Горнопроходческие работы при строительстве вертикальных выработок. 
Проветривание стволов

Проветривание ствола осуществляют для обеспечения нормального состава воздуха и температуры воздуха не более 26С при влажности до 90%. По ПБ состав воздуха должен иметь по объему не менее 20% кислорода и углекислого газа не более 0,5%. После взрыва ВВ перед допуском людей в забой содержание ядовитых газов (%) должно быть не более:

• — окиси углерода — 24;
• — окиси азота — 1;
• — сернистого ангидрида -35;
• — сероводорода — 66.

При проходке устьев стволов допускается естественное проветривание: на негазовых шахтах — до 10 м, на газовых — до 6 м.

При дальнейшей проходке и укладке нулевой рамы применяется искусственное проветривание с применением вентилятора и трубопровода, опущенного в ствол. В соответствии с ПБ вентилятор должен находиться на расстоянии не ближе 20 м от ствола и работать непрерывно. Отставание вентиляционных труб от забоя должно быть не более 15 м, а во время погрузки породы грейфером — не более 20 м.

Стволы при проходке, как правило, проветривают нагнетательным способом по трем схемам, при которых свежий воздух с поверхности земли вентилятором нагнетается в забой ствола и вместе с продуктами взрыва поднимается по нему на поверхность земли.

По схеме с подачей свежего воздуха по трубам после взрыва ВВ газы под действием первоначального толчка и высокой температуры поднимаются вверх, а нагнетаемый свежий воздух поступает в призабойную часть ствола и интенсивно удаляет продукты взрыва.

Достоинством данной схемы является простота оснащения, интенсивное проветривание забоя.

Недостатком схемы является то, что в стволах большой глубины (700−1000 м) резко увеличивается аэродинамическое сопротивление вентиляционных труб, а масса става труб диаметром 0,6−1,2 м достигает 40−60 т и более.

При проветривании по схеме сквозной струи между стволами проводят сбойку, в которой устанавливают два вентилятора. Свежий воздух поступает по стволу, А и одним вентилятором нагнетается в забой ствола А, а другим — в забой ствола Б. На поверхность земли воздух поднимается по стволу Б. Эту схему можно применять при одновременной проходке двух глубоких стволов, находящихся на небольшом расстоянии.

Недостаток схемы — необходимость проходить сбойку между стволами.

Проветривание по схеме с использованием продольной перемычки применяют в зарубежной практике при проходке весьма глубоких стволов большого диаметра (9−10 м). Продольная железобетонная перемычка разделяет ствол на две части: в одной располагают подъемные сосуды, а вторая свободная служит только для вентиляции.

Расход воздуха определяется по следующим факторам:

• — по количеству ядовитых газов ВВ;
• — наибольшему числу работающих в стволе людей;
• — по метановыделению;
• — по минимально допустимой скорости движения воздуха.

Количество воздуха по фактору взрывания (м³/мин).

где S_св — площадь поперечного сечения ствола в ствету, м²;

t — время проветривания ствола, мин;

В — количество одновременно взрываемого ВВ, кг;

I_вв — газовость ВВ, равное 100 л/кг при взрывании по углю, 40 л/кг при взрывании по породе;

H_ств — глубина ствола, м;

К_обв — коэффициент, учитывающий обводненность ствола.

Стволы сухие любой глубины (приток 10 м³/ч), и обводненные Н_ств 200 м — К_обв 0,8.

Стволы обводненные (приток 6 м³/ч) глубиной Н_ств > 200 м 0,6 К_обв 0,8.

Стволы обводненные (приток 6…15 м³/ч), капеж в виде дождя 0,3 K_обв 0,6.

Стволы обводненные (приток > 15 м3/x), капеж в виде ливня 0,15Кобв<0,3.

К_у — коэффициент удельной стыковой воздухопроницаемости, равный 0,0006 для резиновых прокладок; 0,0003 для промасленных пенькового каната или картона;

d_тр — диаметр трубопровода, м;

l_зв — длина звена трубопровода, м;

R — аэродинамическое сопротивление трубопровода,.

.

— коэффициент аэродинамического сопротивления.

В том случае, если глубина ствола значительна, в формулу для определения количества воздуха вводится не полная глубина ствола (Н_ств), а критическая глубина трубопровода (L_кр), т. е. длина, на которой концентрация ядовитых газов взрывных работ снизится до допустимой нормы.

(14.2).

где К_т — коэффициент турбулентной диффузии, определяется в зависимости от ;

l_з.тр — расстояние от забоя до конца трубопровода, равное 15 м;

d_пр — приведенный диаметр трубопровода;

d_пр = 2d_тр — при расположении трубопровода в центре ствола,.

d_пр =1,5d_тр — у стенок ствола.

Количество воздуха по наибольшему числу работающих в стволе людей (м³/мин).

Q_л=6n_л (14.3).

где n_л — количество людей в смену.

Количество воздуха по метановыделению (м³/мин).

где смаксимально допустимое содержание метана в исходящей струе, не более 1%;

— для стволов равно нулю;

I_п — метановыделение в стволе, м³/мин.

Количество воздуха по пылевому фактору определяется исходя из минимальной скорости движения воздушной струи, равной V_min = 0,3 м/с, оптимальная скорость V_опт = 0,6 м/с.

В случае проведения мероприятий, обеспечивающих содержание пыли в допустимых пределах, скорость воздуха в соответствии с ПБ принимается равной Vmin = 0,15 м/с.

Q_v=60V_minS_св (14.5).

Из полученных значений количества воздуха для дальнейших расчетов принимают максимальное значение.

Подача вентилятора определяется по формуле.

Депрессия вентилятора при применении жесткого трубопровода.

(14.7).

где — потеря давления в местах сопротивления.

Для каждого поворота трубопровода.

=0,35² (14.8).

где — угол поворота, радиан;

— угол поворота трубопровода, град;

— средняя скорость движения воздуха на прямолинейном участке, м/с.

По расчетным параметрам Q_в и h_в по справочникам подбирается вентилятор.

При необходимости присоединяется несколько вентиляторов последовательно или параллельно.