Вентиляція й освітлення підземних гірничих виробок

Провітрювання шурфів на глибинах 4-6 м, інколи й більше, здійснюється за рахунок обміну повітря – дифузії. Зі збільшенням глибини майже завжди застосовують відповідні способи провітрювання, починаючи з найпростіших і закінчуючи найскладнішими – застосуванням вентиляторів для місцевого провітрювання.

У деяких випадках провітрювання вибою шурфу досягається шляхом опускання в нього вентиляційної труби (рис. 2, а), яка має вгорі поворотний розтруб. Рух повітря в шурфі показано на рисунку стрілками.

На відкритих степових місцевостях з допоміжними сильними вітрами інколи для вентиляції глибоких шурфів (10 м і більше) досить встановити над шурфом (рис. 2, б) проти вітру щит; тоді нідбите від щита повітря буде спрямоване в шурф.

При нагнітальному способі провітрювання свіже повітря, що виходить із кінця трубопроводу з великою швидкістю, інтенсивно провітрює вибій, вилучає шкідливі гази й породний пил. До недоліків цього способу відносять: забруднення атмосфери, малу швидкість руху повітря по провітрюваній виробці.

 

Рис. 2. Найпростіші способи провітрювання шурфів: а – за допомогою вентиляційної труби з розтрубом; б – за допомогою шита; 1 – похилі стоянки щита; 2 – підкоси.

 

При всмоктувальному способі по вентиляційному трубопроводу з вибою відсмоктується газ і пил, а атмосфера провітрюваної виробки залишається чистою. Але через те, що зона активного всмоктування повітря невелика, у привибійному просторі накопичується газ і пил. При цьому способі повітропровід має бути розташований на відстані не більше як 10 м від вибою. Необхідно передбачити застосування турбулізатора (ежектора, або іншого пристрою, який забезпечує турбулізацію переміщення повітря привибійного простору).

Комбіноване провітрювання здійснюється двома вентиляторами – всмоктувальним і нагнітальним. Нагнітальний вентилятор виконує допоміжну роль. Його призначення – інтенсивне переміщення (турбулізація) вибійного повітря та наближення його до кінця всмоктувального повітропроводу.

Кінець повітропроводу не повинен розміщуватися більше як на 10 м від вибою при комбінованому й на 15 м при нагнітальному способі провітрювання.

У гірничих виробках великої довжини рекомендується бурити вентиляційні свердловини діаметром 300 мм.

Вентиляційні труби можуть бути: дерев'яними (фанерними), металевими (сталевими) та прогумованими типу М (М3, М4, М5 і М6; цифри 3, 4, 5 і 6 відповідають діаметру труб 300, 400, 500 і 600 мм). Фанерні труби стійкі до дії кислої води. Аеродинамічний опір близький за значенням до опору металевих повітропроводів.

Металеві труби діаметром 300-600 мм і завдовжки від 2 до 7 м виготовляються з листової сталі завтовшки 2-3 мм. Такі труби піддаються корозії, особливо за наявності кислої води.

Труби з прогумованої тканини типу М використовуються для подавання до 2, 5 м3/с повітря на відстань до 1500 м.

При провітрюванні шурфів рекомендується застосовувати брезентові труби діаметром 200-220 мм. На поверхні в трубопровід встановлюється металевий каркас діаметром 190 мм, який не дає змоги перетискуватися повітропроводу. Такими трубами можна подавати в шурф 0, 5-0, 7 м /с повітря. Кінець трубопроводу не повинен знаходитись від вибою далі ніж на 1, 5 м.

Також є приклади використання паперово-бакелітових труб, діаметром 470 і 600 мм. Для з'єднання труб у повітропроводі застосовують гумові муфти завширшки 300 мм, завтовшки 3 мм.

При виборі діаметра металевих вентиляційних труб слід ураховувати, що їхній діаметр суттєво впливає на аеродинамічний опір повітропроводу.

При використанні тканинних, прогумованих, пластикатних, текстовінітових та інших труб опір змінюється на 8-25%. Для визначення витрат напору в металевих трубах слід ураховувати коефіцієнт аеродинамічного опору.

Герметизація повітропроводу має першорядне значення при експлуатації. Найкращим ущільненням стиків трубопроводу є з'єднання за допомогою гумової муфти. Спосіб простий і забезпечує добре ущільнення.

Комплекс засобів боротьби із запиленням повітря у вибої тупикових виробок. Для зниження вмісту рудникового пилу у вибої тупикових виробок, крім активного провітрювання, застосовуються туманоутворювачі, зрошувачі, пиловловлювачі тощо.

Туманоутворювачі ТУН-5, рудниковий та інші зрошувачі забезпечують зрошення вибою та виробки водою. Коли немає води або її використання небажане, в зоні багатолітньо-мерзлих порід застосовують сухі способи боротьби з пилом.

Перфоратор ПРО-24ЛУ в комплекті з пиловловлювачем ПО-4М, а також сухі пиловловлювачі ПО-4М, СПАР-4 і ВНІІ-1М-61 широко застосовуються при проходці гірничорозвідувальних виробок.

Принцип відсосу пилу при бурінні шпурів з відсосом і вловлюванням пилу полягає в тому, що під дією вакууму, що утворюється аспіраційним приладом (вакуум-насосом або ежектором), який встановлено в систему пиловловлювання, пил підхоплюється з-під леза коронки струменем повітря й транспортується крізь її отвір у канал бурової штанги у пиловідвідну трубку. З неї крізь патрубок (ніпель) і пиловідвідний шланг пил транспортується в пиловловлювальний пристрій.

При електрообертальному бурінні застосовується електровакуумна пиловловлювальна установка.

До індивідуальних засобів пилозахисту належать протипилові респіратори ПІБ-1 «Пелюстка» (найдосконаліший) та У-2К.

Для видалення пилу, що осів, слід використовувати поливальні машини, які встановлюються на скатах рудних вагонеток.

При розвідці радіоактивних руд виникає радіоактивне забруднення атмосфери підземних виробок радоном і продуктами його короткотривалого розпаду. Радон трапляється в небезпечних концентраціях у гірничих виробках, які проходять при розвідці не тільки радіоактивних руд, а й руд кольорових металів, золота, флюориту, вугілля тощо. З інженерних засобів охорони найефективнішим є вентиляція з достатньою для певних умов кратністю повітрообміну. За інтенсивної вентиляції зниження концентрації радону і продуктів його розпаду відбувається внаслідок винесення матеріальної речовини, що запобігає осіданню її по стінах, на грунті й стелі виробок, тобто т рахунок так званого «стінового ефекту».

Розробляються методи вловлювання радону хімічними способами, досл ід жується спосіб його вловлювання за допомогою спеціальних газових центрифуг тощо. З метою зменшення виділення радону й продуктів його розпаду зі стінок гірничих виробок їх покривають епоксидними смолами, латексом, поліестером тощо. Покриття стінок виробок латексом, а потім – технічною сумішшю двох видів епоксидних смол на водяній основі знижує виділення більше ніж на 60%.

Для захисту органів дихання людини від радіоактивного пилу та інших продуктів розпаду (ДПР) радону в окремих випадках можуть бути застосовані індивідуальні засоби захисту. Це респіратори ЩБ «Пелюстка», які залежно від призначення та експлуатаційних характеристик поділяються на три типи: ІПБ-1 «Пелюстка-200», ШБ-1 «Пелюстка-40», ЩБ-1 «Пелюстка-5». Числа 200, 40, 5 відповідають максимальній можливості перевищення допустимих концентрацій високодисперсних аерозолів, при яких рекомендується застосовувати респіратори.

Освітлення підземних виробок. Добре освітлення робочого місця підвищує безпеку робіт, покращує умови росту продуктивності праці.

Ступінь освітленості залежить від потужності світлового потоку. Одиницею світлового потоку є люмен (лм), точне значення якого визначається за еталонними електричними лампами. За одиницю освітленості приймається люкс (лк). 1 лк відповідає густині світлового потоку, який утворюється розподіленням 1 лм на площі 1 м2:

 

 ,

 

де І – сила світла; R – відстань, що освітлюється від джерела світла. За правилами техніки безпеки освітленість у виробках повинна становити: у вибоях – 30 лк, на складах ВМ – 50, у розминках – 10, у насосних камерах – 10 лк. Гірничі виробки освітлюються стаціонарними та переносними джерелами світла (світильниками). При електричному стаціонарному освітленні правилами техніки безпеки допускається напруга 127 В. Відстань між стаціонарними світильниками 6 – 15 м.

Для стаціонарного освітлення застосовують електричні світильники: рудникові в нормальному виконанні РН – для виробок, безпечних щодо газу та пилу; рудникові підвищеної надійності РП – для виробок, небезпечних щодо газу та пилу; у вибухобезпечному виконанні ВЗ – для шахт, особливо небезпечних щодо газу, нафтовиділення та пилу.

Широко застосовуються також люмінесцентні світильники: нормальні РНЛ, вибухобезпечні РВЛА. Люмінесцентні лампи мають добру світловіддачу, тривалий строк служби (до 2500%), помірну яскравість, потребують менше електроенергії порівняно з лампами розжарювання.

Недоліками люмінесцентних ламп є складність і чутливість до коливання напруги в мережі. Люмінесцентні лампи випускаються потужністю від 15 до 40 Вт для напруги від 58 до 108 В.

 

 

0 1 2 3 4

Рис. 3. Полум'я запобіжного ліхтаря при вимірюванні процентного вмісту метану

 

Для освітлення прохідницьких вибоїв застосовуються також лампи низької напруги – 12 і 36 В, потужністю 11-50 Вт.

До переносних світильників належать: ацетиленові, бензинові й акумуляторні. Для шахт, небезпечних щодо газу й пилу, переносні світильники випускаються у спеціальному вибухонебезпечному виконанні.

Ацетиленові лампи зручні при проведенні геологорозвідувальних підземних виробок: прості за конструкцією й не потребують спеціального пристрою для їх заряджання. Паливом слугує ацетилен, який виділяється в результаті дії води на карбід кальцію.

Запобіжна шахтарська лампа використовується для визначення за висотою полум'я процентного вмісту метану (рис. 20) у рудниковому повітрі.

Для індивідуального освітлення найчастіше застосовують акумуляторні лампи: ручні та наголовні.

Наприклад, ручна акумуляторна лампа ЛАУ-4 складається з резервуара, в якому розміщується акумулятор і електрична лампа в скляному ковпаці. Термін використання лампочки – 150 год, сила світла – 0, 8 лк. Наголовна акумуляторна лампа ЛАГ-1 складається з окремих акумуляторів і лампочки з рефлектором, з'єднаних шнуром завдовжки 1, 25 м. Сила світла в 10 разів більша, ніж у ручної лампи.

Випускаються наголовні акумуляторні світильники СГПІ-3 і «Кузбас» із пластмасовим корпусом, а також ручний люмінесцентний акумуляторний світильник ЛАС-3.

Переносні світильники видаються кожному робітникові, який опускається в підземну виробку. Якщо розвідувальна виробка не містить метану, то звичайно застосовуються карбідні лампи.

Прийом, видача, ремонт і зберігання ламп мають відбуватися у ламповій. Лампове приміщення будується з вогнестійкого матеріалу, не ближче ніж за 25 м від устя виробки й 20 м від інших споруд.

Заряджання акумуляторів (постійний струм 2, 3 А) здійснюється в спеціальному приміщенні. Напруга джерела визначається з розрахунку 4 В на одну батарею. Тривалість заряджання – 6 год.