Рудникова вентиляція — регульований обмін повітря в гірничих виробках шахт (рудників), система заходів, направлена на підтримку у всіх діючих гірничих виробках шахти атмосфери з параметрами, необхідними для ведення гірничих робіт. Здійснюється з використанням у виробках вентиляційних дверей, перегородок, перемичок тощо, встановлених на поверхні землі вентиляторів (головний вентилятор). Іноді застосовують підземні допоміжні вентилятори (ними провітрюють виїмкові ділянки).

Теоретичні засади рудникової вентиляції досліджує розділ гірничих наук — рудникова аерологія.

Розрізняють природне провітрювання (тяга повітря по виробках здійснюється за рахунок різниці температур повітря на поверхні і в підземних виробках) і штучне (тяга здійснюється вентиляторами шляхом нагнітання свіжого повітря в шахту або відсмоктування забрудненого з шахти).

Розрізняють вентиляцію загальношахтну, при якій повітря, що подається з поверхні, омиває основні виробки шахти, і вентиляцію місцеву.

Історія

У пізньому середньовіччі для вентиляції використовували природну депресію (див. De Re Metallica), а пізніше також парові повітродувні машини. Для провітрювання вибоїв застосовували шахтні вентилятори з ручним приводом, а з кінця XIX ст. — з електричним. Недостатня інтенсивність вентиляції часто призводила до накопичення гримучого газу і/або метану у небезпечних концентраціях, який міг вибухнути при використанні відкритих ламп. На жаль, Донбас зазнав багато трагічних випадків, пов'язаних з цією проблемою. Одним із способів запобігання цьому лиху (знаним ще з середньовіччя) було випалювання газу, який збирався у покрівлі виробок. Оскільки шахтарі працювали тоді тільки вдень, то вночі у виробки спускалися гірники-газопали (так звані «покутники»), які, одягнені у захисну одіж, повзли виробками з піднятими до покрівлі факелами. Газ, що був легшим за повітря, скупчувався саме там. Якщо його було небагато, він випалювався без вибуху, але траплялися випадки, коли гірники-газопали не поверталися зі своєї нічної зміни…

Забезпечення вентиляції шахт Засоби інженерного забезпечення вентиляції шахт:

шахтні вентиляційні установки вентиляційні пристрої шахт і рудників вентиляційні трубопроводи, вентиляційні виробки - гірничі виробки, які проходять спеціально з метою забезпечення вентиляції, засоби зниження аеродинамічного опору гірничих виробок і зменшення непродуктивних витоків повітря.

Схеми вентиляції шахт

Основні схеми вентиляції шахт: центральна, флангова, комбінована.

При центральній схемі повітря надходить в шахту і виходить з неї через стовбури в центрі шахтного поля. Схема застосовується при обмежених розмірах шахтного поля за простяганням і відносно невеликій потужності шахти, веденні робіт на глибоких горизонтах; забезпечує швидке введення в дію головного вентилятора і створення наскрізного струменя при будівництві шахти; характеризується великою протяжністю шляху руху повітря, наявністю паралельних струменів свіжого і висхідного повітря, їх неодноразовими перетинами і, як наслідок, великими непродуктивними витоками і депресією шахти. Різновид центральної схеми — схема з центрально-віднесеним розташуванням вентиляційного стовбура.

При фланговій схемі вентиляції шахт повітря надходить в шахту через стовбур в центрі шахтного поля, виходить через стовбури (шурфи), розташовані на флангах. Схема застосовується на неглибоких шахтах, коли неможливо або недоцільно підтримувати єдиний вентиляційний горизонт; практично виключає зустрічний рух свіжого і вихідного струменів; довжина шляху руху повітря, непродуктивні його витоки (втрати) і депресія шахти менші, ніж при центральній схемі. Однак за цією схемою потрібно не менше трьох вентиляційних стовбурів і звичайно не менше двох вентиляторних установок; в період підготовки шахтного поля вентиляція шахти утруднена.

Різновиди флангової схеми: крилева — єдина виробка для вихідного струменя на все крило, групова — виробки для вихідного струменя забезпечують кожну групу дільниць крила, дільнична — виробки для вихідного струменя проходяться на кожній дільниці.

Способи вентиляції шахт Способи вентиляції шахт:

всмоктувальний, нагнітальний, комбінований.

При всмоктувальному способі вентилятор видаляє повітря з шахти, створюючи в ній розрідження, в результаті чисте повітря через вентиляційні виробки всмоктується в шахту. При цьому можливо засмоктування повітря з поверхні через зони обвалення (при наявності тріщин, що досягають поверхні). Спосіб застосовується на вугільних шахтах з підвищеним газовиділенням та на рудних шахтах (до глиб. 1500 м).

При нагнітальному способі вентиляції шахт вентилятор нагнітає повітря з поверхні в шахту; застосовується на неглибоких шахтах, при невеликому газовиділенні і аеродинамічному опорі вентиляційної мережі, аеродинамічному зв'язку виробок з поверхнею через зони обвалення, фланговій схемі вентиляції шахт.

При комбінованому способі вентиляції шахт один вентилятор працює на нагнітання, інший — на всмоктування; застосовується при великому аеродинамічному опорі вентиляційної мережі шахти, розробці корисних копалин здатних до самозаймання (при аеродинамічному зв'язку виробок з поверхнею через зони обвалення) і фланговій схемі вентиляції.

Розрахунок вентиляції шахт Для розрахунку необхідних витрат повітря використовують повибійний, загальношахтний і статичний методи.

Допустимі швидкості повітря Допустимі швидкості повітря (в рудниковій вентиляції) — середні по площі перерізу виробки швидкості повітря, при яких встановлюється турбулентний режим вентиляційного потоку і забезпечуються комфортні умови праці. Поділяються на максимальні та мінімальні.

Швидкість повітря розраховується виходячи з комфортної температури для людини, яка дорівнює 20 °C.

Мінімальна швидкість повітря у виробках має дорівнювати 0.25-1.5 м/с (залежить від температури, вологості, наявності транспортування вугілля та інтенсивності вантажопотоку). В очисних виробках не більше, ніж 4 м/с (в окремих випадках — до 6 м/с). У головних відкатних виробках та стовбурах, де відбувається спуск-підйом людей та вантажу — не більше 8 м/с. У всіх інших виробках — не більше 6 м/с.

Максимальна температура 26 °C. Мінімальна температура 2 °C.

Протипиловий вентиляційний режим Умови провітрювання, що забезпечують у комплексі з іншими протипиловими інженерними заходами підтримання запиленості атмосфери в гірничих виробках у межах допустимих санітарних норм. Протипиловий вентиляційний режим визначається кількістю повітря, необхідною і достатньою для розрідження пилової хмари, і швидкістю її руху, що забезпечує винесення пилу, завислого у повітрі.

Див. також

Вентиляція Вентиляція місцева Вентиляція тупикових виробок Зворотноточна схема провітрювання дільниці Прямоточна схема провітрювання дільниці Протипиловий вентиляційний режим Шахтна вентиляційна установка

Література

Див. також

Вентиляція Вентилятори шахтні Вентиляторна установка Вентиляційна мережа Провітрювання Вентиляційна свердловина Вентиляційне вікно

Вентиляційне навантаження Вентиляційний буфет Вентиляційний горизонт Вентиляційний журнал Вентиляційний маневр Шахтний клапан Шлюз вентиляційний

Вентиляційний стовбур шахти Вентиляційні виробки Вентиляційні двері Вентиляційні плани Вентиляційні пристрої Вентиляційні труби Вентиляційний парус

Література