Аэрология

22.3. Схемы вентиляции с обособленным разбавлением вредностей
В газовых шахтах с высокой газообильностью выработанного про­странства и разрабатываемых пластов и при ведении горных ра­бот на глубоких горизонтах необходимо применять схемы венти­ляции с обособленным разбавлением метана, поступающего из различных источников (рис. 22.4). Достоинствами этих схем явля­ются:
обособленный вынос метана, выделяющегося из разрабатывае­мого пласта, выработанного пространства и из транспортируемого угля;
повышение эффективности дегазации сближенных пластов за счет увеличения срока службы дегазационных скважин, которые бурятся из дополнительной выработки;
уменьшение температуры поступающей струи воздуха за счет тепловыделений из местных источников;
уменьшение запыленности поступающей струи, так как воздух, подаваемый в лаву, движется не по транспортным выработкам;
повышение безопасности работ за счет дополнительных выхо­дов на свежую струю.
Аналогичные схемы вентиляции выемочных участков применя­ются и при отработке пластов лавами по восстанию (падению).
22.4. Схемы вентиляции при разработке мощных крутых пластов

Рис. 22.4. Схемы вентиляции выемочных участков с обособленным разбавлением вредностей
276

При щитовой системе разработки мощных крутых пластов очист­ной забой проветривается по схеме, показанной на рис, 22.5. Све­жий воздух поступает в забой по углеспускным печам, проходит по призабойному пространству под щитом и далее через сбойку

Рис. 22.5. Схема вентиляции выемочного участка при щитовой системе разра­ботки мощных крутых пластов

Рис. 22.6. Схема вентиляции выемочного участка при разработке мощных кру­тых пластов с закладкой выработанного пространства
и ходовую печь поступает в вентиляционный штрек. В случае раз­работки мощных крутых пластов с закладкой выработанного про­странства и длинными столбами по простиранию вентиляция участка осуществляется по схемам, показанным на рис. 22.6 и 22.7.
При гидравлической выемке крутых пластов мощностью 6— 8 м с применением однопанельной подэтажной гидроотбойки используется схема вентиляции, при которой воздух на участок
т

поступает с аккумулирующего штрека (рис. 22.8). На послед­нем установлены вентиляторы местного проветривания, подаю­щие воздух в очистные забои подэтажей по трубопроводам, проложенным в ходовой печи. Исходящая струя по ходовой печи отводится в вентиляционный штрек. Наличие в схеме вентилято­ров местного проветривания вызывает увеличение расхода энер-
278

Рис. 22.9. Схема вентиляции выемочного участка за счет общешахтной де­прессии при однопанельной подэтажной гидроотбойке угля:
/ — аккумулирующий штрек; 2 — печи; 3 — очистной забой; 4 — подэтажный штрек; 5 — ходовая печь; 6 — перемычки
гии на вентиляцию при незначительной подаче воздуха в очист­ной забой, который в данном случае не проветривается сквозной струей. Воздух поступает в забой в значительной степени за счет эжектирующего воздействия гидромониторной струи. Поэтому в очистных забоях могут образовываться скопления метана.
В аналогичных условиях применяется схема вентиляции очист­ных забоев за счет общешахтной депрессии (рис. 22.9). В этом случае подэтажи через каждые 6 м соединяются печами. Воздух поступает по аккумулирующему штреку и по печам подается в очистной забой. Затем воздушная струя направляется по под-этажному штреку в ходовую печь и далее в общешахтную исходя­щую струю. Распределение воздуха регулируется с помощью пе­ремычек. Достоинства схемы — высокая надежность, отсутствие вентиляторов местного проветривания и трубопроводов. Недо­статки— необходимость проведения большого числа нарезных вы­работок и устройства перемычек, высокие утечки воздуха.
Движение гидросмеси в открытых желобах выработок гидро­шахт вызывает дополнительное аэродинамическое сопротивление при встречном движении воздуха и помогает движению воздуха при попутном его движении. Поэтому к схемам проветривания на гидрошахтах предъявляется требование попутного движения гид­росмеси и воздуха (особенно в выработках, непосредственно при­мыкающих к очистным забоям, где расход воздуха незначителен). На гидрошахтах необходимо обращать особое внимание на на­дежность проветривания очистных забоев. В случае использования схем с применением вентиляторов местного проветривания необхо­димо обеспечить требуемую дальнобойность свободной воздушной
279

Рис. 22.10. Схемы последовательного (а) и параллельного (б) проветривания группы камерообразных выработок


-JiT/

^///У7^^У^^УУ/^///Д^^////И
струи. С этой целью применяются спаренные вентиляторы, обра­щается особое внимание на герметичность трубопроводов, не до­пускается рециркуляция воздушного потока.
22.5. Вентиляция очистных блоков в рудных шахтах
С аэродинамической точки зрения все очистные выработки рудни­ков подразделяются на камерообразные и лавообразные. К ка-мерообразным относятся выработки большого объема, в которых турбулентные воздушные потоки являются свободными, т. е. не имеют твердых границ. Процесс разбавления и выноса вредных примесей свободными турбулентными струями весьма сложен, что определило разработку и практическое использование специфиче­ских методов расчета вентиляции камерообразных выработок. К лавообразным относятся выработки, в которых турбулентный воздушный поток занимает все пространство. В этом случае тур­булентные характеристики потока, определяющие интенсивность процесса разбавления и выноса примесей, формируются твердыми границами (стенками) потока. Камерообразные выработки провет­риваются путем подачи воздуха по одной или нескольким выра­боткам или трубам. Группы камерообразных выработок могут проветриваться последовательно, параллельно и последовательно-параллельно (рис, 22.10). Лавообразные очистные выработки в рудных шахтах проветриваются такими же способами, как и в угольных шахтах. В рудных шахтах применяются различные в основном не типовые схемы проветривания очистных забоев.
При системах разработки с естественным поддержанием очист­ного пространства проветривание очистных блоков осуществляется как за счет турбулентных свободных струй, распространяющихся в относительно ограниченном пространстве, так и за счет интен­сивного выноса примесей потоком воздуха, распределенным по всему очистному пространству. Камеры проветриваются свобод­ными струями в основном при механизированной доставке руды, когда призабойное пространство требует особенно интенсивного проветривания. При сплошной системе разработки проветривание камер осуществляется за счет общешахтной депрессии (рис. 22.11). Воздух подается по панельному штреку, ортам и заездам в приза­бойное пространство, где работают погрузочно-доставочные, вспо­могательные и бурильные машины. Исходящая струя отводится по вентиляционному орту и далее по вентиляционному штреку. По мере подвигаиия забоя очистное пространство изолируется перемычками, устанавливаемыми в вентиляционных сбойках. Так как объем выработанного пространства в панелях большой, обес­печить достаточно интенсивную вентиляцию всего выработанного пространства невозможно. Схема вентиляции недостаточно эффек­тивна вследствие больших утечек воздуха, малой скорости его движения по выработкам большого сечения. Слабый вынос вред­ных газов воздушным потоком в значительной степени компенси­руется разбавлением их в камерах. Схемы вентиляции очистных 280