Общие сведения о рудничном воздухе

Размещено на http://www.allbest.ru/

Общие сведения о рудничном воздухе

Содержание

Введение

1. Общие сведения о рудничном воздухе

2. Контроль состава рудничного воздуха

Введение

Основной задачей дисциплины "Проветривания подземных рудников" является освещение теоретических основ и практических путей обеспечения нормального состава и состояния рудничной атмосферы в подземных выработках. Она является научной основой для разработки инженерных приемов, методов и средств вентиляции шахт.

Атмосфера (воздушная оболочка земли) - это среда жизнедеятельности человека. Ее газовый состав на земной поверхности характеризуется большим постоянством вследствие высокой подвижности воздуха и взаимной компенсации процессов выделения и поглощения газов. Поэтому на земной поверхности не возникает проблемы искусственного поддержания требуемого для жизнедеятельности человека газового состава воздуха. Однако в подземных помещениях, отделенных от земной поверхности частично или полностью, действие указанных факторов ослабевает или прекращается вовсе, а изменения в них состава воздуха вследствие выделения и поглощения газов при протекании производственных процессов (или из-за присутствия в них людей) вызывают необходимость их вентиляции (обновления воздуха). Суть вентиляции (проветривании) подземного помещения состоит в подаче и распределении чистого (свежего) воздуха, а также в удалении загрязненного воздуха, а также в удалении загрязненного воздуха.

Подземные выработки вследствие почти полной их изоляции от земной поверхности, наличия в них процессов поглощения кислорода и выделения газов (чуждых земной атмосфере), повышения температуры воздуха, отсутствия солнечного света (биологическое и гигиеническое действия которого велико) особо нуждаются в вентиляции.

1. Общие сведения о рудничном воздухе

Производительность труда, здоровье, а порой и жизнь трудящихся на шахтах зависят от состояния атмосферных условий - чистоты воздуха, его температуры и скорости движения

Атмосферный воздух - это оболочка, окружающая Землю и состоящая из смеси газов и паров. Он находится в непрерывнм движении. При этом изменяются его температура, давление и состав. Изменение температуры зависять от времени года, широты местности, высоты над уровнем моря и колеблются в широких пределах (от-80 до + 50⁰С). Давление атмосферного воздуха на уровне моря принято считать равным 101,3 кПа. В действительности же давление зависит от влажности воздуха, температуры, скорости перемещения воздушных потоков и изменяется в пределах 80-120 кПа. С увеличением высоты над уровнем моря при прочих равных условиях атмосферное давление уменьшается.

2. Контроль состава рудничного воздуха

Атмосферный воздух, заполняющий горные выработки, называется рудничным или шахтным. Состав и другие параметры шахтного воздуха отличаются от атмосферного. Если состав шахтного воздуха отличаются незначительно, то такой воздух называется свежим или чистым. При существенном отличии состава шахтного воздуха от атмосферного воздух называются воздухопадающими, а выработки, по которым удаляется испорченный воздух, - вентиляционными.

Изменение состава воздуха при его движении по горным выработкам состоит в уменьшении содержания кислорода, увеличении содержания углекислого газа и азота, метана, окиси углерода и других газов, а также пыли. Кроме того, меняется температура, влажность воздуха и атмосферное давление.

Различают техногенные (зависящие от технологии ведения горных работ) и природные источники загрязнения воздуха. К техногенным источникам относятся производство взрывных работ, работа двигателей внутреннего сгорания, разрушение горных пород и полезного ископаемого в процессе отделения их от массива и др.

Природным источниками являются обнаженные поверхности горного массива, отбитые куски угля и породы, минеральные источники, пересекаемые горными выработками, и др.

Содержание газов в рудничном воздухе характеризуется их концентрацией, равной отношению количества данного газа ко всему количеству газовоздушной смеси (по объему или массе). Концентрация газа выражается также отношением его массы к объему смеси (мг/л). При известной концентрации газа по объему концентрация газа по массе (мг/л) определяется по известной формуле по курсу "Аэрология горных предприятий"

, (1.1)

где М - относительная молекулярная масса газа; с_об - концентрация газа по объему, %. выработка газ рудничный вентиляция

В связи с тем, что температура пород, начиная с некоторой глубины, имеет положительное значение, среднегодовая температура воздуха в шахтах выше, чем на поверхности, Максимальные сезонные и суточные колебания температуры воздуха наблюдается в воздухопадающих выработках, минимальные - в вентиляционных.

На большинстве шахт имеет место приток воды в горные выработки, поэтому влажность воздуха в них, как правило, выше, чем на поверхности. Особенно высока влажность воздуха на гидрошахтах и шахтах с гидротранспортом угля. На шахтах, где притока воды нет (каменносоляные, калийные), влажность воздуха зависит от температуры горных пород и влажности воздуха на поверхности (летом она выше, зимой ниже).

Давление воздуха зависит от глубины разработки, чем больше глубины горных работ, тем выше давление. При достигнутой на шахтах глубине разработки оно достигает 120 кПа и более.

На шахтах, расположенных в высокогорных районах, давление воздуха ниже, чем на уровне моря. Вентилятор, работающий на нагнетание, повышает давление воздуха в выработке, вентилятор, работающий на разрежение, понижает его.

При повышении атмосферного давления (по мере спуска в шахту) парциальное давление кислорода растет, что воспринимается организмом как повышение содержания кислорода в воздухе. Вдыхание чистого кислорода при нормальном атмосферном давлении в течение 5-6 ч не вызывает отрицательных последствий для организма.

Наблюдения показали, что 90%-ное содержание кислорода вызывает нежелательные сдвиги в организме уже в конце первых суток (снижается температура тела, замедляется пульс и др.). Содержание в воздухе 40-60% кислорода не вызывает вредного влияния на человека в течение многих часов (в некоторых случаях даже дней). При уменьшении атмосферного давления (например, при подъеме из шахты) парциальное давления кислорода уменьшается, что ощущается человеком как кислородная недостаточность.

В таблице 1 приведены данные характеризующие изменение атмосферного и парциального давления в зависимости от высоты над уровнем моря.

Изменение атмосферного и парциального давления в зависимости от высоты над уровнем моря

Табл. 1

Если состав атмосферного воздуха остается неизменным, а меняется только атмосферное давление, то человек может жить при парциальном давлении кислорода 8,6 - 12 кПА, что отвечает содержанию кислорода 9 - 12%.

Вентиляция угольных и рудных шахт характеризуется значительной динамикой параметров в пространстве и времени. Поэтому состояние вентиляции шахт должно систематически контролироваться. По правилам безопасности систематическому контролю подлежат следующие параметры вентиляции:

- расход и скорость движения воздуха, проходящего по выработкам и через каналы вентиляторов;

- концентрация кислорода и углекислого газа в шахтном воздухе (при выполнении всех анализов состава воздуха);

- концентрация метана (при анализе состава воздуха в шахтах, разрабатывающих пласты, склонные к самовозгоранию);

- концентрация водорода в зарядных камерах;

- температура воздуха;

- относительная влажность воздуха при его температуре > 20⁰ С.

Перечень оборудования и приборов для контроля содержания газов в рудничной атмосфере

Табл. 2

Размещено на Allbest.ru