Гірничорозвідувальні виробки

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Гірничорозвідувальні виробки

гірничий буріння метан повітря

Класифікація гірничих виробок. Гірнича виробка - це порожній простір, що утворюється штучно у товщі корисних копалин або пустих порід для розвідки або розробки родовищ корисних копалин. Гірничі виробки за призначенням поділяються на розвідувальні і експлуатаційні та пошукові, технічні та іншого призначення.

Розвідувальні гірничі виробки проводяться для виявлення родовищ, з'ясування характеру залягання та визначення запасів корисних копалин.

Експлуатаційні гірничі виробки проводяться для добування корисних копалин із родовищ відкритим або підземним способами. Експлуатаційні гірничі виробки поділяються на капітальні, підготовчі та очисні. Капітальні виробки проходять для розкриття родовищ і забезпечення транспортним зв'язком родовища з земною поверхнею. В капітальних виробках розміщується стаціонарне гірниче оснащення та машини. Підготовчі виробки розтинають родовища на виїмкові ділянки та блоки й, таким чином, підготовляють їх до очисної виїмки. Очисні виробки утворюються при виїмці корисних копалин із родовища.

Довжина будь-якої гірничої виробки вимірюється за її довгою віссю. Переріз гірничої виробки, перпендикулярний до її довгої осі, називають поперечним перерізом. Розрізняють два види поперечних перерізів: у проходці (начорно) - це поперечний переріз не-закріпленої виробки (за породою) й по світлу - переріз закріпленої виробки (за кріпленням).

Гірничі виробки за конструкцією поділяються на відкриті, підземні та комбіновані.

Відкриті виробки проводять просто неба. Ці виробки у своєму поперечному перерізі не з усіх боків оточені гірськими породами.

Підземні виробки проводять під поверхнею землі. Вони у поперечному перерізі з усіх боків оточені гірськими породами.

Комбіновані виробки складаються з комбінації відкритих і підземних.

Відкриті гірничі виробки. До цієї групи належать копуші, канави, траншеї, розчистки, кар'єри, розрізи, розноси (рис. 1).

Рис. 1. Відкриті гірничі виробки: 1 - канава; 2 - похила траншея; 3 - кар'єр

Копуша - відкрита гірнича виробка невеликого поперечного перерізу 0,6 ^X 0,6 м, завглибшки 0,4-0,6 м (іноді до 1 м).

Канава - відкрита гірнича виробка, що має трапецієподібний або прямокутний поперечний переріз і значну довжину при порівняно невеликих розмірах поперечного перерізу та невеликій глибині. Канави існують експлуатаційні та пошуково-розвідкові. До перших належать нагірні, внутрішньокар'єрні, водовідливні та водозбірні (зумпфи), а до других - пошукові та розвідкові канави. Розвідкові поділяють на магістральні, які проходять уперехрест простягання гірських порід для розкриття найбільшої кількості шарів при найменшій довжині канави, й на канави, які простежують рудні тіла по простяганню.

Траншея - ступінчаста канава трапецієподібного поперечного перерізу. Траншеї поділяються на експлуатаційні й розвідкові. До перших належать капітальні, які проводять з метою розкриття родовищ, розрізні - для створення фронту робіт тощо. Розвідкові траншеї використовуються для розвідки родовищ, які залягають на глибині від 3 до 4 м.

Розчистка - виробка, що нагадує канаву або траншею без чітко вираженої довжини осі.

Кар'єр - сукупність відкритих гірничих виробок, які слугують для видобутку корисних копалин.

Розріз - вугільний кар'єр, а також кар'єр з розробки розсипних родовищ драгами (плавучими земснарядами).

Рознос (знос) - кар'єр на схилі гори. Уступ кар'єра або траншеї - це частина насипу пустих порід (або корисних копалин), що мають форму великих східців. До елементів уступу належать майданчики (берми), відкос, кут відкосу та бровки.

Підземні гірничі виробки. Підземні гірничі виробки залежно від розташування осі виробки до горизонту (рис. 2) поділяються на вертикальні, горизонтальні та похилі. Початок підземної виробки, який примикає до денної поверхні або іншої виробки, називають устям, а протилежний кінець, що переміщується в результаті гірських робіт - забоєм (вибоєм).

Рис. 2. Схематичне зображення розташування гірничих виробок: 1 - кар'єр; 2 - шурф; 3 - шурф з розсічками; 4 - канава; 5-штольня з розсічками; б-тунель; 7 - свердловина; 8-камера; 9 - кверпшаги; 10-орт; 11 - шахтний стовбур; 12 - скат; 13 - гезенг; 14 - бремсберг; 15 - штреки; 16 - піднятгєва виробка; 17 - сліпий шахтний стовбур; 18 - зумпф; 19 - польовий штрек; 20 - похил.; 21 - свердловина, що не має виходу на земну поверхню; 22 - межа тіл корисних копалин

До вертикальних виробок належать шахти, шурфи, дудки, сліпі шахти, гезенки, бурові свердловини тощо.

Шахта - вертикальна гірнича виробка, що виходить на земну поверхню й має бокові виробки. На практиці термін «шахта» застосовують у розумінні промислової одиниці. В цьому понятті шахта може об'єднувати кілька вертикальних виробок, які з'єднані сіткою горизонтальних та інших підземних виробок. Щоби відрізняти шахту як гірничу виробку від шахти як промислової одиниці, першу називають шахтним стовбуром, а другу - шахтою або рудником. Під шахтним стовбуром розміщується підстовбурний колодязь (зумпф) для збору шахтної води, що витікає з інших підземних виробок.

Шурф - вертикальна гірнича виробка, що виходить на земну поверхню і, як правило, не має бокових виробок. Іноді для простеження гірничих порід від шурфу задають розсічки. Шурфи проходять для розвідки, вентиляції, осушення тощо.

Дудка - шурф круглого перерізу, що проходиться в стійких породах і, як правило, без кріплення.

Сліпа шахта - вертикальна гірнича виробка, яка не має безпосереднього виходу на земну поверхню та призначається для підйому корисних копалин або інших матеріалів механічним способом із нижніх робочих горизонтів на верхні.

Гезенк - вертикальна гірнича виробка, яка не має безпосереднього виходу на земну поверхню та призначена для пересування людей, вентиляції (провітрювання) та спускання корисних копалин і матеріалів із верхніх робочих горизонтів на нижні. Устя сліпої шахти або гезенку виходять у підземну виробку.

Бурова свердловина - вертикальна або похила гірнича виробка, що має велику глибину при малому поперечному перерізі.

До горизонтальних виробок належать квер-шлаги, штреки, польові штреки, камери, орти, штольні, тунелі, розсічки тощо.

Квершлаг - горизонтальна гірнича виробка, яка проходить уперехрест простяганню гірських порід і не має безпосереднього виходу на земну поверхню.

Штрек - горизонтальна гірнича, виробка, яку проходять по простяганню корисних копалин; він не має безпосереднього виходу на земну поверхню.

Польовий штрек - горизонтальна гірнича виробка, яку проходять по простяганню пустої породи і яка не має безпосереднього виходу на земну поверхню.

Камера - горизонтальна гірнича виробка невеликої довжини та порівняно великого розміру поперечного перерізу. До камер належать і сполучення колостовбурного двору з шахтним стовбуром, насосна та машинні камери, електродепо, камера очікування, диспетчерська, протипожежна тощо. Колостовбурний двір - це сукупність виробок колошахтного стовбура, призначених для обслуговування підземного господарства, з квершлагом, штреком, які з'єднуються з головними підземними виробками.

Орт - горизонтальна гірнича виробка, що не має виходу на земну поверхню. Цю виробку проходять у товщі корисних копалин під кутом до простягання, не виходячи за її межі.

Штольня - горизонтальна гірнича виробка, що має вихід на земну поверхню.

Тунель - штольня з двома протилежними виходами на земну поверхню.

Розсічка - горизонтальна гірнича виробка, яка не має безпосереднього виходу на земну поверхню й проводиться із шурфу, штольні тощо. Довжина розсічок може бути до 100 м.

До похилих виробок належать похилі шахти, похилі кверпшаги, бремсберги, схили, скати тощо.

Бремсберг - похила гірнича виробка, яка проведена знизу вгору (за піднесенням) для спускання корисних копалин з верхнього горизонту на нижній за допомогою механічного пристрою та з використанням сили тяжіння вантажу.

Схил - похила гірнича виробка, проведена по падінню покладів або пласта для підйому корисних копалин з нижнього горизонту на верхній за рахунок механічної енергії.

Скат - похила гірнича виробка, призначена для спуску корисних копалин під дією власної ваги. Скат складається з людського ходка та вантажного відділу.

Комбіновані гірничі виробки становлять сполучення відкритих і підземних виробок. У ряді випадків родовища, що залягають на великій глибині, розробляють відкритим способом, а доставка корисних копалин на поверхню здійснюється підземними виробками.

Вибір типу гірничорозвідувальних виробок та їхнього типового поперечного перерізу. Вибір типу гірничорозвідувальних виробок залежить від стадії пошуково-розвідувальних робіт, форми та умов залягання родовищ корисних копалин та інших факторів. Копуші широко застосовуються при пошуках корінних родовищ золота, олова, алмазів та інших корисних копалин, які утворюють ареоли розсіювання. Глибина копуші обумовлюється необхідністю отримання проби з достатньою кількістю глинистих частинок (примазки). Канави й траншеї проходять для пошуків, розвідки або картування, а також для опробування. Призначення канав і траншей - розкриття корінних порід під нещільними відкладами. Розвідка канавами й траншеями застосовується при геологічній зйомці, пошуках і попередній розвідці пластових, жильних, штокових та інших родовищ, які залягають на глибині до 8 м, а також при детальній розвідці неглибоко залягаючих родовищ золота, платини, п'єзокварцу тощо. Розвідкові канави завглибшки 3-4 м мають ширину на дні від 0,5 до 0,7 м і більше, а розвідкові траншеї завглибшки до 8 м мають ширину знизу до 3 м. Глибину канави або траншеї А визначають на підставі потужності алювіально-делювіальних відкладів т і величини заглиблення її в корінні породи . Форма поперечного перерізу канав прямокутна в стійких породах і трапецієподібна в нестійких. Крутизна стінок (відкосів) канави залежить від кута натурального відкосу порід і встановлюється в межах від 45 до 70°. Проекція стінок канави на горизонтальну площину С залежить від характеру породи й закріпленості її стінок.

При незакріплених стінках у сипких породах С = h, в суглинках С = h/5 або h/ 6, у щільних глинах С = . При закріплених стінках у сипких породах С становить від до . Закладення стінок траншей встановлюється таким, як і для канав, при цьому траншея розбивається на два-три уступи. Ширина запобіжної площадки уступу траншеї має бути не меншою як 0,5 м. Розчистка застосовується для з'ясування геологічної будови родовища чи його частини, а також для опробування розкритих корисних копалин.

Шурфи й дудки застосовуються в розвідці при наявності потужних насосів для винаходження родовищ. Із шурфів і дудок відбираються проби порід і руд для різних аналізів і технологічних досліджень. Шурфи також застосовуються для спостережень за зміною складу порід або фільтрації води, а при інженерно-геологічних дослідженнях - для отримання породних проб у вибої та на стінках шурфу для вивчення фізико-механічних властивостей грунту. В ряді випадків із глибоких шурфів проходять розсічки та штреки завдовжки 20-30 м і більше. Розсічка слугує для розкриття й простежування рудного тіла навхрест простяганню, штреки - по простяганню. При розвідці крутопадаючих родовищ проходять похилі шурфи за пластом (жилою), причому кут нахилу шурфу береться рівним середньому куту нахилу пласта (жили). Шурфи мають прямокутну, квадратну або еліптичну (при розвідці розсипних родовищ) стандартного розміру форму поперечного перерізу, який залежить від призначення шурфу: 1 м x 1,25 м, 1,25 м х 1,50 м, 1,5 м х 2 м тощо.

Останнім часом у практиці геологорозвідувальних та інженерно-дослідних робіт дудками почали користуватися частіше, незалежно від ступеня стійкості порід та їхньої міцності. Раніше дудка використовувалася лише в стійких породах і без кріплення. Сьогодні вже існують способи кріплення дудок відповідно до властивостей розвідкових порід і часу їх використання. Діаметри дудок становлять 0,9-1,25 м, глибина - до 30 м.

Важкі гірничорозвідувальні виробки (шахти, квершлаги, штреки тощо) застосовують для детальної розвідки на глибину. Глибина розвідки обумовлюється заляганням корисних копалин, зони окис-нення та повторного збагачення. Шахти поділяються на вертикальні та похилі. Вертикальні експлуатаційні шахти проходяться в лежачому боці родовища, а розвідувальні - в різних точках родовища згідно з техніко-економічними міркуваннями. Якщо планується перехід розвідувальних шахт в експлуатаційні, то вони закладаються також у лежачому боці родовища. Похилі розвідувальні шахти звичайно проходяться по самому родовищу. На певному горизонті з шахти проходять у бік скупчення пласта або жили корисних копалин квершлаг, а згодом безпосередньо по скупчецню, пласту або жилі штрека, орти. Після розвідування першого горизонту шахту поглиблюють для розвідки другого й таким чином діють далі. Сліпа шахта, гезенк, схил, бремсберг проходять між двома горизонтами підземних гірничорозвідувальних виробок по рудному тілу. Гезенк і сліпа шахта на відміну від нахилу та бремсберга можуть проходити також пустими породами з наступним виходом на рудне тіло горизонтальної виробки на нижньому горизонті.

В умовах гірського рельєфу розвідка проходить горизонтальними або похилими штольнями, переріз і довжина яких відповідають геологічним умовам залягання корисних копалин і власне родовищу.

2. Вентиляція й освітлення підземних гірничих виробок

Вентиляція, або провітрювання - це раціональне забезпечення підземних. виробок свіжим потоком повітря.

Призначення вентиляції - очищення рудникового повітря від пилу, шкідливих і небезпечних газів; постачання в підземні виробки свіжого повітря для дихання людей; зниження температури в глибоких виробках.

Рудникове повітря. За вимогами техніки безпеки повітря робочих виробок має містити не менше як 20% кисню й не більше як 0,5% вуглекислого газу за об'ємом. Повітря в діючих виробках може містити різні, в тому числі й отруйні, гази: оксид азоту, оксид вуглецю, сірководень, сірчистий газ, метан, компресорні гази тощо.

Вуглекислий газ (СО₂) - прозорий, без запаху, слабокислий на смак. Концентрується у нижніх шарах виробки (питома вага 1,52). Утворюється за рахунок гниття кріпильного лісу, розкладання органічних речовин, виділення з гірських порід тощо. При вмісті СО2 6% за об'ємом у людини з'являється задуха та слабкість, а при 10% - стан паморочення.

Діоксид азоту (НО₂) - жовто-бура пара інтенсивного забарвлення має різкий характерний запах; при з'єднанні з вологою утворюється азотна й азотиста кислота. Діоксид азоту дуже отруйний, утворюється при підривних роботах. Руйнує слизову оболонку очей, рота й бронхів.

Сірководень (Н₂S) - прозорий газ, який має запах тухлих яєць. Дуже отруйний, утворюється при гнитті органічних речовин (дерева тощо), розкладання водою сірчаного колчедану та гіпсу, виділення з мінеральних джерел тощо. Сильно діє на слизову оболонку очей і дихальних шляхів.

Оксид вуглецю (СO) - прозорий газ, без запаху, горить синім полум'ям. Отруйний - утворюється в результаті підривних робіт, підземних пожеж, роботи двигунів внутрішнього згоряння. Спричиняє отруєння людини навіть при незначних концентраціях.

Сірчистий газ (SO₂) - без кольору, з різким запахом, сильно дратує слизову оболонку очей і дихальних шляхів. Утворюється в небезпечній кількості при підривних роботах на багатих сіркою родовищах тощо.

Метан (рудниковий газ) (СН₄) - прозорий, без запаху. Концентрується у верхніх частинах виробки (питома вага 0,554). Трапляється в чистому вигляді або з домішками СО₂ і СО. Метан виділяється в деяких сірчаних, залізних, вугільних, свинцевих, поліметалевих рудниках і золотоносних розсипах. Горить і утворює з повітрям небезпечну вибухову суміш. Вибух досягає максимальної сили за вмісту в повітрі близько 9,5% метану. Правилами техніки безпеки дозволяється його вміст у загальному струмені, що виходить із шахти, не вище ніж 0,75%, а в струмені, що виходить із кожної шахтної ділянки, - не більше ніж 1%. В разі виявлення вмісту метану в окремій виробці близько 2% і більше необхідно звідти вивести робітників і вимкнути електроенергію. Підривні ж роботи дозволяється проводити лише тоді, коли у вибої та в місці встановлення джерела електроенергії для вибуху вміст метану не перевищує 1%. Вміст метану визначається спеціальними приладами й за допомогою шахтарської лампи.

Допустима концентрація отруйних газів у рудниковому повітрі не повинна перевищувати 0,008% за об'ємом у перерахунку на умовний окис вуглецю.

Швидкість руху потоку повітря в підземних виробках має бути при температурі 15 °С не нижче ніж 15 м/с, а при вищій температурі вона визначається за проектом. Швидкість руху потоку не повинна перевищувати таких норм: у стовпах, якими здійснюється спуск або підйом людей, - 8 м/с; у вентиляційних свердловинах - не обмежується; в решті виробок - 6 м/с.

Температура повітря в підземних виробках має не перевищувати 26 °С.

Рудниковий пил у виробці створюється при буропідривних роботах, відбої й транспортуванні породи. Він негативно діє на організм людини. Може бути причиною вибуху. Буває отруйний (свинцевий, ртутний, миш'яковий) і шкідливий (кварцевий, вугільний тощо), який складається з частинок діаметром 10-15 мк, а найбільш шкідливий - 1-2 мк.

Найбільш шкідливий пил (1-2 мк) потрапляє в легені, решта затримується в носовому проході. Шкідливий пил, якщо не вживають заходів до його видалення з повітря, спричиняє різні легеневі захворювання - пневмоконіоз тощо. Коли пневмоконіоз є наслідком вдихання кремнієвого пилу, то захворювання називають силікозом; вугільного - антракозом, азбестового - азбестозом, пилу оксиду заліза - сидерозом. Особливо шкідливий пил кремнієвий, кварцевий, пісковиковий і гранітний; менше - пил із польових шпатів і тальку, а найменш шкідливий - вапняний і вугільний.

Допустима границя кількості пилу в повітрі регламентується санітарними нормами. Залежно від ступеня шкідливості пилу для людини норма коливається від 1 до 10 мг/мі.

Для боротьби з пилом застосовують активне провітрювання, зрошення, білення стінок виробок, очищення виробок від пилу.

Встановлено, що при подаванні повітря у виробки зі швидкістю 0,35 м/с вміст пилу у вибої не перевищує 0,6 мг/мі.

Необхідна кількість повітря для провітрювання тупикових виробок обчислюється як 0,35 5 мі/с, де 0,35 - мінімальна допустима швидкість руху повітря, м/с; 5 - площа перерізу виробки, м.

Для провітрювання тупикових виробок перерізом 2,7-5,8 м треба подавати повітря від 1 до 2 мі/с. При цьому людина забезпечується необхідною кількістю повітря (з розрахунку 6 мі/хв на 1 людину), а також протягом не більше як 30 хв видаляються з вибою отруйні гази після вибуху.

Вентилятори й ежектори. Вентилятор є повітродувною машиною, яка створює надлишковий тиск до 9800 Па, переміщуючи на відстань повітря або газ.

Вентилятори застосовуються для провітрювання гірничорозвідувальних виробок, промислових і житлових споруд, відсмоктування шкідливих газів, диму тощо.

Вентилятори, які застосовуються для провітрювання гірничих виробок, поділяються на вентилятори головної вентиляції, допоміжні (дільничні) й часткової вентиляції. Перші призначені для провітрювання шахт; другі використовуються як доповнення до перших на окремих ділянках шахти; треті - для провітрювання глухих вибоїв за допомогою вентиляційних трубопроводів або інших пристосувань.

Гірничорозвідувальні виробки, як правило, є тупиковими й провітрюються за третім способом.

Кожний вентилятор може працювати як усмоктувальний і як нагнітальний. У першому випадку трубопровід приєднується до патрубка, що всмоктує; в іншому навпаки - патрубок, що всмоктує, з'єднується з атмосферою, а патрубок, що нагнітає, - з трубопроводом. Розрідження повітря в першому випадку дорівнює тискові в другому.

Продуктивність вентилятора вимірюється в мі/хв, мі/с, мі/год (для невеликих вентиляторів). Напір вимірюється в Па.

За величиною напору вентилятори поділяються на три групи: низького тиску (до 980 Па); середнього тиску (від 980 до 2940 Па); високого тиску (від 2940 до 9800 Па).

За принципом дії вентилятори поділяються на дві групи: відцентрові та осьові (рис. 2).

Принцип дії відцентрового вентилятора такий: при обертанні вала повітря, що міститься між лопатками, стискується внаслідок дії відцентрової сили й викидається крізь дифузор. При цьому між лопатками створюється розрідження, тому повітря назовні через усмоктувальний патрубок надходить у вентилятор, внаслідок чого в патрубку, що всмоктує, спостерігається розрідження відносно зовнішньої атмосфери, а в дифузорі підвищується тиск; ця різниця тиску забезпечує подачу у виробки відповідної кількості повітря з допустимою швидкістю, а також із подоланням усіх опорів на шляху його руху.

Робота осьового вентилятора аналогічна роботі пропелера. При виході з робочого колеса повітря утворює вихровий потік, який складається з окремих радіальних вихорів за кількістю лопаток. Отже, для осьового вентилятора повітряний потік можна уявити як систему радіальних вихорів, які скручуються в загальний осьовий центральний вихровий шнур. В осьовому вентиляторі потік повітря, проходить каналом вентилятора паралельного до осі обертання робочого колеса.

Рис. 2. Вентилятори: а - відцентровий; б - осьовий; 1 - усмоктувальний патрубок; 2 - корпус або спіральний дифузор; 3 - дифузор; 4 - вал вентилятора, на якому містяться зігнуті лопатки; 5 - кожух; 6 - робоче колесо

Повітря при вході в робоче колесо та при виході з нього має свій напрям, унаслідок чого такі вентилятори дістали назву осьових. Осьові вентилятори бувають: одноступеневі (одноколісні) та двоступеневі (двоколісні).

Осьові вентилятори мають переваги над відцентровими: простіша будова; вищий ККД; більша надійність при паралельній роботі; не перевантажуються в разі дії коротких потоків повітря, наприклад при пошкодженні трубопроводу (короткий потік - рух повітря по найкоротшому шляху).

Як двигуни застосовуються електромотори та пневмодвигуни. Привод від двигунів ремінний або жорсткий (на одному валі).

Для провітрювання виробок великої довжини застосовуються як осьові вентилятори серії ВМ-5, ВМ-6, так і відцентрові вентилятори ВЦО-1.

Виробки невеликої довжини перерізу (менше ніж 5 м) провітрюються вентиляторами з електромоторами й пневмодвигунами. Вентилятори з пневматичними приводами неекономічні, тому для геологорозвідувальних робіт їх застосовувати не рекомендується.

До вентиляторів нового типу відносять портативний вентилятор ОВЦ-4А для провітрювання шурфів.

Вентилятор випускається в трьох взаємозамінних модифікаціях: з електродвигуном, бензодвигуном і ручним приводом (потужністю відповідно 0,3; 0,3 і 0,075 кВт). Продуктивність і напір вентилятора з електро- й бензодвигуном - 1060 мі/г і 372,4 Па, при ручному приводі - 660 мі/год і 147 Па.

Вентилятор портативний, легко розбирається на транспортабельні блоки, придатні до перенесення вручну та перевезення. Максимальна, маса блока 16,5 кг. Маса вентилятора з будь-яким приводом становить 25-30 кг.

Вентилятор з ручним приводом продуктивністю 15 м /хв (50 об/хв рукоятки) при напорі 147 Па застосовується для виробок^ граничною довжиною (глибиною) до 50 м. Вентиляційні труби тканинні.

Крім вентиляторів для провітрювання використовують енергію стисненого повітря при витіканні зі спеціальних апаратів, який називаються ежекторами.

У цьому разі свіже повітря надходить до вибою шляхом усмоктування, його ежектором у вентиляційну трубу з виробки. Ежектор складається з сопла подвійного розтруба. Сопло - це короткий металевий патрубок (140-180 мм) з конічним каналом, який має вихідний отвір діаметром 4-5 мм. Розтруб виготовляється з заліза завтовшки 1 мм.

Підключення ежектора у вентиляційний трубопровід виконується або на початку вентиляційної труби, або в середній її частині; в іншому випадку може бути встановлено послідовно кілька ежекторів. Виготовляють ежектори шести номерів. Діаметр повітропроводу становить 27 мм.

Перевага ежекторів - компактність і простота, надійність у роботі; недоліки - низький ККД, невелика продуктивність, подавання повітря на короткі відстані. На довгих трубопроводах ежектори встановлюються через кожні 36-50 м.

Вентиляційні пристрої. Рух повітря в підземних виробках здійснюється за рахунок природного або штучного напору. Залежно від цього розрізняють природну й штучну вентиляцію рудника.

При штучній вентиляції рух певної кількості повітря по виробках забезпечується створенням відповідного тиску (напору). При провітрюванні рудника повітря надходить по вентиляційній шахті до вентилятора. Як правило, при загальнорудниковому провітрюванні вентилятор усмоктує повітря з шахти.

При природній вентиляції величина тяги залежить від густини повітря, яке входить до рудника й виходить з нього, а густина - від температури.

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. 3, 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. 3, 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. 3. 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 (Мі, 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 мі/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 мІ:

,

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.

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. 4) 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.

Размещено на Allbest.ru