Глава 15
ОБЕСПЕЧЕНИЕ НОРМАЛЬНЫХ УСЛОВИЙ РАБОТ ПРИ ПРОХОДКЕ ТОННЕЛЕЙ
§ 63. ВЕНТИЛЯЦИЯ ПОДЗЕМНЫХ ВЫРАБОТОК (ч. 1)
Требования к вентиляции. Важнейшим условием безопасной и производительной работы по проходке является вентиляция, обеспечивающая нормальные состав, температуру и влажность воздуха.
Естественная вентиляция допускается, как исключение, при наличии в подземной выработке сквозного хода, создающего необходимую тягу, и в случае коротких выработок, имеющих выход на поверхность, при организации проходки, исключающей выделение ядовитых газов.
Воздух подземной выработки должен содержать по объему не менее 20 % кислорода и не более 0,5 % углекислого газа и иметь температуру не ниже +2° С зимой и не выше 25° С летом.
Серьезную опасность представляет выделение метана, при концентрации от 5—6 до 14—16 % по объему образующего с воздухом гремучую смесь, взрывающуюся при воспламенении. Допустимой является концентрация метана, не превышающая 1 %. В противном случае необходимо удаление рабочих из выработки и принятие мер к снижению концентрации метана (усиленное проветривание).
Правилами безопасности требуется не реже одного раза в неделю делать лабораторный анализ воздуха выработки на содержание кислорода, углекислого газа, окиси углерода и метана.
При отсутствии взрывных работ и действующих двигателей внутреннего сгорания в выработку следует подавать в минуту не менее 6 м3 чистого воздуха на каждого рабочего, находящегося под землей.
Взрывные работы сопровождаются выделением значительных объемов ядовитых газов (окиси углерода, окислов азота и т.п.), содержание которых обычно приводит к эквивалентному по вредности объему окиси углерода. В соответствии с Правилами безопасности на строительстве тоннелей и метрополитенов принимают, что при взрыве 1 кг ВВ, применяемых при проходке подземных выработок, образуется 40 л условной окиси углерода. В начале проходки эту величину уточняют непосредственным измерением объемов составляющих газов взрывания.
При использовании в выработке оборудования с двигателями внутреннего сгорания обязательно применение нейтрализаторов отработавших газов и выключение двигателей у автомашин, находящихся под погрузкой. В атмосферу подземной выработки поступают содержащиеся в выхлопных газах автомашин дополнительные объемы окиси углерода и окислов азота, а также акролеин.
Задачей вентиляции при проходке является разбавление вредных газов до допустимой концентрации (для окиси углерода до 0,0016 %, окислов азота — 0,0001 %, акролеина — 0,00008 % по объему).
Допуск рабочих в забой разрешается после разбавления условной окиси углерода до 0,008 % по объему к концу намеченного времени проветривания (не более 30 мин). Эта концентрация в пять раз превосходит допускаемую при продолжительном пребывании (0,0016 %). Поэтому после допуска рабочих в забой необходимо непрерывное проветривание в объеме не менее 60 % первоначального.
Схемы проветривания глухих выработок. Тоннельные выработки проходят, как правило, глухим забоем. Схемы вентиляции выбирают в соответствии с расположением по длине выработки источников вредностей, которые определяют необходимый объем проветривания.
Если в выработке отсутствует выделение вредных газов и задачей вентиляции является обеспечение свежим воздухом находящихся в ней людей, применяют приточное проветривание.
При проходке взрывным способом на выбор схемы вентиляции влияет вид транспорта, применяемого в выработке.
При электровозной откатке основной задачей вентиляции является разбавление газов взрывания. Целесообразно предотвратить их распространение по выработке и как можно скорее удалить из забоя. Для этого применяют вытяжное проветривание, обеспечивающее возможность допуска работах в забой, с последующим переходом к приточному проветриванию с подачей свежего воздуха в призабойное пространство — место наиболее интенсивной работы.
При безрельсовом транспорте (автосамосвалы, думперы) основной задачей вентиляции является разбавление вредных составляющих выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания. В этом случае применяют приточно-вытяжное проветривание с подачей свежего воздуха в забой во время транспортных операций и последующим переходом к вытяжному проветриванию после взрывания.
При вытяжном проветривании (рис. 215, а) отсасывание воздуха из забоя производится вентиляторами 1 к порталу или скважине, пробуренной с поверхности, по вентиляционным трубам жесткой конструкции, концы которых располагают на расстоянии не более 10 м от забоя.
В таком виде вытяжное проветривание малоэффективно, так как газы в призабойном пространстве плохо перемешиваются и засасываются в трубу лишь с расстояния, не превышающего 1,5 м. Поэтому возможно их скопление в сводовой части выработки. Для ускорения очищения забоя от газов взрывания в призабойном пространстве устанавливают вентилятор-побудитель 2, который подает воздух из выработки к забою и обеспечивает перемешивание и удаление вредных газов. Конец трубы такого вентилятора располагают не ближе 10 м от конца вытяжной трубы.
При вытяжном проветривании воздух, проходя от портала вдоль выработки, загрязняется, увлажняется, нагревается и поступает к забою неполноценным. Поэтому после допуска рабочих в забой обычно переходят на приточное проветривание, обеспечивающее поступление в забой свежего воздуха.
При приточном проветривании (рис. 215, б) вентиляционные трубы могут быть как жесткой, так и гибкой конструкции. Конец приточной вентиляционной трубы должен находиться от забоя на расстоянии, не превышающем длины зоны действия свободной струи lс (м), определяемой по формуле
,
(160)где S — площадь сечения выработки, м2;
ω — площадь сечения вентиляционной трубы, м2.
При приточно-вытяжном проветривании (рис. 215, в) вентиляционные трубы должны быть жесткой конструкции, так как они используются и для притока, и для вытяжки воздуха. Конец приточной вентиляционной трубы располагают так же, как и при приточном проветривании.
Конец трубы от вентилятора-побудителя 2, необходимого при переходе на вытяжное проветривание (рис. 215, г), выдвигают не менее чем на 10 м относительно конца приточного воздухопровода в сторону забоя.
Во всех случаях забор воздуха у портала должен производиться на расстоянии не менее 15 м от места выхода загрязненного воздуха.