Республики узбекистан алмалыкский филиал ташкентского государственного технического университета имени ислама каримова кафедра «горное дело»

Рис. 10.5. Схемы вентиляции карьера нагнетательным способом: а и б — соответственно с применением труб и использованием выработок.
При нагнетательном способе вентиляции чистый воздух подает­ся непосредственно в зону загрязнения, что обеспечивает сравни­тельно быстрое ее проветривание. Струя воздуха, обладая боль­шой эжектирующей способностью, подсасывает находящиеся вбли­зи загрязненные массы атмосферного воздуха, разбавляет содер­жащиеся в них вредности и выбрасывает на более высокие гори­зонты или в другие нерабочие или менее загрязненные участки карьера. При всасывающем способе вентиляции воздух с большим содержанием вредностей отсасывается из зоны загрязнения, а его место занимает притекающий из соседних участков более чистый воздух. К центру зоны загрязнения (в нем обычно располагается горное оборудование, являющееся источником выделения вредно­стей) чистый воздух поступает лишь после удаления всего загряз­ненного воздуха.
В результате при всасывающем способе продол­жительность вентиляции больше, чем при нагнетательном. Досто­инство всасывающего способа заключается в том, что удаление отсасываемого загрязненного воздуха происходит за пределы карь­ера. Кроме того, вследствие небольших скоростей движения воз­духа при всасывающем способе исключается дополнительное пыле- образование из-за сдувания осевшей пыли, что может быть при нагнетательном способе, когда воздух постулат в карьер с большой скоростью.
В целом вентиляция с применением труб или использованием выработок малоэффективна из-за ограниченности подачи воздуха, по воздухопроводам существующими средствами вентиляции. При этом способе требуются неоправданно большие затраты, особенно при вентиляции с использованием выработок, если они проводятся непосредственно лишь для этой цели. Рассматриваемый способ может быть эффективным только при вентиляции небольших зон загрязнения и при условии непосредственного подведения к ним вентиляционных трубопроводов или выработок; последнее, однако, связано с определенными трудностями из-за постоянного переме­щения рабочих мест и, следовательно, зон загрязнения.
Имеются предложения использовать для вентиляции карьеров вертикальные трубы из легкого материала, удерживаемые дири­жаблями или аэростатами. По предварительной экономической оценке этот способ является дорогостоящим.

Технические средства при вентиляции свободными струями.

Классификация технических средств. Технические средства, применяемые для вентиляции карьеров свободными струями, мож­но разделить на следующие группы:
- установки на базе вентиляторов;
- установки на базе авиационной техники;
- тепловые установки.
В установках I группы используются как обычные шахтные вентиляторы, так и вентиляторы, специально сконструированные для проветривания карьеров.
Турбовинтовые и турбореактивные авиационные двигатели, а также несущие винты вертолетов применяют в установках II группы.
В установках III группы используется принцип конвективного движения подогретых масс воздуха. Основными частями таких установок являются тепловыделяющиеся элементы.
По температуре создаваемых свободных воздушных струй уста­новки для вентиляции карьеров подразделяются на установки, соз­дающие изотермические и неизотермические струи.
Изотермическими называются свободные воздушные струи, тем­пература которых равна температуре окружающего воздуха. Эти струи создаются установками небольшой мощности. К ним отно­сятся установки на базе вентиляторов, некоторые установки на базе авиационной техники (установки местного проветривания УМП-1, УМ.П-14, УМП-21), в которых используются авиационные винты с обычными дизельными или электрическими двигателями. Изотермические струи могут создавать и мощные установки с тур­бовинтовыми авиационными двигателями при условии отвода горячих отработанных газов двигателя от создаваемой им свободной воздушной струи, как это, например, выполнено в установке НК-12КВ.
Неизотермическими называются свободные воздушные струи, температура которых отличается от температуры окружающего воздуха. Обычно в неизотермических струях температура воздуха выше температуры окружающей среды из-за предварительного его подогрева двигателями. Любой двигатель нагревает проходящий мимо него воздух вследствие свойственных ему теплопотерь. По­этому все воздушные струи, создаваемые как установками на базе авиационной техники, так и установками на базе вентиляторов и тем более тепловыми являются неизотермическими. Однако степень перегрева воздуха в струе (т. е. разность температур в струе и в окружающем воздухе) весьма различна. Так, например, если в установках на базе вентиляторов или авиационных винтов не­большой мощности перегрев в начале струи не превышает несколь­ких десятков градусов, то в установках на базе турбореактивных двигателей он достигает нескольких сотен градусов. Поэтому струи с незначительным перегревом (десятки градусов) считаются изо­термическими, с большим перегревом (сотни градусов)—неизотер­мическими.
Неизотермические струи создаются мощными установками на базе турбовинтовых и турбореактивных двигателей (АИ-20КВ, УВУ-1, НК-12КВ без отвода отработанных газов), а также тепло­выми установками.
Сравнение эффективности проветривания карьеров изо- и неизо­термическими струями показывает, что предпочтительнее приме­нять изотермические струи. Прежде всего они более экономичны. Затраты мощности на единицу объемного расхода воздуха в изо­термических струях меньше. Это весьма важно, если учесть, что искусственная вентиляция карьеров требует большого расхода энергии.
Во-вторых, параметры изотермических струй почти не зависят от температурных условий в карьере. Например, дальнобойность горизонтальных изотермических струй не зависит от температурной стратификации атмосферы карьера, а дальнобойность вертикаль­ных при инверсионном состоянии атмосферы карьера достигает ра­бочего значения через некоторое время после включения в работу установки. Неизотермические же струи существенно изменяют свои параметры в зависимости от температурных условий в карьере. Наиболее сильно влияние температурной стратификации проявля­ется при инверсионных состояниях атмосферы на конвективные струи, которые прекращают существование при их охлаждении до температуры окружающего воздуха.
В установках на базе вентиляторов применяют проходческие шахтные вентиляторы (типа «Проходка», ВМ и др.) или более мощные стационарные вентиляторы. Имеется опыт разработки спе­циального карьерного вентилятора (ПВУ-6). Все эти установки применяются для местного проветривания сравнительно небольших зон загрязнений. При этом вентиляторы могут использоваться как без, так и с трубопроводами.
Вентиляторы без трубопроводов применяются, ког­да поперечный размер зоны загрязнения не превышает дально­бойности струи вентилятора. Это обычно локальные загрязнения, вызываемые работой отдельной машины (экскаватора, бурового станка и т. п.). В этом случае вентилятор располагается вне зоны загрязнения, а его струя направляется на источник выделения вредностей. В результате создаваемого им направленного движе­ния воздуха загрязняющие примеси удаляются с рабочих площа­док и рассеиваются в атмосфере карьера.