Рудникова атмосфера. Способи провітрювання гірничих виробок

Размещено на http://www.allbest.ru/

Атмосферне і шахтне повітря

На поверхні землі не виникає проблеми штучного підтримання газового складу повітря, потрібного для життєдіяльності людини, а в підземних умовах суттєвість вентиляції полягає в подачі і розподілі чистого повітря в мережі гірничих виробок та видачі із шахти забрудненого.

Атмосферне повітря - це суміш газів і водяного пару, об'ємна частина яких становить: кисню (О2) - 20,95 %; вуглекислого газу (СО2) - 0,03 %; азоту (N2) - 78,08 %; аргону (Ar), гелію (Не) та ін. газів - 0,94 %. Вміст водяної пари в атмосферному повітрі становить від 0,05 до 4 %.

Постійність хімічного складу атмосферного повітря зумовлена його величезною масою, безперервним перемішуванням мас повітря, взаємним зрівноваженням процесів поглинання і виділення газів, що проходять у природі.

Шахтне повітря - це атмосферне повітря, яке заповнює гірничі виробки і, проходячи по ним, змінює свій хімічний склад в зв'язку з наявністю в виробках процесів окислення вугілля і гірських порід, гниття лісних матеріалів, що застосовуються для кріплення виробок, виділення із вугілля і порід метану, вуглекислого газу і ін. При виконання вибухових робіт утворюється велика кількість газів, які також надходять в атмосферу гірничих виробок. крім того, виробничі процеси в шахті супроводжуються виділенням великої кількості вугільного і породного пилу, який також забруднює повітря.

Тому склад і процентне відношення газів в шахтному повітрі будуть іншими, ніж в атмосферному.

Разом з тим шахтне повітря не повинно значно відрізнятися від атмосферного, оскільки воно може бути не придатним для дихання людини і вибухонебезпечним.

В зв'язку з цим діючі правила безпеки у вугільних шахтах установлюють певні допустимі норми. Вміст кисню О2 у повітрі діючих гірничих виробок повинен бути не менше 20 % об'єму.

В умовах підземних робіт в разі зниження вмісту кисню до 17 % у людини з'являється задишка, серцебиття, а зниження вмісту кисню до 12 % смертельно небезпечне. Дуже малий вміст кисню зустрічається в старих покинутих виробках, у тупиках непровітрюваних або в слабо провітрюваних виробках, у виробленому просторі.

Основною причиною зменшення вмісту кисню в гірничій атмосфері є його витрати на підтримання процесів окислення та гниття. Невелика кількість кисню витрачається на дихання людей.

Вуглекислий газ - це газ без кольору, із слабокислим запахом і смаком, в шахтну атмосферу надходить головним чином із корисних копалин і бокових порід.

Крім того, він утворюється в шахтах під час процесів окислення (вугілля, лісоматеріалів тощо), розкладення шахтними водами деяких порід (вапняків, мергелю), пожеж і вибухів. другорядними джерелами виділення СО2 є дихання людей, вибухові роботи.

Виділення СО2 із вугілля і порід може проходити у вигляді спокійного і рівномірного витікання газу або раптового викиду. Інтенсивність виділення та утворення вуглекислого газу для різних родовищ неоднакова.

Абсолютну кількість вуглекислого газу, який утворюється в шахті, за добу, називають абсолютною вуглекислотобагатістю шахти, а кількість вуглекислого газу, яка приходиться на 1 т середньодобового видобутку, -- відносною вуглекислотобагатістю шахти.

За відносною вуглекислотобагатістю шахти розділяють на чотири групи: перша група - виділення СО2 менше 5 мі/т; друга - від 5 до 10 мі/т; третя - від 10 до 15 мі/т; четверта -- більше 15 мі/т.

Правила безпеки вимагають, щоб вміст СО2 у повітрі не перевищував за об'ємом: у діючих виробках - 0,5 %; у загальному вихідному струмені шахти - 0,75 %; у виробках, проведених по завалу, -- 1 %.

Азот - газ фізіологічно нешкідливий, хімічно не активний, дихання і горіння не підтримує. Утворюється під час процесів гниття органічних речовин і вибухових робіт.

Оксид вуглецю (СО) - газ без кольору, смаку і запаху; питома вага відносно повітря 0,97; горить; якщо його концентрація становить від 13 до 75 %, утворює з повітрям вибухову суміш. У воді розчиняється слабо. Цей газ дуже отруйний, утворюється в шахтах під час пожеж, вибухів газу й пилу, вибухових робіт. Згідно з правилами безпеки концентрація СО в гірничій атмосфері має становити 0,0016 % по об'єму.

Сірководень (Н2S) - газ без кольору, із солодкуватим смаком і запахом тухлих яєць. Газ добре розчиняється у воді, горить і може утворювати з повітрям вибухові суміші. Сірководень дуже отруйний. У шахтах утворюється в процесі гниття дерева та інших органічних речовин, під час розкладу водою сірчаного колчедану, гіпсу, а також під час вибухових робіт. дозволена концентрація сірководню в гірничих виробках становить 0,00066 % по об'єму.

Метан (СН4) - газ без кольору, запаху і смаку; питома вага відносно повітря 0,55; горить, не отруйний, погано розчиняється у воді. Метан небезпечний внаслідок його вибухових властивостей. Якщо концентрація в атмосфері менше 5 %, метан горить в разі зіткнення із джерелом запалення, а якщо від 5 до 16 % -- утворює з повітрям вибухову суміш; якщо більше 16 % -- горить спокійним полум'ям за умови відведення повітря до місця горіння.

Загоряння метану в підземних виробках становить велику небезпеку, оскільки горіння може перейти до вибуху, а останній спричинити вибух вугільного пилу.

У вугільних шахтах метан утворюється в процесі перетворення рослинних залишків у вугілля. Дуже часто метан, розміщений в породах, що вміщують вугільні пласти.

Об'єм газу, що виділяється в шахті за добу, називають абсолютною газобагатістю. Розрізняють також відносну газобагатість.

За відносною газобагатістю (мі/т добового видобутку) всі шахти розділяють на п'ять категорій: I категорія - виділення СН4 менше 5 мі/т; II - від 5 до 10 мі/т; II - від 10 до 15 мі/т; IV - більше 15 мі/т - надкатегорійні шахти, небезпечні по суфлярних виділеннях метану; V - шахти, небезпечні із-за раптового викиду вугілля та газу; шахти з викидами породи.

Згідно з правилами безпеки дозволена концентрація метану в повітрі становить (у відсотках об'єму): у вибоях очисних і підготовчих виробок - менше 2; у повітрі, що надходить у вибій з інших очисних або підготовчих вибоїв, -- не більше 0,5; перед виконанням вибухових робіт - менше 1; у вихідній течії лави - 1; у загальній вихідній течії шахти - не більше 0,75.

За присутності у повітрі 2 % метану роботи в даному вибої припиняються до зниження концентрації до 1 %.

Для створення безпечних і нормальних у санітарно-гігієнічному відношенні умов роботи шахтарів треба постійно провітрювати гірничі виробки.

Поняття про газовий режим

Контроль за складом шахтного повітря.

Газовий режим - це комплекс технічних і організаційних заходів, а також дій всіх працюючих в шахті, направлений на попередження скупчення метану в гірничих виробках, недопущення появи джерел запалювання метану, а також передбачаючий обладнання засобів для локалізації можливого вибуху метану.

Шахти, в яких зареєстровано виділення метану, підлягають переводу їх на газовий режим, що передбачає додаткові вимоги з техніки безпеки, перелік яких встановлюється Правилами безпеки. Ці вимоги відносяться до всіх операцій технологічного процесу і встановлюють особливі норми і правила поведінки працюючих в шахті. Найбільш суворі вимоги до виконання робіт на шахтах із суфлярними виділеннями метану і шахтах, небезпечних за раптовими викидами вугілля, газу і породи.

В залежності від категорії шахти Правила безпеки регламентують хто, де і коли повинен контролювати склад рудничного повітря. Контроль розподіляють на два види - періодичний і постійний. Періодичний контроль здійснюється переносними приладами (ШИ-10, ШИ-11) на місці контролю, або відбиранням проб із наступним їх аналізом в лабораторії. Постійний контроль організовують в місцях, небезпечних по скупченням метану (тупикові і очисні вибої, зони роботи очисних і прохідницьких комбайнів та ін.). Постійний контроль здійснюється за допомогою спеціальних переносних (Сигнал-2), або стаціонарних приладів і апаратів безперервної дії (комплекс «Метан»).

В шахтах III категорії по газу, надкатегорійних і небезпечних по раптових викидах контроль за концентрацією метану переносними автоматичними приладами здійснюється:

· в привибійному просторі тупикових виробок;

· в місцях роботи людей в виробках з вихідним струменем повітря на пластах, небезпечних за раптовими викидами і суфлярними виділеннями метану;

· біля виїмкових машин на дільницях з абсолютною метанобагатістю 3 мі/хв і більше, а на пластах небезпечних за раптовими викидами або суфлярними виділеннями, -- незалежно від абсолютної метанобагатості;

· на електровозах.

Згідно з вимогами ПБ на вищеназваних шахтах передбачається також безперервний автоматичний контроль за метаном в найбільш газонебезпечних місцях шахтної вентиляційної мережі за допомогою комплексу апаратури «Метан», який також здійснює видачу сигналу на автоматичне відключення електроенергії на дільниці, яка контролюється, якщо концентрація метану на ній досягла гранично допустимої величини.

Вимоги газового режиму враховуються при розробці проектів і паспортів ведення гірничих робіт, посадових інструкцій, а також при складанні планів покращення умов і охорони праці. Нагляд за виконанням вимог газового режиму здійснюють відомчі служби охорони праці і державні органи нагляду за охороною праці.

Шахтний пил

Під пилом розуміють сукупність тонкодисперсних твердих часток органічного або мінерального походження.

В гірничих виробках пил утворюється при відділенні вугілля й породи від масиву, а також транспортуванні гірничої маси. Пил різного мінерального складу придає збільшення забрудненості шахтної атмосфери, нерідко значно перевищуючу гранично допустиму концентрацію. Наявність пилу в шахтному повітрі небажано за двома причинами.

По-перше, він шкідливий для здоров'я людини. По-друге, пил деяких корисних копалин (наприклад, кам'яного вугілля або сульфідних руд), знаходячись у зваженому стані, може створювати з повітрям вибухову суміш.

Виробничий пил за дією на організм людини поділяють на отруйний (свинцевий, ртутний та ін.) і неотрутний (вугільний, породний та ін.). Вражаюча дія пилу визначається дисперсністю (розміром часток пилу), їх формою та твердістю, волокнистістю, питомою поверхнею. Шкідливість неотруйного вугільного і породного пилу обумовлена здатністю викликати професійні захворювання легень - пневмоконіози. Пневмоконіоз, викликаний вдиханням запиленого повітря, що вміщує вільний двоокис кремнію називають силікозом, а вміщуючого вугільний пил - антракозом.

Згідно з діючими санітарними нормами запиленість повітря в підземних виробках не повинна перевищувати 1 мг/мі, якщо в породному пилу не більше 70 % вільного двооксиду кремнію (SiО2); 2 мг/мі при 10-70 % вільного двооксиду кремнію; 4 мг/мі, якщо у вугільному пилу до 10 % вільного двооксиду кремнію і 10 мг/мі при вугільному пилу, що не вміщує вільний двооксид кремнію. якщо неможливо забезпечити ці норми, то робітники повинні працювати в протипилових респіраторах.

Вибуховість вугільного пилу залежить від вмісту в ньому летучих речовин, зольності, вологості, тонкості і концентрації пилу. Вибуховим вважається вугільний пил, який вміщує більше 10 % летучих, має зольність і вологість менше 40 %, розмір часток менше 0,1 мм і концентрація його 10-3000 г/мі. Для визначення вибуховості пилу, вугілля кожного пласта, який розробляється, піддають спеціальним дослідженням за допомогою приладів ПКО-1 або ПКО-1М.

Небезпека виникнення вибуху утворюється при наступних умовах: наявності в повітрі вибухонебезпечної концентрації пилу, а також осівшого в виробці; скупченні метану, який знижує межу вибухової концентрації пилу; наявності потенційного джерела запалювання пилогазової суміші.

Безпосередніми причинами вибуху вугільного пилу є відкрите полум'я, спалах або вибух газу, вибухові роботи, несправність в електричних мережах чи устаткуваннях і т. ін.

Для боротьби з вугільним пилом на всіх шахтах здійснюються заходи по комплексному обезпилюванні згідно з паспортами протипилових заходів, які затверджуються головним інженером шахти. До таких заходів відносяться:

· використання машин, які забезпечують мінімальне пилоутворення під час видобутку вугілля;

· передчасне зволоження вугільного пласта;

· зрошення місць пилоутворення і пилу, який осів;

· ефективне провітрювання виробок;

· періодична очистка від пилу відкаточних і вентиляційних виробок;

· розташування скіпових підйомів в стволах з вихідним повітряним струменем.

До заходів, які перешкоджають виникненню джерел запалювання пилу відносяться:

· використання запобіжних ВР, засобів підривання; вибухонебезпечного електрообладнання;

· заборону відкритого вогню і паління.

До заходів по локалізації або подавленню вибухів пилу відносяться сланцювання виробок і застосування сланцевих заслонів. Сланцювання виробок - це штучне підвищення зольності пилу, який розташувався на поверхні виробок, за рахунок добавлення до нього стандартного інертного пилу, виготовленого із вапняку і глинистого сланцю. Використання інертного пилу засновано на охолоджуючій дії за рахунок витрати теплової енергії на нагрівання інертного пилу.

Зволожування вугільного масиву здійснюється шляхом нагнітання води і розчинів змочувачів у вугільний пласт під тиском.

Зрошування джерел пилоутворення здійснюється шляхом подачі води в зону руйнування масиву, чи на навантажувально-перевантажувальні пункти.

Пиловибухозахист гірничих виробок здійснюється шляхом побілки і мокрого протирання виробок, зв'язування пилу змочувально-зв'язуючими речовинами, створення у виробках водяних чи туманостворюючих завіс із тонкодиспергованої води.



Кліматичні умови в гірничих виробках

Важливою особливістю праці людини під землею є його знаходження в специфічних кліматичних умовах. В гірничих виробках вони визначаються температурою вологістю, швидкістю руху повітряного струмені і його тиском. Температура і вологість атмосферного повітря змінюється в результаті проходження його по гірничим виробкам.

На добові і річні коливання температури повітря в шахті впливають такі фактори:

· Нагрівання повітря в результаті стискування під час його руху вниз по стволу. При цьому на кожні 100 м підвищення температури здійснюється на 1 °С. Під час руху повітря вверх по стволу здійснюється його розширення, яке супроводжується поглинанням тепла (на 100м температура знижується на 0,8--0,9 °С.

· Температура гірничих порід і теплообмін між породами і повітрям. На відстані до 25--30м від земної поверхні температура гірничих порід залежить від коливань температури атмосферного повітря. На глибині 25-30м температура порід залишається на протязі року постійною, причому на 1,5-2 °С вище за середньорічну температуру даної місцевості.

При дальшому поглибленні температура гірничих порід підвищується під впливом внутрішнього тепла Землі.

Показником інтенсивності збільшення температури з глибиною є геотермічна ступінь, тобто відстань в метрах, на яку необхідно поглибитись, щоб температура порід підвищилась на 1 єС. Величину геотермічної ступені для вугленосних відкладень приймають 35-45 м.

Кількість тепла, яке віддається гірничими породами рухомому повітрю, залежить від різниці температури порід і повітря, від коефіцієнта тепловіддачі порід, швидкості руху повітря і інших факторів.

Внаслідок того, що повітря, проходячи виробками, змінює температуру гірничих порід, навколо виробки з часом створюється зона, в межах якої температура відрізняється від температури порід в глибині масиву. Ця зона має назву «тепловирівнюючої сорочки». Товщина цієї зони залежить від часу експлуатації виробки і різниці температури повітря і порід, швидкості і кількості повітря, яке проходить виробкою, теплопровідності порід.

· Екзотермічні (тепловиділяючі) і ендотермічні (теплопоглинаючі) процеси в гірничих виробках. До екзотермічних процесів відноситься окислення вугілля і лісних матеріалів, а до ендотермічних - випарування води.

· Температура повітря на земній поверхні. А в глибоких шахтах, де формується власний клімат, цей вплив незначний.

· Робота машин і механізмів, вибухові роботи, тепловиділення від людей.

За даними А. Н. Щербаня тепловиділення на глибині 1000 м із різних джерел шахт Донбасу такі (%):

· гірничі породи - 48,5;

· при окисленні вугілля і дерева - 28,8;

· при охолодженні добутого вугілля і породи - 9;

· в результаті роботи механізмів і електрообладнання - 8,5;

· інших джерел - 5,2.

Вологість шахтного повітря залежить від вологості атмосферного повітря, яке надходить в шахту, обводненості виробок і від температурних умов.

Відрізняють абсолютну і відносну вологість.

Абсолютна вологість f - це кількість водяної пари, г, яка міститься в 1мі повітря. При даній температурі в повітрі може міститись тільки певна кількість F (t) водяної пари. Таке повітря називають насиченим.

Відносна вологість - це відношення кількості водяної пари, яка міститься в якому-небудь об'ємі, до максимально можливої її кількості при даній температурі.

Кількість водяної пари в насиченому повітрі залежить від температури і чим вона нижче, тим менше вологість. Взимку холодне атмосферне повітря містить незначну абсолютну кількість вологи f, і, коли таке повітря проходить сухими виробками з підвищеною температурою, відносна вологість його знижується, так як збільшується Ft. Найбільша відносна вологість (до 90-100 %) спостерігається, як правило, в вихідному струмені.

Встановлено, що навіть при інтенсивному провітрюванні гірничих виробок на глибині більше 1000м трудно створити кліматичні умови, які забезпечували продуктивність і разом з тим комфортні умови праці.

Підвищення швидкості руху повітря погіршує самопочуття, так як сприяє підсиленню конвективного теплообміну та процесу тепловіддачі при випаровуванні поту із організму людини, а при підвищенні температури повітря мають місце зворотні явища. Так при температурі повітря понад 30 єС працездатність людини починає падати. Тривалий вплив високої температури у поєднанні зі значною вологістю може призвести до накопичення теплоти в організмі і до гіпертермії - тобто стану, при якому температура тіла людини піднімається до 38…40°С і, як наслідок, наступає тепловий удар, спостерігається головний біль, запаморочення та інші негативні явища.

Тому, поряд з роботами по підтриманню певного хімічного складу повітря, в шахті необхідно підтримувати і певну температуру, вологість і швидкість руху повітря.

Температура повітря в гірничих виробках не повинна перевищувати +26 єС при швидкості повітряного струменя не менше 2 м/с і відносній вологості повітря до 90%, і +25°С при вологості повітря більше 90 %.

Для зниження температури повітря в гірничих виробках глибоких шахт необхідно використовувати кондиціонування повітря, тобто штучне охолодження і осушення перегрітого повітря.

Для контролю за температурою і відносною вологістю повітря в шахтах використовують психрометри, а для заміру швидкості руху повітря - анемометри.

Причини, які обумовлюють рух повітря по виробках

Свіже повітря для провітрювання шахти надходить по одному стволу (повітряподавальному), а відводиться ї шахти по іншому (вентиляційному). Його рух виробками шахти здійснюється за рахунок різниці тиску (депресії) між названими вище стволами, яку можна забезпечити вентиляторами головного провітрювання трьома способами. Вентилятор може подавати повітря в шахту за рахунок розрідження, яке здійснюється в вентиляційному каналі на вході в вентилятор, або за рахунок натиску, який отримують на виході із вентилятора. В першому випадку спосіб вентиляції називають всисним, а в другому - нагнітальним. Використовують також комбінований спосіб (нагнітально-всисний).

Основний спосіб провітрювання газових шахт - всисний. Нагнітальний спосіб провітрювання застосовується при малій глибині розробки вугільних пластів, а нагнітально-всисний - на шахтах з великою сумарною довжиною гірничих виробок і при розробці вугільний пластів, схильних до самозапалювання.

Як правило, до складу головної вентиляційної установки входять два однотипних вентилятори, пристосовані до реверсування (перекидання) повітряного струменя у необхідних випадках (при пожежі, вибуху). Вентиляційні установки можуть працювати в автоматичному режимі, без постійної присутності обслуговуючого персоналу.

Для запобігання обмерзання повітряподавальних стволів та інших виробок взимку необхідно підігрівати повітря, яке подається в шахту. Підігрівання здійснюється калориферними установками шляхом пропускання повітря через них. Теплоносіями в калориферній установці використовують водяні пари або гарячу воду. Відповідно до ПБ калориферна установка повинна забезпечувати температуру повітря, що подається в шахту, не менше як +2°С в 5 м від сполучення каналу калорифера з вентилятором.

Вентиляційні пристрої в підземних виробках

Для розподілу поданого в шахту повітря по гірничих виробках, в залежності від розрахункової потрібності, використовують підземні вентиляційні пристрої. Це перемички, вітрила, перегородки, кросинги.

Перемичка являє собою стіну, яку споруджують впоперек виробки з метою повного перекриття руху повітря виробкою. перемички з дверима влаштовують в діючих виробках, які розділяють вхідний і вихідний повітряні струмені. Без наявності таких перемичок виникло б закорочення повітряного струменя. Тому, для запобігання такого закорочення, а також для проходу через них людей і перевезення вантажів влаштовують дві перемички, які розташовують на відстані, рівній довжині самого довгого потягу. Такі перемички називають шлюзовими. Двері шлюзових перемичок відкриваються послідовно. Для запобігання одночасного відкривання дверей, вони обладнані механічною або електричною блокуванням. Залишати відкритими вентиляційні двері категорично забороняється.

Для обмеження проходу повітря в виробку, яка перекривається, або спрямування більшої частини в інші виробки, в вентиляційних дверях і перемичках влаштовують вентиляційні вікна, які створюють додатковий опір руху повітря, і таким чином здійснюється перерозподіл останнього.

Перемички споруджують із дерева, цегли, каміння і бетону. Двері можуть бути виготовлені із дерева або металу.

При тимчасовому регулюванні подачі повітря в виробці її переріз перекривають вітрилом - тобто перемичкою із грубої тканини. Вітрило прикріплюється тільки до верхняка кріплення і не здійснює значних перешкод для пересування людей і перевезення вантажів.

Перегородка - це стінка, яка споруджується вздовж довгої осі виробки для забезпечення зустрічного руху повітряних струменів без їх перемішування. Таку ж функцію можуть виконувати і металеві труби великого перерізу.

Кросинг - це пристрій аналогічний по призначенню перегородці, але споруджується він в місцях перетину виробок. Кросинги виконують у вигляді обхідних виробок в горизонтальній або вертикальній площині. Для пропускання невеликої кількості повітря споруджують більш прості кросинги із металевих труб великого діаметра.

Витоки повітря і заходи боротьби з ними

Витоками називають такий рух повітря із свіжого в вихідний струмінь, при якому ця кількість повітря не проходить через місця його основного використання і при цьому знижується його споживання у вибоях очисних і підготовчих виробок. Для компенсації витоку приходиться подавати в шахту повітря більше, ніж вимагається із умов підтримки його достатньої чистоти. А це, в свою чергу, приводить до збільшення матеріальних витрат на вентиляцію.

Герметизуючими пристроями для відокремлення свіжого струменя повітря від вихідного є цілики вугілля, вентиляційні двері (рис. 2, 3), перемички, кросинги (рис. 1) та ін.

Рис. 1. Види кросингів

Рис. 2. Вентиляційні двері з вікном

Рис. 3. Вентиляційні двері

Витоки повітря розподіляють на підземні (внутрішньошахтні) - між окремими виробками в шахті, поверхневі - підсоси повітря із поверхні в підземні виробки або, навпаки, витрати повітря через зони тріщинуватості із підземних виробок в атмосферу і загальношахтні, які включають підземні і поверхневі витоки

В шахті витоки повітря можуть бути:

· через вентиляційні споруди;

· через вироблений простір;

· в паралельних виробках через перемички і цілики вугілля.

Основні витоки в шахті здійснюються через вентиляційні споруди (до 70-90 % від усіх підземних витоків).

Зменшення надходження повітря в очисні вибої внаслідок витоків може призвести до підвищення вмісту в повітрі шкідливих і вибухонебезпечних газів, а просочування повітря через щілини в ціликах може викликати самозапалювання корисних копалин.

Витоки повітря вимірюються як в абсолютних величинах (мі/хв), так і в відсотках від початкової кількості повітря (наприклад, яка подається в шахту або на початок виробки).

Для визначення величини витоку звичайно вимірюють кількість повітря, яке проходить перед вентиляційною спорудою і за нею (рис. 4). Внаслідок коливань витрат повітря в гірничих виробках виміри необхідно виконувати одночасно, а місця їх бажано розташовувати не ближче десяти діаметрів виробки від поворотів, сполучень виробок і т. п. для запобігання впливу збуреного потоку.

Для зменшення витоку повітря через вентиляційні споруди необхідно стежити за правильністю конструктивного виконання, своєчасно виконувати ремонт, використовувати матеріали з малою повітряпроникливістю.

Рис. 4. Вимірювання витоків повітря через вентиляційні споруди

рудниковий атмосфера провітрювання виробка

Глухі перемички слід влаштовувати в достатньо глибокому врубі в оточуючих породах, після чого периметр перемички ретельно промазати цементним або глиняним розчином. поверхню перемички необхідно штукатурити цементно-вапняним розчином (з боку більшого тиску).

Кросинги повинні бути достатньо міцними, щоб не руйнувались під дією гірничого тиску.

Завантажувальні і розвантажувальні пристрої, як правило, герметизуються шаром вугілля достатньої висоти, а також спеціальними заслінками.

Витоки через надшахтні будівлі знижуються штукатуркою стін, застосуванням подвійним віконних рам, перекриттям отворів для каналів спеціальними клапанами, ущільненням ґрунту навколо будівлі.

Канали вентиляторів повинні штукатуритися, шар ґрунту над ними повинен бути достатньої товщини і щільності.

Особливе значення в шахтах мають витоки повітря через вироблений простір виїмкових дільниць внаслідок їх відносно великої величини, а також їх впливу на винос із виробленого простору різних газів.

Витоки через вироблений простір виїмкових дільниць складає 10…35 % від кількості повітря, яке надходить до вибою.

Величина витоку через вироблений простір визначається схемою вентиляції дільниці, аеродинамічним опором і розрізом виробленого простору, депресією дільниці, опором виробок, що оконтурюють.

Характер і величина витоку через вироблений простір в значній мірі визначається схемою його примикання до виїмкових виробок.

Рис. 5. Витоки повітря через вироблений простір

На рис. 5а показані лінії витоку в виробленому просторі при суцільній системі розробки. В цьому випадку витік зменшує надходження повітря в вибій, а гази, які виділяються в виробленому просторі, виносяться в вентиляційний штрек. при стовповій системі (рис. 5, б) витоки зменшують кількість повітря в нижній частині лави і збільшують його в верхній. При цьому гази із виробленого простору заносяться в верхню частину лави. При прямоточній схемі провітрювання з розташуванням вентиляційного штреку в масиві вугілля (рис. 5, в) витоки відбуваються із конвеєрного штреку в лаву і одночасно заносять туди гази із виробленого простору.

Зменшення витоків повітря через вироблений простір можна досягти заміною способу управління покрівлею, зменшенням аеродинамічного опору виїмкових штреків і т. п. Витоки через обвалення, що досягають земної поверхні, зменшують за рахунок засипання та ущільнення щілин із поверхні.

В шахтах часто свіжий струмінь повітря рухається по одній із паралельних виробок, а вихідний - по другій. Через перемички в збійках, які з'єднують усі виробки, а також через цілики, які розділяють ці виробки, виникають витоки повітря. Усі витоки інколи досягають 50…70 % кількості повітря, що подається в шахту.

Зменшення витоків в паралельних виробках можна досягти за рахунок більш якісної герметизації перемичок, обробки оголеної поверхні герметизуючими речовинами, зменшення депресії виробок і їх питомого аеродинамічного опору.

Контроль за станом рудникової атмосфери

Згідно з Правилами безпеки у вугільних шахтах для оцінки якості повітря, правильності його розподілу по виробках та визначення газовості шахт проводяться перевірка складу повітря та виміри його витрат у вихідних струменях очисних та тупикових виробок, виїмкових дільниць, крил, пластів та шахти в цілому.

Крім зазначених вище місць, виміри витрат повітря повинні проводитися на головних вхідних струменях шахти, біля всіх розгалужень свіжих повітряних струменів, біля вибоїв тупикових виробок, біля ВМП.

Перевірка складу повітря та вимір його витрат повинні проводитися на шахтах негазових, I та II категорій за газом один раз на місяць, на шахтах III категорії - два рази на місяць, надкатегорійних та небезпечних за раптовими викидами вугілля та газу - три рази на місяць, а на шахтах, що розробляють пласти вугілля, схильного до самозапалювання, -- не рідше двох разів на місяць. При цьому в усіх місцях перевірки складу повітря вимірюються його швидкість і температура.

Перевірка складу повітря після підривних робіт повинна проводитися не рідше одного разу на місяць у стволах, не залежно від їх глибини, а в інших тупикових виробках при довжині 300 м та більше.

Результати вимірів та дані про склад повітря повинні заноситися до Вентиляційного журналу.

У місцях виміру витрат повітря на головних вхідних та вихідних струменях шахти повинні бути влаштовані вимірні станції. В інших виробках вимір витрат повітря повинен проводитися на прямолінійних незахаращених ділянках з кріпленням, щільно прилеглим до стінок виробки.

У всіх місцях виміру витрат повітря повинні бути дошки, на яких записуються: дата виміру, площа поперечного перерізу виробки (вимірної станції), розрахункові та фактичні витрати повітря, швидкість повітряного струменя.

У шахтах III категорії, надкатегорійних та небезпечних за раптовими викидами контроль вмісту метану біля прохідницьких та виймальних комбайнів і врубових машин повинен проводитися за допомогою вмонтованих автоматичних приладів.

У шахтах, небезпечних за раптовими викидами, усі працівники, що проводять роботи в тупикових та очисних виробках та у виробках з вихідним вентиляційним струменем, повинні забезпечуватися індивідуальними сигналізаторами метану, суміщеними із шахтними головними світильниками.

Автоматична стаціонарна апаратура та вмонтовані прилади контролю вмісту метану повинні забезпечувати автоматичне відключення електроенергії у разі неприпустимої концентрації метану.

Контроль концентрації метану в газових шахтах повинен здійснюватися у всіх виробках, де може виділятися або скупчуватися метан. Місця та періодичність вимірів установлюються головним інженером шахти. При цьому повинні виконуватися такі вимоги:

а) біля вибоїв діючих тупикових виробок, у вихідних вентиляційних струменях тупикових виробок і виїмкових дільниць виміри концентрації метану повинні виконуватися змінними керівниками робіт дільниць, бригадирами (ланковими), працівниками дільниці ВТБ.

У разі відсутності автоматичного контролю вмісту метану виміри повинні виконуватися: в шахтах I і II категорій - не менше двох разів на зміну, в шахтах III категорії і вище - не менше трьох разів на зміну. Один із вимірів повинен виконуватися на початку зміни. при цьому не рідше одного разу на зміну виміри повинні виконуватися працівниками дільниці ВТБ.

б) у вхідних до тупикових та очисних виробок і виїмкових дільниць вентиляційних струменях, у недіючих тупикових та очисних виробках та їх вихідних струменях, у вихідних вентиляційних струменях крил та шахт виміри концентрації метану повинні виконуватися працівниками дільниці ВТБ не рідше одного разу на добу;

в) у машинних камерах виміри концентрації метану повинні виконуватися змінними посадовими особами дільниць або персоналом, що обслуговує камери, не рідше одного разу на зміну та працівниками дільниці ВТБ - не рідше одного разу на добу.

Результати вимірів концентрації метану, проведених протягом зміни, заносяться на дошки, установлені у відповідних місцях. Змінні посадові особи дільниці ВТБ, крім того, заносять результати виконання ними вимірів до наряд-путівок. дані наряд-путівок протягом доби повинні бути перенесені до Книги вимірів метану та обліків загазувань та підписані начальником дільниці ВТБ. Наряд-путівки повинні зберігатися не менш як 12 місяців.

Аварійні випадки загазування виробок незалежно від тривалості загазування (крім місцевих скупчень біля комбайнів, врубових машин та бурильних верстатів) повинні розслідуватися.

Усі випадки спалаху газу та вугільного пилу незалежно від викликаних ними наслідків повинні розслідуватися і оформлятися актами.

На шахтах, що розробляють пласти вугілля, схильні до самозапалювання, повинен проводитися контроль вмісту оксиду вуглецю (СО) у рудниковому повітрі.

На всіх газових шахтах у тупикових виробках, що проводяться із застосуванням електроенергії та провітрюються ВМП, повинна застосовуватися апаратура автоматичного контролю кількості повітря.



Література

1. Ананьин Г.П. и др. Технология подземных горных работ - М.: Недра, 1970. - 367 стр.

2. Горная энциклопедия - М.: Сов. энциклопедия, 1984-1990 гг.

3. Дорохов Д.В. и др. Технология подземной разработки пластовых месторождений полезных ископаемых - Донецк: ДонГТУ, 1997. - 344 стр.

4. Килячков А.П. Технология горного производства - М.: Недра, 1985.

5. Некрасовский Я.Э., Колоколов О.В. Основы технологии горного производства - М.: Недра, 1981. - 200 стр.

6. Правила безпеки у вугільних і сланцевих шахтах - К.: Основа, 1994. - 356 стр.

7. Правила технической эксплуатации угольных и сланцевых шахт - М.: Недра, 1986.

8. Стрельников В.И. Технология очистных работ - Донецк: ДонНТУ, 2001. - 150 стр.

Размещено на Allbest.ru

...