I. ШАХТНАЯ АТМОСФЕРА
1. ШАХТНЫЙ ВОЗДУХ
1.1. Атмосферный воздух
Производительность труда, здоровье, а порой и жизнь трудящихся на шахтах зависят от состояния атмосферных условий — чистоты воздуха, его температуры и скорости движения.
Атмосферный воздух — это оболочка, окружающая Землю и состоящая из смеси газов и паров. Он находится в непрерывном движении. При этом изменяются его температура, давление и состав. Изменения температуры зависят от времени года, широты местности, высоты над уровнем моря и колеблются в широких пределах (от —80 до +50 °С). Давление атмосферного воздуха на уровне моря принято считать равным 101,3 кПа. В действительности же давление зависит от влажности воздуха, температуры, скорости перемещения воздушных потоков и изменяется в пределах 80—120 кПа. С увеличением высоты над уровнем моря при прочих равных условиях атмосферное давление уменьшается.
За длительный период существования жизни на Земле установилось динамическое равновесие между процессами поглощения и выделения газов. Состав атмосферного воздуха практически постоянен (содержание азота, кислорода, аргона, углекислого газа равно соответственно 70,08; 20,95; 0,93 и 0,03%, суммарное содержание гелия, неона, криптона, ксенона, озона не превышает 0,01 %) • Главными источниками выделения кислорода являются планктонная пленка океана и растительный мир. Углекислый газ выделяется в результате деятельности вулканов, окислительных процессов в почве и др.
В атмосферном воздухе содержатся механические примеси (пыль, кристаллики льда, капельки влаги). Максимальные значения запыленности и задымленное™ атмосферного воздуха имеют место над материками и промышленными районами, а также в местах с засушливым климатом. Относительная влажность воздуха колеблется от нескольких десятков до ста процентов.
1.2. Изменение состава воздуха при его движении
по горным выработкам
Атмосферный воздух, заполняющий горные выработки, называется рудничным, или шахтным. Состав и другие параметры шахтного воздуха отличаются от атмосферного. Если состав
шахтного воздуха отличается незначительно, то такой воздух
9
называется свежим, или чистым. При существенном отличии состава шахтного воздуха от атмосферного воздух называется испорченным, или загрязненным. Выработки, по которым подается чистый воздух, называются воздухошодающими, а выработки, по которым удаляется испорченный воздух,— вентиляционными. Изменения состава воздуха при его движении по горным выработкам сводятся к уменьшению содержания кислорода и увеличению содержания углекислого газа, азота, метана, окиси углерода и других газов, а также пыли. Кроме того, меняется температура, влажность воздуха и атмосферное давление. Различают техногенные (зависящие от технологии ведения горных работ) и природные источники загрязнения воздуха. К техногенным источникам относятся производство взрывных работ, работа двигателей внутреннего сгорания, разрушение горных пород и полезного ископаемого в процессе отделения их от массива и др. Природными источниками являются обнаженные поверхности горного массива, отбитые куски угля и породы, минеральные источники, пересекаемые горными выработками, и др.
Содержание газов в воздухе характеризуется их концентрацией, равной отношению количества данного газа ко всему количеству газовоздушной смеси (по объему или массе). Концентрация газа выражается также отношением его массы к объему смеси (мг/л). При известной концентрации газа по объему концентрация газа по массе (мг/л) определяется по формуле
С м - 0,446Мсоб,
где М — относительная молекулярная масса; с0б — концентрация газа по объему, %.
В связи с тем, что температура пород, начиная с некоторой глубины, имеет положительное значение, среднегодовая температура воздуха в шахтах выше, чем на поверхности. Максимальные сезонные и суточные колебания температуры воздуха наблюдаются в воздухоподающих выработках, минимальные—в вентиляционных. На большинстве шахт имеет место приток воды в горные выработки, поэтому влажность воздуха в них, как правило, выше, чем на поверхности. Особенно высока влажность воздуха на гидрошахтах и шахтах с гидротранспортом угля. На шахтах, где притока воды нет (каменносоляпые, калийные), влажность воздуха зависит от температуры горных пород и влажности воздуха на [поверхности (летом она выше, зимой ниже).
Давление воздуха зависит от глубины разработки, чем больше глубина горных работ, тем выше давление. При достигнутой на шахтах глубине разработки оно достигает 120 кПа и более. На шахтах, расположенных в высокогорных районах, давление воздуха ниже, чем на уровне моря. Вентилятор, работающий на нагнетание, повышает давление воздуха в выработке, вентилятор, работающий на разрежение, понижает его :
10
Do'stlaringiz bilan baham: |