Проветривание тупиковых выработок
Методические указания
По проведению практического занятия № 08
Тема:3.8. Проветривание горных выработок при их проведении.
Составление паспорта проветривания забоя подготовительной выработки
По дисциплине: СД.ДС .01Горное дело
Продолжительность: 2 часа
Для специальности: 140613 Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического оборудования (специализация 01)
Автор: Скрипченко Н.Ф.
Практическое занятие № 08
Тема: 3.8. Проветривание горных выработок при их проведении.
Составление паспорта проветривания забоя подготовительной выработки
Цель: Изучение способов проветривания тупиковых выработок при нормальных режимах работы в условиях шахты «Прогресс».
Входной контроль
1. Задачи службы ВТБ.
2. Периодичность определения расхода воздуха в выработках шахты.
3. Исходя из чего и какими правилами устанавливается скорость движения воздуха?
Теоретический материал
СОСТАВЛЕНИЕ ПАСПОРТА ПРОВЕТРИВАНИЯ ЗАБОЯ ПОДГОТОВИТЕЛЬНОЙ ВЫРАБОТКИ
Основной задачей вентиляции тупиковых выработок является подача в забой достаточного количества воздуха, обеспечивающего скорость его движения, достаточную для эффективного проветривания как призабойной части, так и всей выработки в целом. Скорость движения воздуха устанавливается Правилами безопасности, исходя из необходимости исключения местных и слоевых скоплений метана, удаления из проводимой выработки в кратчайшее расчетное время ядовитых продуктов взрыва и создания нормальных температурных условий в выработке.
КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ШАХТЫ «ПРОГРЕСС»
Шахта «Прогресс» сдана в эксплуатацию с проектной мощностью 1800 тыс. тонн в год.
Шахтное поле вскрыто главными центральными стволами: скиповым, клетевым и клетевым №2, а также вентиляционными: северным и южным.
По метанообильности шахта относится к сверхкатегорной. По внезапным выбросам и по пыли – не опасная. Приток воды по шахте составляет: нормальный – 350-400 м3/час, максимальный – 500 м3/час.
Шахтой разрабатывается пласт h8, запасы 650 тыс. тонн/год, с преобладающей мощностью 1,1-1,3 м. Система разработки на вскрытой части запасов пласта h8 комбинированная и столбовая. В очистных забоях выемка угля осуществляется комбайнами РКУ-10 с креплениями очистного пространства механизированными крепями 2КД-90. Способ управления кровлей - полное обрушение.
Подача свежего воздуха в шахту осуществляется по двум клетевым стволам, каждый диаметром 8 м. В околоствольном дворе свежий воздух распределяется на северную и южную панели. Исходящая струя из южной панели поступает на южный вентиляционный ствол к вентиляционной установке, оборудованной двумя вентиляторами главного проветривания типа ВЦД - 31,5. Исходящая струя из выработок северной панели и уклонного поля поступает на северный вентиляционный ствол, который оборудован двумя вентиляторами главного проветривания типа ВЦД - 32М.
СОСТОЯНИЕ ТЕПЛОВОГО РЕЖИМА ШАХТЫ «ПРОГРЕСС»
Параметры микроклимата во всех действующих и планируемых к вводу в работу лавах и тупиковых подготовительных выработках по сочетанию температуры, относительной влажности и скорости воздуха на рабочих местах не удовлетворяют требованиям Правилам безопасности в угольных шахтах.
На основании шахтных обследований температурного режима горных выработок, анализа материалов шахтных депрессионных съемок, изучения горнотехнических решений, паспортов отработки лав и проведения, подготовительных выработок установлены основные источники нагрева рудничного воздуха. В реальных условиях шахты при температурах окружающего горного массива 37-40 0С основными причинами формирования неблагоприятного микроклимата в лавах и тупиковых подготовительных выработках являются:
ü недостаточные расходы воздуха для проветривания выемочных участков, лав и тупиковых подготовительных выработок;
ü большая протяженность и разветвленность воздухоподающих выработок;
ü обводненность воздухоподающих выработок;
ü применение неэффективных по тепловому фактору схем проветривания выемочных участков и технологических схем очистной выемки;
ü неудовлетворительное состояние участковых воздухоподающих и вентиляционных выработок;
ü неудовлетворительное состояние гибких вентиляционных трубопроводов для проветривания тупиковых подготовительных выработок.
Недостаточная обеспеченность рабочих мест воздухом, является одной из основных причин формирования неблагоприятных тепловых условий, и обусловлена как сложностью шахтной вентиляционной сети, так и неудовлетворительным состоянием вентиляционных сооружений.
Фактические значения внешних утечек воздуха на южном, северном и скиповом стволах, являющимися вентиляционными стволами шахты, превышают нормативные значения утечек воздуха на 25-30 %.
Из-за неудовлетворительного состояния гибких вентиляционных трубопроводов к забоям тупиковых подготовительных выработок поступает 100-150 м/мин воздуха. Вследствие недостаточных расходов воздуха в призабойных зонах тупиковых выработок формируются неблагоприятные тепловые условия даже при их протяженности 70-100 м.
Обводненность основных воздухоподающих выработок и участковых выработок приводит к интенсивному тепло- и влагонасыщению воздуха, поступающего на проветривание выемочных участков.
Нормализация тепловых условий в лавах и подготовительных выработках шахты возможна на основе выполнения комплекса мер по снижению нагрева воздуха и искусственному его охлаждению.
СПОСОБЫ ПРОВЕТРИВАНИЯ ТУПИКОВЫХ ВЫРАБОТОК ПРИ НОРМАЛЬНЫХ РЕЖИМАХ
Проветривание выработок за счет общешахтной депрессии
Проветривание тупиковых выработок должно производиться с помощью вентиляторов местного проветривания (ВМП) или за счет общешахтной депрессии.
При проветривании за счет общешахтной депрессии подача воздуха в забой тупиковых выработок производится за счет работы вентиляторов главного проветривания с применением продольных перегородок, вентиляционных труб, скважин и параллельных выработок.
Продольные перегородки (рис.1а) применяются тогда, когда к забою нужно подать большое количество воздуха при небольшой длине выработок (не более 60 м). Продольные перегородки возводятся из прорезиненной ткани, досок, кирпича и др. Основное требование к перегородкам - воздухонепроницаемость. Для борьбы с потерями воздуха перегородки должны покрываться цементным раствором или глиной, торкретбетоном или пенополиуретаном. Продольные перегородки используются редко.
Проветривание тупиковых выработок с помощью жестких вентиляционных труб (рис.1 б, в) может быть осуществлено в сочетании с перемычкой. Так как сопротивление труб сравнительно велико, этот способ применяется для проветривания коротких выработок. В зависимости от конкретных условий по трубе может подаваться свежий воздух или удаляться загазированный.
Рис. 1. - Схемы проветривания тупиковых выработок за счет общешахтной депрессии с применением продольной перегородки (а) и вентиляционной трубы, подающей воздух в забой (б) и отсасывающей воздух из забоя (в).
Проветривание с использованием параллельных выработок применяется тогда, когда выработка большой длины проводится по полезному ископаемому и для ее проветривания требуется подавать значительное количество воздуха. В этом случае рядом с основной выработкой проводится вспомогательная выработка. Через определенные промежутки (10-20 м) выработки сбиваются между собой. По мере проведения новых сбоек между выработками в старых сбойках должны возводиться перемычки, покрываемые воздухонепроницаемыми составами.
Основное достоинство всех перечисленных способов подачи воздуха в тупиковые забои за счет общешахтной депрессии - непрерывность действия вентиляции в течение суток и отсутствие в выработке механических возбудителей тяги, что обеспечивает надежность и безопасность работ.
Проветривание выработок с использованием вентиляторов местного проветривания
При проветривании выработок с помощью вентиляторов местного проветривания применяют следующие способы вентиляции: нагнетательный, всасывающий и комбинированный.
Нагнетательный способ проветривания – наиболее распространен. Достоинство его заключается в том, что проветривание призабойного пространства осуществляется деятельной струей свежего воздуха, выходящего из трубопровода с большой скоростью. По Правилам безопасности на газовых угольных шахтах конец трубопровода должен располагаться на расстоянии от забоя <8 м, а в негазовых и рудных шахтах – на расстоянии <12 и <10 м соответственно.
К достоинствам нагнетательного способа проветривания относится и то, что в призабойное пространство (где имеет место максимальное газовыделение и находятся люди) поступает свежий воздух, что облегчает создание безопасных условий труда. По мере движения воздуха от забоя к устью в него выделяется из поверхности выработки газ. Содержание газа в исходящем потоке непрерывно повышается вплоть до выхода воздуха в выработку, проветриваемую за счет общешахтной депрессии.
Если подача нагнетательного вентилятора, установленного на сквозной выработке, больше расхода подаваемого по ней воздуха, то часть исходящего воздуха будет вновь засасываться вентилятором и направляться по трубопроводу в забой. Такое явление носит название рециркуляции воздуха. Для предотвращения рециркуляции Правила безопасности предписывают устанавливать вентилятор на расстоянии >10 м от устья проветриваемой выработки. При этом подача вентилятора должна быть <70% расхода воздуха, движущегося по сквозной выработке.
Недостаток нагнетательного способа проветривания заключается в том, что при ведении взрывных работ ядовитые газы взрыва движутся по выработке. Поэтому люди могут войти в выработку только тогда, когда содержание ядовитых газов в ней в пересчете на условную окись углерода составляет 0,008 % по объему.
Рис. 2. - Схема проветривание выработок нагнетательным способом с использованием вентилятора местного проветривания.
Всасывающий способ проветривания применяется на угольных и рудных шахтах, не опасных по газу. Достоинство его заключается в том, что несвежий воздух отводится из призабойного пространства по трубопроводу, а так как свежий воздух поступает к забою по выработке, то большая ее часть незагазована. Эффективность проветривания выработки всасывающим способом зависит от расстояния между концом всасывающего трубопровода и забоем. По мере увеличения этого расстояния в призабойной части образуется застойная зона и продолжительность проветривания выработки резко возрастает.
Основной недостаток этого способа проветривания заключается в трудности выдерживания расстояния от забоя, так как конец трубопровода находится в зоне разлета кусков породы и вероятность его повреждения весьма высокая.
Рис.3. Схема проветривание выработок всасывающим и нагнетательно-всасывающим способом с использованием вентилятора местного проветривания.
Комбинированный (нагнетательно-всасывающий) способ проветривания чаще применяется при скоростной проходке на негазовых шахтах. В нем сочетаются достоинства нагнетательного способа (активное перемешивание газов в призабойной зоне) и всасывающего (ограниченный объем проветривания). При комбинированном способе проветривания используется один или два вентилятора. В случае использования одного вентилятора он работает вначале на всасывание, а после удаления высококонцентрированного газового облака из забоя по трубопроводу в исходящую струю вентилятор переключается на нагнетание. При использовании двух вентиляторов основной вентилятор устанавливается вблизи устья выработки (на расстоянии >10 м) и работает на всасывание. Второй вентилятор (вспомогательный) снабжается коротким нагнетательным трубопроводом и устанавливается в выработке вблизи забоя. Подача нагнетательного вентилятора должна быть на 20-30 % меньше количества воздуха, которое поступает во всасывающий трубопровод. Для предотвращения распространения газового облака в сторону устья иногда в выработке на расстоянии 30-50 м от забоя устанавливается перемычка.
Проветривание тупиковых выработок
При аварийных режимах
Восстановление нормального режима вентиляции в тупиковых выработках при авариях является сложной технической задачей, так как доступ в аварийную выработку возможен только со стороны исходящей струи воздуха, где, как правило, высокие концентрация метана и температура. Положение усугубляется, если вентиляционный трубопровод, обеспечивавший проветривание выработки до аварии, частично или полностью вышел из строя.
Для восстановления проветривания тупиковых выработок при сохранении целостности вентиляционного трубопровода разработано большое количество способов и средств. В то же время для случая выгорания трубопровода или разрушения его в результате взрыва имеется единственный способ - прокладка нового трубопровода вручную. Однако применение этого способа сопряжено с опасностью.
Для повышения безопасности и снижения трудоемкости работ по прокладке трубопровода и восстановлению проветривания тупиковой выработки может быть использован способ. Сущность которого состоит в том, что самопрокладка гибкого трубопровода осуществляется путем его выворачивания наизнанку под действием избыточного давления, воздействующего на торец трубопровода. Этот способ позволяет проложить трубопровод по выработке без нахождения в ней человека, однако эксплуатация трубопровода возможна только после разгерметизации его конца, для этого необходимо присутствие человека.
Устройство для тушения пожара, обеспечивает самопрокладку водоподающего шланга по горной выработке. Недостаток способа – не позволяет использовать трубопровод для целей вентиляции выработки в любой момент его прокладки.
Вывод: Применение холодильной техники на шахте «Прогресс» позволит снизить температуру в выработке до установленной в Правилах безопасности. Приводятся описания способов проветривания тупиковых выработок при нормальных и аварийных режимах, указываются их достоинства и недостатки.
Ход работы
1. Ответить на вопросы входного контроля.
2. Изучить теоретический материал.
3. Выполнить описание процесса проветривание выработок за счет общешахтной депрессии. Выполнить схему.
4. Выполнить описание основных причин, которые являются формирующими неблагоприятный микроклимат в лавах и тупиковых подготовительных выработках для реальных условий шахты при температурах окружающего горного массива 37-400С.
5. Назовите основные причины формирования неблагоприятных тепловых условий на рабочих местах.
6. Выполнить описание способов проветривание выработок с использованием вентиляторов местного проветривания. Схемы.
7. Для составление паспорта проветривания забоя:
1). Выполнить схему проветривания (рис.4);
2). Перечислить места проведения замера воздуха;
3). Выполнить таблицу условных обозначений;
Рис.4.Схема проветривания
Контрольные вопросы
1. Как осуществляется проветривание тупиковых выработок при аварийных режимах?
Список литературы
1. Егоров П.В., Основы горного дела [Текст]:учеб. пособ./ П.В. Егоров, Е.А. Бобер -изд. 2-е стереотипное- М.; Издательство МГУ, 2006- 408 с.
2. Васючков Ю.Ф. Горное дело[Текст]:учеб. пособ./ Ю.Ф.Васючков - М.: Недра, 1990 .
3. Килячков АЛ., Горное дело [Текст]:учеб. пособ./ АЛ. Килячков, Л.В. Брайцев - М.; Недра, 1992 .