13.3 Устойчивость и стабилизация вентиляции при пожаре

При возникновении пожара происходит нагрев воздушной струи, что вызывает появление тепловой депрессии. Если очаг пожара расположен в вертикальной или наклонной выработке, по которой идет восходящая струя, тепловая депрессия совпадает по направлению с депрессией вентилятора и усиливает тягу воздуха, создавая устойчивый вентиляционный режим. Если по выработке струя идет вниз, то тепловая депрессия будет противодействовать работе вентилятора, что может привести к опрокидыванию вентиляционной струи. Это может произойти и в том случае когда очаг пожара расположен в горизонтальной выработке, а нагретый воздух далее движется по наклонной выработке вниз.

Тепловая депрессия при развитии пожара может достигать значительных величин. Так, при средней температуре воздуха 300 ⁰С и высоте нагретого столба 100 м тепловая депрессия составляет 60 даПа. Возникновение такой дополнительной депрессии даже в выработке с восходящей струей может привести к изменению направления движения воздуха в побочных прилегающих выработках. В выработках с нисходящей струей тепловая депрессия может привести не только к опрокидыванию струи, но и к рециркуляции, при которой происходит накопление взрывоопасных и ядовитых газов. Кроме того, может возникнуть явление пульсации расхода воздуха с изменением направления его движения.

Лекция №16

14. Контроль вентиляции шахт

14.1 Требования правил безопасности к контролю вентиляции шахт

Вентиляция шахт характеризуется значительной динамикой параметров определяющих качество и состояние проветривания. Поэтому состояние вентиляции шахт систематически контролируется.

В соответствии с действующими ПБ систематическому контролю подлежат следующие параметры вентиляции:

1. Расход и скорость движения воздуха, проходящего по выработкам и через каналы вентиляторов;

2. Концентрация кислорода и углекислого газа - во всех случаях анализа состава воздуха;

3. Концентрация метана – при анализе состава воздуха в газовых шахтах;

4. Концентрация окиси углерода - при разработке пластов склонных к самовозгоранию;

5. Концентрация окислов азота – при анализе состава воздуха после взрывных работ;

6. Концентрация водорода в зарядных камерах;

7. Температура воздуха;

8. Относительная влажность воздуха при его температуре более 20⁰С.

Кроме этого производится контроль режима работы вентиляторов главного и местного проветривания.

Результаты контроля по всем его видам заносятся в соответствующие книги и журналы, а основные его параметры наносятся на вентиляционные планы.

14.2 Контроль расхода и скорости движения воздуха

Согласно требованиям ПБ проверка расхода воздуха и его расхода должна производятся:

В исходящих струях очистных подготовительных выработок, выемочных участков, крыльев, пластов, горизонтов и шахт в целом;

В поступающих главных вентиляционных струях шахт, в местах разветвлений поступающих струй, у забоев очистных и подготовительных выработок, у вентиляторов местного проветривания;

В поступающих или исходящих струях камер общешахтного назначения.

Периодичность контроля расхода воздуха и его состава должна составлять:

в выработках негазовых шахт, шахт 1-й и 2-й категории по газу, а также в камерах не реже одного раза в месяц;

в выработках шахт 3-й категории не реже двух раз в месяц;

в выработках сверхкатегорных шахт и шахт, опасных по внезапным выбросам не реже трех раз в месяц.

Расход воздуха у вентиляторов местного проветривания необходимо контролировать не реже одного раза в месяц.

Определение объемного расхода воздуха в любом сечении горной выработки осуществляется путем непосредственного измерения сечения выработки и средней скорости движения воздуха

Q=60SV_срм³/мин (14.1)

где Q– расход воздуха, м³/мин;

S– поперечное сечение выработки в свету,м²;

V_ср– средняя по сечению выработки скорость движения воздуха, м/с.

На основных вентиляционных струях оборудуются специальные замерные станции, которые представляют собой участки выработок длиной до 10 м с выдержанным сечением. На станциях имеется специальная доска, на которой указывается сечение выработки и расход воздуха. В остальных случаях (пунктах) контроля сечение измеряется каждый раз при измерениях скорости движения воздуха.

При трапециевидной форме поперечного сечения выработки ее площадь определяется по формуле

S=0.5H(a+b), м² (14.2)

где Н – высота выработки от уровня головки рельсов до верхняка, м;

a– размер по почве выработки, м

b– размер по кровле выработки.

При арочной форме поперечного сечения, если выработка не деформирована

S=0.5 (a+b)+0.67 (H-1)b, м² (14.3)

где b– размер выработки на высоте 1 м от уровня головки рельсов, м.

Если выработка деформирована необходимо разбить сечение на отдельные геометрические фигуры и определить площадь каждой фигуры, а затем их сумму.

Измерение скорости движения воздуха осуществляется анемометрами. На практике широко используется крыльчатые анемометры типа АСО-3, позволяющие измерять скорость движения воздухаот 0.3 до 5.0 м/с. Чашечные анемометры типа МС-13, используются для измерения скорости движения воздуха в пределах от 1 до 20 с. Приборы типа АПР, позволяющие измерять скорость движения воздуха от 0.3 до 20 м/с. Анемометры типа АСО-3 и МС-13 измеряют не скорость движения воздуха, а число оборотов вертушки (крыльчатки) за определенный промежуток времени (время замера). Затем определяют число оборотов в секунду и по графику скорость движения воздуха м/с. Анемометрами типа АПР измеряется непосредственно скорость движения воздуха в точке замера.

Результаты замеров расхода воздуха и данные о составе воздуха должны заносится в вентиляционный журнал (форма 2).