§ 63. ВЕНТИЛЯЦИЯ ПОДЗЕМНЫХ ВЫРАБОТОК (ч. 3)

При подборе диаметров вентиляционных труб следует иметь в виду, что сопротивление от трения в трубах обратно пропорционально пятой степени диаметра. Поэтому при большой длине трубы малого диаметра может потребоваться слишком большой напор вентиляционной установки. Кроме того, необходимо учитывать, что по условиям размещения и подвески в призабойном пространстве нежелательно применять трубы диаметром более 600 мм. В связи с этим могут быть рассмотрены следующие решения;

1. Одна или две трубы постоянного по всей длине выработки диаметра. В случае двух труб с двумя параллельно работающими установками через каждую трубу проходит половина необходимого количества воздуха со статическим напором, который пропорционален квадрату объема воздуха и, следовательно, в 4 раза меньше, чем при одной трубе.

При наличии одной трубы, пропускающей полное количество воздуха, статический напор часто получается очень большим. Поэтому по длине трубы устанавливают несколько одинаковых вентиляторов с соответственно меньшим напором.

2. Труба из двух участков разного диаметра (рис. 216). В этом случае от забоя до готового тоннеля подвешивают трубу диаметром d₁ не более 600 мм, а далее — до вентиляционной установки — трубу большого диаметра d₂ (до 1000—1500 мм). Потери напора подсчитывают отдельно по участкам, и вентиляционная установка должна преодолеть их сумму.

Для участка 1:

Q_к = Q_п; Q_н = p₁Q_п.

Согласно формуле (170)

h_ст.1 = p₁R₁Q²_п.

Для участка 2:

Q_к = p₁Q_п; Q_н = p₂p₁Q_п.

Согласно формуле (170)

h_ст.2 = p₂p²₁R₂Q²_п.

И здесь возможно последовательное соединение двух и более вентиляторов, устанавливаемых в тоннеле по мере продвижения забоя выработки.

Наиболее рационально размещение вентиляционных труб в сводчатой части выработки с подвеской на специальных анкерах (одном-двух на каждое звено трубы). При применении передвижных опалубок следует применять такую подвеску на участке бетонирования и твердения обделки, чтобы при перемещении опалубки не возникалидополнительные трудоемкие работы. Хорошим решением является размещение в конструкции каждой секции опалубки отрезка трубы так, чтобы после установки опалубки через весь занятый ею участок образовывался непрерывный воздухопровод.

Для проветривания подземных выработок следует применять вентиляторы малых размеров с диаметром колеса, соответствующим диаметру вентиляционной трубы, и коэффициентом полезного действия не менее 0,5. Применяют два типа вентиляторов: осевые и центробежные. Первые компактны: имеют малую массу и легко размещаются вместе с двигателем внутри трубопровода. Вторые громоздки, но работают более спокойно и длительное время не требуют ремонта. Коэффициент полезного действия у осевых вентиляторов несколько выше, чем у центробежных.

В отношении реверсивности, т.е. возможности изменения направления действия на обратное, вентиляторы равноценны, так как для сохранения проектной производительности в обоих случаях приходится применять обходные устройства (рис. 217). Закрытию окна 2 и заслонки 4 на трубах обходного устройства соответствует нагнетание воздуха в выработку, при закрытии окна 3 и заслонки 1 производится вытяжка воздуха из выработки при постоянном режиме работы вентилятора.

Одним из наиболее подходящих для проветривания глухих выработок является осевой двухступенчатый вентилятор «Проходка», выпускаемый для труб диаметром 500 и 600 мм. Вентилятор «Проходка-600», обеспечивающий при производительности 5 м³/с напор около 400 мм вод. ст. с КПД, равным 0,70, имеет габаритные размеры 1095×730×730 мм.

Вентиляторы подбирают по графикам (рис. 218) — характеристикам, дающим зависимость общего напора H и коэффициента полезного действия η от производительности вентилятора Q_в.

При заданных Q_в м³/с и h_ст мм вод. ст. могут быть подобраны несколько вентиляторов. Наиболее экономичен из них вентилятор, потребляющий минимальную мощность, т.е. характеризующийся наименьшим отношением

,

так как потребная мощность (кВт) равна

(172)

где 1,05 — коэффициент, учитывающий трение в подшипниках.

Во многих случаях, особенно в длинных выработках, проветривание представляет значительные технические и экономические трудности. Поэтому при проектировании организации работ следует стремиться к возможному сокращению объема вентиляции, чему способствует проведение следующих мероприятий: сокращение утечек воздуха за счет увеличения диаметров труб, тщательного уплотнения или сварки стыков и замены одного вентилятора несколькими вентиляторами меньшего напора, расположенными последовательно по длине воздухопровода, а также укорочения воздухопровода вытяжкой воздуха через скважины диаметром до 500 мм, пробуренные с поверхности через 300—400 м.

При безрельсовом транспорте рекомендуются дополнительно следующие мероприятия:

• – применение дизельных машин, дающих меньшие количества и концентрацию вредных газов;
• – увеличение скорости движения автосамосвалов по тоннелю и интервалов между ними (следует использовать большегрузные машины);
• – орошение поверхности выработки в призабойной зоне и на выходе из тоннеля, а также устройство водяных завес для поглощения из выхлопных газов окислов азота и альдегидов.