 |
6.2. Способы и схемы проветривания шахт
|
|
|
|
Воздух по выработке будет двигаться в том случае, если между ее началом и концом будет иметься разность давлений, называемая в рудничной вентиляции депрессией (А). Чем больше депрессия между двумя пунктами, тем выше на этом участке скорость движения воздуха.
Депрессия может возникать естественным путем (естественная тяга) и создаваться искусственно вентиляторами.
Е с т е с т в е н н а я т я г а возникает в основном из-за разности температур атмосферного и рудничного воздуха при наличии разностей отметок устьев двух или более выработок, к выходящих на поверхность, которые можно рассматривать как сообщающиеся между собой сосуды АС и DE (рис. 6. 2). Летом температура воздуха в подземных выработках ниже, чем на поверхности, а плотность его выше. Поэтому давление воздуха в стволе 2 (участок DE) будет больше, чем суммарное давление в стволе 1 (участок ВС) и на поверхности (участок АВ), и он будет двигаться от ствола 2 к стволу 1. Зимой воздух движется в обратном направлении.
Если температура наружного и рудничного воздуха одинакова, что наблюдается чаще весной или осенью, естественная тяга почти отсутствует. Даже при благоприятных условиях она невелика (порядка десятков Паскалей) и не обеспечивает поступления в шахту необходимого количества воздуха.
Для искусственного проветривания применяют центробежные и осевые вентиляторы.
Центробежный вентилятор (рис. 6. 3, а) состоит из рабочего колеса 1, имеющего форму барабана с лопатками. Колесо помещено в спиральный металлический кожух 3 и закреплено на валу, опирающемся на подшипники 5. При вращении рабочего колеса воздух между лопатками приходит в движение и под воздействием центробежной силы выбрасывается к внешней окружности колеса и далее через спиральный кожух и диффузор 2 в атмосферу. Вследствие выбрасывания воздуха в центральной части колеса создается разрежение, вызывающее непрерывный поток воздуха через всасывающее отверстие присоединенное к вентиляционному каналу или трубопроводу.
|
|
|
Вентиляторы г л а в н о г о п р о в е т р и в а н и я устанавливают в специальном здании на некотором расстоянии от устья вентиляционного ствола и соединяют с последним вентиляционным каналом. Устье ствола перекрывается. Промышленностью выпускаются центробежные вентиляторы ВЦ-15, ВЦ-25, ВЦ-31-5М, ВЦД-47У (цифры обозначают диаметр колеса в дециметрах). Подача вентиляторов достигает 500 м/с3, давление (депрессия) — до 104 Па.
Рис. 6. 2. Схема движения воздуха в руднике за счет естественной тяги
Рис. 6. 3. Схема центробежного (а) и осевого (б) вентиляторов
Осевой вентилятор (рис. 6. 3, б) состоит из кожуха 1, в котором помещено одно или несколько рабочих колес 4 с лопатками 5, установленными под некоторым углом к плоскости вращения колеса на втулке 7.
При вращении рабочего колеса воздух между лопатками получает движение в плоскости вращения и параллельно оси вращения, т. е. движется винтообразно. Выправление потока воздуха осуществляется спрямляющим устройством 2, пройдя который воздух через кольцевой диффузор 3 выходит в атмосферу. Для уменьшения сопротивления перед втулкой монтируется обтекатель 6. Промышленностью выпускаются осевые вентиляторы главного
проветривания ВОД-ПГТ, ВОД-16П, ВОД-21, ВОД-21М, ВОД-30, ВОД-40, ВОД-50. Подача осевых вентиляторов до 200 м3/с, давление до 6•103 Па.
Центробежные вентиляторы надежны в работе, обладают относительно невысоким уровнем шума и большим напором. К недостаткам этих вентиляторов относятся более низкий по сравнению с осевыми к. п. д., необходимость устройства специальных обводных каналов для р е в е р с и р о в а н и я п о т о к а в о з д у х а (изменение его направления на обратное). Необходимость реверсирования воздушной струи возникает при ликвидации в шахте пожаров.
|
|
|
Осевые вентиляторы более просты по устройству и реверсированию потока воздуха (путем изменения направления вращения рабочего колеса или поворотом лопаток). Их недостаток —
высокий уровень шума.
Х а р а к т е р и с т и к о й в е н т и л я т о р о в называют кривую, выражающую зависимость между депрессией, создаваемой вентилятором, и подачей воздуха. Характеристику получают при испытаниях вентиляторов как на заводе, так и установленных на шахте путем замеров подачи воздуха и давления при различных положениях диафрагм или задвижки (шибера). Характеристика осевого вентилятора является монотонной: с увеличением подачи воздуха непрерывно падает депрессия h (рис. 6. 4). Характеристика центробежного вентилятора является « г о р б а т о и ». Восходящая часть кривой соответствует неустойчивой работе вентилятора, а нисходящая — устойчивой.
Способ вскрытия и взаимное расположение шахтных стволов определяют две основные схемы проветривания: центральную и фланговую (диагональную).
Рис. 6. 4. Характеристики осевого (1)
и центробежного (2) вентиляторов
Рис. 6. 4. Центральная (а) и диагональ (б) схемы проветривания
При центральной схеме проветривания (рис. 6. 5, а) главный 1 и вентиляционный 3 стволы располагают в центре шахтного поля на небольшом расстоянии друг от друга. При всасывающем способе проветривания вентилятор 2 отсасывает воздух из вентиляционного ствола, а свежая струя воздуха поступает через главный ствол в выработки откаточного горизонта 5 и проходит через выработки 6 очистных блоков. Загрязненный воздух по выработкам вентиляционного горизонта 4 поступает к вентиляционному стволу, по которому он выбрасывается в атмосферу.
Для обеспечения движения воздуха в нужном направлении в некоторых выработках устанавливают различные вентиляционные сооружения 7 (перемычки, вентиляционные двери л т. п. ).
При диагональной (фланговой) схеме проветривания (рис. 6. 5, б) вентиляционные стволы находятся на флангах шахтного поля. Этим обеспечиваются постоянная величина депрессии и более устойчивый вентиляционный режим. Наличие двух запасных выходов на поверхность создает большую безопасность для работающих. Применяют также нагнетательный способ
|
|
|
проветривания при котором вентилятор подает воздух в подземные выработки, создавая в них избыточное давление.
При большой длине шахтного поля применяют нагнетательно-всасывающий способ проветривания.
Независимо от схемы и способа проветривания воздушная струя в очистных забоях, как правило должна двигаться снизу вверх во избежание выноса пыли и вредных газов в откаточные выработки. Запрещена подача и удаление воздуха через завалы и обрушенную руду или породу.
|
|
|
