Вентиляция при производстве тоннельных работ
|
При ведении тоннельных работ для всех мест, где могут находиться люди, необходимы приток свежего воздуха, имеющего (в выработке) по объему не менее 20% кислорода и не более 0,5% углекислого газа, и температура не выше 25° С. Основное мероприятие в борьбе с вредными газами — усиленное проветривание (вентиляция) выработок, интенсивность которого обеспечивают с учетом количества вредных газов и допустимой их концентрации (табл. VII.1). Расчет производят по основному решающему вредному газу, имея в виду возможность комбинированного отравления, т. е. усиления токсического действия одних газов в присутствии других (например, в присутствии окислов азота отравляющее действие окиси углерода усиливается).  Для перевода концентрации (нормы) газа Ко в процентах к объему в весовую Ka и обратно можно воспользоваться зависимостью: Другая задача проветривания — обеспечить надлежащее климатическое условие в забое и выработках, которое определяется совместным влиянием температуры, влажности и скорости перемещения воздуха. Количество воздуха Q, определяемое по поступлению вредного газа, подсчитывают по формуле  Количество воздуха, необходимое для проветривания выработки после взрывных работ, определяют по условной окиси углерода  Действие вентиляции после допущения в забой рабочих должно продолжаться не менее 2 ч с расходом воздуха не менее 6 м2/мин на каждого человека, находящегося в тоннеле. Максимальная скорость воздуха в тоннельных выработках не должна превышать 4 м/сек, в исключительных случаях 6 м/сек, а в специальных вентиляционных каналах 15 м/сек. В действующих выработках она не должна быть меньше 0,15—0,25 м/сек. Для проверки качественного состава воздуха и его распределения необходимо проводить не реже четырех раз в месяц периодические замеры количества воздуха и отбор его проб для анализа. При проходке тоннелей применяют приточную, вытяжную и приточно-вытяжную (в том числе и реверсивную) системы вентиляции. На организацию проветривания благоприятно сказывается наличие сквозного направляющего хода.  Приточная вентиляция (рис. VII.1,а) — довольно распространенный вид; ее применяют при периодическом проветривании выработок после взрыва, а также для длительного воздухообмена в теплое время. Сильная струя воздуха в забое способствует быстрому его проветриванию, но газы распространяются по всей тоннельной выработке. Расстояние конца вентиляционной трубы от забоя должно быть не более длины зоны действия свободной струи 1, определяемой по формуле  При вытяжной вентиляции (рис. VII.1, б), применяемой также при взрывных работах и для общего проветривания в обычных условиях в холодное время, воздух вместе с газами забирается у места работ воздуховодом, находящимся на расстоянии от забоя не более 3 √S и не более 10 м, а чистый воздух поступает от порталов или шахт. При такой схеме свежий воздух до подхода к месту работ сильно загрязняется и, кроме того, часть вредных газов остается в углублениях, пазухах и карманах выработок. Этот недостаток ликвидирует комбинированная система (рис, VII.1, в), предусматривающая применение двух вентиляторов; всасывающего с трубой на всю длину глухой выработки и передвижного нагнетательного с короткой трубой, располагаемого на раме в 30—40 м от забоя. Эффективна для проветривания забоя после взрыва также и реверсивная система, при которой сначала при опущенном парусе производят вытяжку, а затем на длительный период систему переключают на приток. При наличии сквозного хода комбинированная система может быть осуществлена по схеме проветривания рабочих выработок из основной вентилируемой выработки (рис. VII.1, г). По такой схеме может быть построена и вентиляция верхних выработок из нижней при горном способе работ. Как исключение при проходке без взрывных работ коротких выработок, имеющих выход на поверхность, проветривание можно обеспечить за счет естественной тяги. Необходимое количество воздуха (в м3/мин) для вентилирования выработки после проведения взрывных работ можно определить по формулам:   Общий напор равен сумме потерь на всем участке от входа до выхода воздуха. С увеличением длины труб потери довольно быстро растут. Депрессию вентилятора находят как сумму депрессии сети и динамического напора. Динамическую характеристику hдин вентилятора, к. п. д. (η) и режим работы (число оборотов я) находят по универсальным характеристикам вентиляторов (рис. VII.2). По этим характеристикам подбирают вентилятор для заданных условий. Нижняя кривая, исходящая от начала координат, характеризует динамические напоры (hдин) при максимальной для данного числа оборотов производительности. Для заданных Q и hст может быть подобрано несколько вентиляторов, из них необходимо принять наиболее экономичный по затрате мощности. Мощность двигателей N для вентиляторов определяют по формуле  В исключительных случаях может быть допущено проветривание выработок сжатым воздухом. Для повышения его эффективности следует концы шлангов оборудовать эжекторами. При искусственной вентиляции основным оборудованием служат вентиляторы с двигателями и воздуховоды из металлических труб, соединяемых на фланцах. Непосредственно у забоя применяют брезентовые или виниловые трубы.  Для проветривания глухих забоев проходок применяют центробежные вентиляторы низкого и среднего давления, а при наличии основного потока сочетание осевого и центробежного вентиляторов. Осевые вентиляторы целесообразны для подачи больших объемов воздуха при невысоких напорах; центробежные — для подачи меньших объемов воздуха с большими напорами. Для проветривания выработок наиболее пригоден вентилятор «Проходка 500-2м» производительностью до 250 м2/мин и напором более 50 мм вод. ст. Параллельной работой вентиляторов увеличивают расход воздуха в сети, а последовательной — напор. В проходках, имеющих два или более выходов на поверхность, используют осевые вентиляторы. Кроме указанных видов проветривания, возможно применение скважин диаметром не менее 500—600 мм. При проветривании выработок для предохранения стволов шахт от обмерзания, а также для сушки тоннелей используют осевые вентиляторы с устройством герметических перемычек и вентиляционных дверей. При отсутствии взрывных работ необходимо подавать в выработку не менее 6 м3 чистого воздуха на каждого рабочего при наибольшем развитии фронта работ. |
