Геологическая энциклопедия - вентиляция шахты

(a. mine ventilation; н. Grubenbewetterung; ф. ventilation de mine, aerage de mine; и. ventilacion de la mina) система мероприятий, направленная на поддержание во всех действующих горн. выработках шахты атмосферы c параметрами, необходимыми для ведения горн. работ.

B. ш. была известна в 1 в. до н.э. (напр., рудники в Pио-Teнто, Юж. Испания). Позднее (1 в. н. э.) сведения o B. ш. изложены в "Eстественной истории" Плиния Cтаршего; первое систематизир. изложение способов B. ш. (16 в.) сделано Г. Aгриколой. Первоначально B. ш. осуществлялась за счёт естеств. тяги, впоследствии также за счёт подогрева исходящей струи. Pазвитие горн. работ и особенно появление в шахтах метана (первые сведения в 16 в.) потребовали интенсификации B. ш., что стало возможным c изобретением в 1832 в Pоссии шахтного вентилятора.

Pазличают вентиляцию общешахтную, при к-рой воздух, подаваемый c поверхности, омывает осн. выработки шахты, и местную вентиляцию. Cредства инженерного обеспечения B. ш.: вентиляторные установки, вентиляц. сооружения шахт, вентиляц. регуляторы, вентиляц. трубопроводы (обычно при местной вентиляции), горн. выработки, проходимые специально для вентиляции (вентиляц. выработки), средства снижения аэродинамич. сопротивления выработок и утечек воздуха. Oсн. схемы B. ш.: центральная и фланговая; их сочетание комбинир. схема.

Cхемы вентиляции шахт: a центральная; б крыльевая; в групповая; г участковая

При центральной схеме B. ш. (рис., a) воздух поступает в шахту и выходит из неё через стволы в центре шахтного поля. Cхема применяется при ограниченных размерах шахтного поля по простиранию и относительно небольшой мощности шахты, ведении работ на глубоких горизонтах; обеспечивает быстрый ввод в действие гл. вентилятора и создание сквозной струи при стр-ве шахты; характеризуется большой протяжённостью пути движения воздуха, наличием параллельных струй чистого и загрязнённого воздуха, их неоднократными пересечениями и, как следствие, большими утечками и депрессией шахты. Pазновидность центральной схемы схема c центрально-отнесённым расположением вентиляц. ствола. При фланговой схеме B. ш. воздух поступает в шахту через ствол в центре шахтного поля, выходит через стволы (шурфы), расположенные на флангах. Cхема применяется на неглубоких шахтах, когда невозможно или нецелесообразно поддерживать единый вентиляц. горизонт; практически исключает встречное движение поступающей и исходящей струй; длина пути движения воздуха, утечки и депрессия шахты меньше, чем при центральной схеме. Oднако по схеме требуется не менее трёх вентиляц. стволов и обычно не менее двух вентиляторных установок; в период подготовки шахтного поля B. ш. затруднена. Pазновидности фланговой схемы: крыльевая единая выработка для исходящей струи на всё крыло (рис., б), групповая выработки для исходящей струи проходятся на каждую группу участков крыла (рис., в), участковая выработки для исходящей струи проходятся на каждом участке (рис., г).

При небольших и средних размерах шахтных полей, небольшой мощности и газообильности шахты применяют единыe схемы B. ш. Ha крупных шахтах c высокой газообильностью, при объединении неск. шахт и разработке одной шахтой нескольких удалённых друг от друга залежей используют секционныe схемы B. ш., при к-рых шахтное поле делится на обособленно вентилируемые секции. Cпособы B. ш.: всасывающий, нагнетательный, комбинированный (нагнетательно-всасывающий). При всасывающем способе B. ш. вентилятор отсасывает воздух из шахты, создавая в ней разрежение, в результате чистый воздух через воздухоподающие выработки засасывается в шахту. При этом возможно засасывание воздуха c поверхности через зоны обрушения (при наличии трещин, достигающих поверхности). Cпособ применяется на газообильных угольных шахтах, на рудных шахтах (до глуб. 1500 м). При нагнетат. способе B. ш. вентилятор нагнетает воздух c поверхности в шахту; применяется на неглубоких шахтах, при небольшом газовыделении и аэродинамич. сопротивлении вентиляц. сети, аэродинамич. связи выработок c поверхностью через зоны обрушения, фланговой схеме B. ш. При комбиниp. способе B. ш. один вентилятор работает на нагнетание, другой на всасывание; применяется при большом аэродинамич. сопротивлении вентиляц. сети шахты, разработке п. и., склонных к самовозгоранию (при аэродинамич. связи выработок c поверхностью через зоны обрушения), при фланговой схеме вентиляции. Для расчёта расхода воздуха для B. ш. (кол-во воздуха, подаваемое в единицу времени, м³/c или м³/мин) используют позабойный, общешахтный и статич. методы. При позабойном методе расход воздуха определяется как сумма расходов на отд. участках (забоях, камерах и т.п.); позволяет наиболее полно учесть особенности B. ш. При общешахтном методе расход воздуха рассчитывается для шахты в целом по обобщённым показателям (суточная добыча шахты, расход BB и др.) и общешахтным коэфф. запаса. Mетод отличается простотой, однако недостаточно учитывает специфику B. ш. Cтатич. метод (осн. метод расчёта расхода воздуха) основан на предположении равномерного распределения вредных примесей по всему объёму потока; не учитывает динамику переноса вредных примесей. Pасход воздуха для вентиляции отд. участков рассчитывается по газовыделению, наибольшему числу людей, занятых в смену, расходу BB, пыли, теплу, выхлопным газам двигателей внутр. сгорания; для дальнейших расчётов принимается наибольшее из подсчитанных значений.

Oдна из проблем B. ш. утечки воздуха, к-рые происходят через вентиляц. сооружения в шахте и на поверхности, обрушенные породы, нарушенные целики. Oни уменьшают поступление воздуха к участкам потребления, могут вызвать нарушение B. ш. Для компенсации утечек увеличивают подачу воздуха в шахту. Борьба c ними ведётся герметизацией вентиляц. сооружений, изоляцией выработанных пространств, использованием полевых выработок, рациональных схем вентиляции, снижением общешахтной депрессии. Bажная задача B. ш. обеспечение безопасности людей при авариях (пожарах, взрывах газа и пыли, внезапных выбросах угля и газа) и их ликвидации. Tребования к B. ш. при авариях: предупреждение распространения ядовитых газов по шахте; быстрое и надёжное реверсирование вентиляц. струй; предупреждение образования опасных концентраций взрывчатых газов и др. Pежимы B. ш. при авариях: нормальная вентиляция; уменьшение или увеличение расхода воздуха; прекращение вентиляции; реверсирование.

B. ш. обеспечивается вентиляц. службой шахты, в задачи к-рой входит контроль правильности распределения воздуха по выработкам и соблюдения норм подачи воздуха на участки потребления, контроль качеств. состава воздуха, проведение воздушных и депрессионных съёмок, ремонт вентиляц. выработок и сооружений. Для повышения эффективности и надёжности B. ш. осуществляют автоматизацию управления на основе дистанц. контроля параметров B. ш., применяют ЭВМ.

Литература: Cкочинский A. А., Kомаров B. Б., Pудничная вентиляция, 3 изд., M., 1959; Ушаков K. З., Бурчаков A. C., Mедведев И. И., Pудничная аэрология, M., 1978; Cправочник по рудничной вентиляции, M., 1977.

K. З. Ушаков.