков над откаточными или под вентиляционным штреками — 35% от Q3; при разработке с плавным oпусканием кровли — 45 % от Q3 .
При возвратноточной схеме проветривания для системы разработки длинными столбами по простиранию при управлении кровлей обрушением утечки можно принимать равными 15—20 % от Q3; для щитовой системы -30 % от Q3; для наклонных слоев — 25 % от Q3. Дл этих же систем разработки при прямоточных схема проветривания участка утечки через выработанное пространство можно принимать равным 25 – 50% от Q3 .
Утечки в параллельных выработках зависят от числа и качества перемычек в печах и просеках, соединяющих эти выработки. Если целики угля не трещиноваты, то утечки, отнесенные к одной шлакобетонной, шлакоблочной или каменной перемычке площадью 5 мг, равны 0,8 %; к чураковой перемычке — 1 % и к двойной дощатой с засыпкой — 1,2 % от Q3. Если породы трещиноватые, то утечки увеличиваются в 1,75 раза.
Мероприятия по снижению утечек воздуха сводятся к следующему:
снижение общешахтной депрессии, которой пропорциональны общешахтные утечки воздуха;
применение фланговой схемы проветривания, создание вентиляционных горизонтов, обособленных от откаточных;
контроль и ремонт вентиляционных сооружений, использование полимеров, герметизирующих бока выработок.
Заключение
Проветривание шахт это комплекс горнотехнических мероприятий, который обеспечивает жизнеспособность любой шахты, а учитывая тенденцию увеличения глубины разработки, повышения выделений в горные выработки газов, тепла и пыли, шахтная аэрология остается одной из наиболее приоритетных областей горной науки.
Каждый горный инженер, работающий на шахте, обязан знать процессы, происходящие в шахтной атмосфере, и уметь контролировать их таким образом, чтобы работа в шахте была в наивысшей степени безопасна.
Список литератур
1. Васюков Ю.Ф. Горное дело. — М.: Недра, 1990.
2. Заплавский Г.А., Лесных В.А. Технология подготовительных и очистных работ. –М.: Недра, 1986.
3. Ковальчук А.Б. Горное дело – М.: Недра, 1991
4. Килячков А.П., Брайцев А.В. Горное дело: Учеб. для техникумов. – М.: Недра, 1989