Лекция 18

1 Регулирование расхода воздуха

При развитии горных работ появляется необходимость в изменении общего количества воздуха, поступающего в шахту, и в перераспределении его между отдельными участками. Регулирование расхода воздуха может быть естественным и искусственным.

Естественное регулирование расхода воздуха достигается изменением скорости вращения рабочего колеса вентилятора, поворотом лопаток рабочего колеса у осевых вентиляторов и реже изменением сопротивления канала вентилятора. Увеличить количество воздуха, подаваемого вентилятором в шахту, можно путем уменьшения сопротивления шахты посредством раскрепления или расширения выработок, замены одного вида крепи другим, с меньшим аэродинамическим сопротивлением, расширения кроссингов и каналов вентиляторов, сокращения длины выработок, разделения воздушной струи на возможно большее число параллельных струй, а также уменьшением поверхностных утечек.

При естественном распределении воздуха в параллельных и диагональных соединениях не всегда обеспечивается надлежащее проветривание выработок и забоев. Поэтому возникает необходимость в искусственном перераспределении количества воздуха между участками, которое осуществляется следующими способами:

1. Регулирование распределения воздуха с помощью вентиляционного окна

Вентиляционное окно представляет собой, как правило, прямоугольное отверстие в двери или перемычке.

Вентиляционное окно устанавливают в выработке, где необходимо уменьшить расход воздуха.

Дверь с окном устанавливают в тех выработках, где редко перемещаются грузы и люди. Перемычка с окном – там, где нет движения транспорта и людей.

Сечение окна определяется, как правило, заранее, специальным расчетом. Окно оборудуется задвижкой, позволяющей изменять сечение окна, а, следовательно, и количество воздуха в выработке.

Прогноз эффективности регулирования производится, с использованием соответствующего программного обеспечения, службой вентиляции шахты или службой ДГС ГВГСС.

2. Регулирование количества воздуха уменьшением сопротивления выработок

Способ используется для увеличения количества воздуха, проходящего по одной из параллельных ветвей, что достигается за счет уменьшения коэффициента аэродинамического сопротивления выработок , увеличения их поперечного сечения и сокращения длины. Коэффициент уменьшается при креплении капитальных выработок бетоном, замене деревянной крепи металлической или сборной железобетонной. Для сокращения длины вентиляционных струй иногда проводят дополнительные более короткие выработки, а старые погашают.

3. Регулирование количества воздуха вспомогательными вентиляторами

Вспомогательные вентиляторы устанавливают для усиления проветривания участков и крыльев шахты. При этом в большинстве случаев выработку перегораживают перемычкой, сквозь которую пропускают диффузор вентилятора, и весь воздух, поступающий в выработку, проходит через вентилятор.

Достоинства способа – возможность быстрого увеличения количества воздуха на участке.

Недостатки способа:

– при остановке вентилятора участок быстро загазируется;

– при неплотной перемычке или трещиноватых боковых породах возможна циркуляция воздуха;

– в случае пожара или взрыва вентиляторы разрушаются и на участке трудно восстановить проветривание.

Вследствие указанных недостатков применение подземных вспомогательных вентиляторов ПБ допускает в исключительных случаях.

4. Регулирование при помощи воздушных завес

Сущность способа заключается в том, что в месте разветвления двух выработок устанавливают плоскую форсунку, из которой выпускают струю воздуха под углом 45⁰-60⁰ навстречу потоку. В результате взаимодействия двух потоков воздуха струя завесы изгибается и, перекрывая частично устье одной выработки, направляет большую часть воздуха в другую. Для создания воздушной завесы используется ВМП, соединенный с форсункой коротким трубопроводом. Форсунка имеет щель шириной 50-100мм и высотой, равной высоте выработки. Воздушные завесы позволяют не устанавливать вентиляционных дверей, что облегчает работу транспорта.

2. Явление «короткого тока»

При регулировании расхода воздуха необходимо обращать особое внимание на выработки, соединяющие свежие и исходящие струи. В таких выработках устанавливаются вентиляционные двери или перемычки. В случае разрушения вентиляционной двери большая часть воздуха пойдет по короткому пути, минуя очистный забой. Это явление носит название «короткого тока».

«Короткий ток» может возникнуть также между вентилятором и атмосферой в случае нарушений герметичности устройств, закрывающих устье шахтного ствола. «Короткие токи» ухудшают проветривание шахт, так как при этом, с одной стороны, резко уменьшается количество воздуха, поступающего в очистные забои, с другой стороны – резко увеличивается дебит вентилятора вследствие уменьшения общего сопротивления шахты.