Вентиляция шахт и карьеров

Рудники им. Губкина и Южно-Коробковский имеют общуюсеть подземных выработок и фактически представляют собой один рудник с двумя шахтными полями. Поэтому целесообразно без особых дополнительных затрат перевести проветривание обоих рудников на единую фланговую схему проветривания.

Преимущества фланговой схемы по отношению к центральной вполне очевидны. При фланговом варианте проветривания свежий воздух будет поступать по стволам № 1 и 4. Свежий воздух, посту­ пающий по стволу № 1, будет использоваться для проветривания околоствольных выработок ствола № 2 и очистных работ ЮжноКоробковского рудника, которые ведут со штреков № 1, 2, 3, а в дальнейшем и для проветривания очистных работ панели № 0. Свежий воздух, поступающий по стволу № 4, будет проветривать околоствольные выработки ствола № 3, очистные работы со штре­ ков № 4, 5, 6, 7 Южно-Коробковского рудника и очистные работы рудника им. Губкина.

Для осуществления такой схемы необходимо пройти на гори­ зонтах 125 и 71 м примерно 400 м вентиляционных выработок и перенести подземную вентиляторную установку рудника им. Губ­ кина в район штрека № 2 перед примыканием квершлага ствола № 4 горизонта 71 м Южно-Коробковского рудника.

Суммарная производительность главных вентиляторов обоих рудников 148 м3/'секу а потребное количество воздуха для провет­ ривания рудников по фактору выноса вредной пыли составляет 159 м3/сек при коэффициенте запаса 1,35. Таким образом, венти­ ляторы практически смогут обеспечить подачу необходимого ко­ личества воздуха при проветривании рудников по общей схеме с коэффициентом резерва 1,26, что при отсутствии больших под­ сосов и утечек через зону обрушения является вполне достаточным.

Вариант проветривания рудников по общей фланговой схеме не теряет целесообразности и при включении в схему проветрива­ ния ствола № 5.

Для упорядочения проветривания очистных работ и рабочих мест на вентиляционно-буровом горизонте предложено несколько вариантов схем вентиляции блока с подсвежением воздуха в вы­

работках горизонта 71 м.

По первому варианту предусматривается один вентиляционный восстающий 1 на две смежные камеры, в каждой из которых име­ ется по два орта скреперования (рис. ПО). С целью подсвежения воздуха на горизонте 71 м также предусматривается один восста­ ющий на две смежные камеры. Восстающие проходятся из ортов скреперования 2 и сбиваются с вентиляционно-буровым ортом на горизонте 71 м. Основной вентиляционный восстающий на уровне горизонта воронок сбивается выработками со всеми орта­ ми скреперования, при этом с каждого орта на горизонт воронок имеются ходовые дучки, которые будут использоваться для целей вентиляции. Восстающий выше орта скреперования перекрывает­ ся плотной воздухонепроницаемой перемычкой с лядой 3.

« * ? £ > * *

?*c- '*

Второй и третий варианты существенно отличаются от первого лишь способом подачи свежего воздуха для подсвежения на гори­ зонт 71 м. Вторым вариантом предусматривается подача свежего воздуха для подсвежения атмосферы в выработках горизонта 71 лс непосредственно от подающего ствола по основным выработкам

стающие сбиваются не с откаточ­ ным штреком, а с ортами скреперования. Это приводит к умень­ шению количества вентиляционных восстающих и блоковых венти­ ляторов, а также исключает последовательное проветривание ортов скреперования. Особое значение имеют предложенные схе­ мы подсвежения воздуха на буровом горизонте, которые дают воз­ можность направлять отработанную струю воздуха с помощью вентиляционных дверей и перемычек не по каждому штреку, а через один, что будет благотворно влиять на состояние атмосферы в вы­ работках бурового горизонта.

На рис. 112 представлена схема установки блокового вентиля­ тора. Вентиляционный восстающий 4 на уровне бурового орта / перекрывается плотной перемычкой 6 с лядой для избежания ра­ боты вентилятора накоротко. Металлический трубопровод 5 слу­ жит для отсоса отработанного воздуха из буровых ортов, а дере­ вянные перемычки с дверью предотвращают возможность после­ довательной работы блоковых вентиляторов, установленных на всей длине вентиляционного штрека 2 в нише 3.

Необходимая производительность вентилятора должна под­ считываться для каждого конкретного случая в зависимости от выбранной схемы проветривания очистных блоков и количест­ ва в них выработок, в которые необходимо подавать свежий воздух.

§ 5. Главные и вспомогательные вентиляторные установки

Главная вентиляторная установка рудника им. Губкина обору­ дована двумя вентиляторами — рабочим и резервным. В качестве рабочего служит осевой двухступенчатый вентилятор типа ЦАГИ с диаметром рабочего колеса 1800 мм. Угол лопаток его и спрям­ ляющего аппарата принят соответственно 40 и 20°

Вентилятор приводится в действие электродвигателем типа AM мощностью 185 кет с числом оборотов 980 в минуту. Номинальные производительность и депрессия вентилятора 78 м3/сек и 340 мм вод. ст. Фактическая производительность, измеренная на выбросе из диффузора, составляет 81,6 м3/сек, а развиваемый напор 90 мм вод. ст.

В качестве резервного служит осевой одноступенчатый венти­ лятор типа ЦАГИ с диаметром рабочего колеса 1800 мм.

Вспомогательная подземная вентиляторная установка рудни­ ка им. Губкина оборудована осевщм двухступенчатым вентилято­ ром серии В с диаметром рабочего колеса 1200 мм. Мощность электродвигателя 55 кет. При угле установки лопаток рабочегоколеса 30° и числе оборотов 980 в минуту фактическая производи­ тельность вентилятора (при остановленном главном вентиляторе) составляет 14,4 мг1сек.

Главная вентиляторная установка Южно-Коробковского руд­ ника оборудована рабочим и резервным вентиляторами. В каче­ стве рабочего служит осевой двухступенчатый вентилятор серии В с диаметром рабочего колеса 1800 мм. Электродвигатель имеет мощность 380 кет и число оборотов 980 в минуту. Номинальная производительность и депрессия вентилятора соответственно рав­ ны 70 м3/сек и 400 мм вод. ст. В качестве резервного используется осевой одноступенчатый вентилятор серии В с диаметром рабочегоколеса 1800 мм. Мощность электродвигателя 95 кет с числом обо­ ротов 975 в минуту. Номинальная производительность вентилято­ ра 50 м3/сек.

Для блокового и местного забойного проветривания на обоих, рудниках применяются вентиляторы типов ВЦ-940, СВМ-5 и ВМ-200.

Глава X

МАРГАНЦЕВЫЕ РУДНИКИ

§ 1. Никопольский марганцевый бассейн

Никопольское месторождение марганцевых руд представляет собой пластообразную залежь, расположенную почти горизонталь­ но в толще осадочных отложений третичного возраста. Месторож­ дение состоит из двух обособленных частей — западной и восточ­ ной, разделенных между собой поднятием ложа кристаллических

пород.

Рудный пласт представлен песчано-глинистыми отложениями с включением конкреционно-кусковых, ячеистых, оолитовых и зем­ листых марганцевых образований различных размеров и формы. Глубина залегания рудоносного горизонта колеблется от 50 до 80 ж на водоразделах и от 15 до 20 ж в пониженных местах, причем в долинах и балках восточной части бассейна изредка встречаются выходы рудного пласта на поверхность. Залегание пласта доволь­ но спокойное без каких-либо серьезных тектонических нарушений.

Мощность рудного пласта изменяется от нескольких сантимет­ ров (на контурах залежей) до 4,8 ж. Наиболее распространены средние мощности пласта в пределах 1,5—2,5 ж.

Коэффициент крепости рудного тела 1—2. Руда сравнительно легко поддается отбойке, так как представляет собой довольно рыхлую массу. При повышении горного давления рудный пласт уплотняется, уменьшаясь по мощности, и частично расширяется в горизонтальном направлении, выдавливаясь в горные выработки.

Почва пласта имеет свойство вспучивания, особенно при нали­ чии в ней каолина, который, впитывая в себя шахтную воду, увели­ чивается в объеме. В кровле обычно залегает плотная и вязкая зеленая глина мощностью до 15 ж, реже непосредственной кровлей служит сухой или насыщенный водой песок. Как правило, рудный пласт имеет резко очерченные и ясно выраженные контакты с поро­ дами кровли и почвы.

Вскрытие и системы разработки

Шахтное поле представляет собой прямоугольник (300x600 ж) и вскрывается двумя вертикальными стволами 1 и 2, проходимыми до уров)Ня почвы рудного пласта, после чего попарно проводятся горизонтальные выработки — околоствольные дворы, главные 5, 4, панельные 5 и выемочные 6 штреки (рис. ИЗ).

Оба ствола шахты закладываются не в центре поля, а у одной из его границ на линии, делящей запасы пополам, с таким расче­ том, чтобы после отработки шахтного поля охранный целик выра­ батывался через соседнюю шахту с нормальными эксплуатацион­ ными потерями.

Разработка в основном ведется столбовой системой с выемкой заходками. На участках месторождения со слабыми налегающими породами применяют ординарные заходки, (рис. 114, а) а при бо­ лее устойчивой кровле — спаренные (рис. 114, б).

Длина заходок 15 ж, а ширина 2,5—5 ж. Выемочный столб имеет длину 150 ж и ширину 15 ж.

Очистные работы в заходке осуществляют в три стадии: 1) вы­ нимают основную часть запасов заходки, 2) отрабатывают времен­

проходят не менее двух нарезных штреков с вентиляционными сбойками между ними, что позволяет проветривать забои сквозной струей воздуха. Иногда очистную выемку ведут заходками>одновременно из нескольких нарезных штреков в виде ступенчатого фронта, что соответственно повы­ шает производительность выемочного участка.

В развитии систем разработки Никопольского марганцевого месторождения наметилось новое прогрессивное направление — применение механизированных лав со щитовым комплексом «Мар­ ганец». При этой системе разработки рудный столб подготавливают двумя выемочными штреками — вентиляционным и конвейерным. Вентиляционный штрек проводят рядом с выработанным простран­ ством предыдущего столба с оставлением рудного целика шириной 258 *

2 3 ж, а конвейерный — на расстоянии 20—30 ж от вентиляцион­ ного.

Отбойку руды в забое лавы производят с помощью механизи­ рованного щитового комплекса, предназначенного для механизации всех процессов отбойки руды, ее погрузки и доставки, крепления очистного пространства и управления кровлей.

Щит состоит из отдельных секций, представляющих собой ог- раждающе-поддерживающую металлическую крепь. Со стороны заюя щит несет на себе забойный конвейер, по раме которого с по­ мощью специального привода передвигается комбайн КСМ-1.

Но мере передвижения секции щита расположенные за ним обнаженные породы кровли самообрушаются, чем достигается раз­ рядка возникающих в породах напряжений и снижение горного давления.

Проветривание шахт

Проветривание шахт осуществляется по специальной схеме, (см. рис. 113). Свежий воздух подается по главному подъемному стволу шахты У, движется по главному откаточному штреку 3, затем по откаточным панельному 5 и выемочному 6 штрекам по­ ступает в очистные забои. Из последних отработанный воздух дви­ жется по вентиляционной сбойке выемочного участка, попадает в вентиляционные выемочный б, панельный 5 и главный 4 штреки, далее по вентиляционному стволу 2 выдается на поверхность глав­ ным вентилятором шахты.

Вместах пересечения откаточных и вентиляционных выработок сооружаются воздушные мосты. При выемке рудных столбов заходками очистные забои являются глухими и проветривание их осуществляется вентиляторами местного проветривания или за счет естественной диффузии.

Вмарганцевых шахтах взрывные работы обычно не применяют­ ся и пылеобразование при выполнении производственных процес­ сов незначительно. Поэтому определение количества воздуха для проветривания шахты ведется по количеству находящихся на под­ земных работах людей и по выделению углекислого газа.

Производительность главных шахтных вентиляторов (осевых или центробежных) чаще всего находится в пределах 20—30 м3/сек при напоре 30—60 мм вод. ст. Эквивалентное отверстие шахт ко­ леблется от 0,8 до 1,2 ж2.

По данным Марганцевского ВГСО, запыленность рудничной атмосферы составляет: при отбойке и погрузке руды комбайном 1,3—4,3 жг/ж3; при отбойке руды отбойными молотками с ручной погрузкой 1—3,8 жг/ж3; при доставке руды комбайнами 1,1—2,1 жг/ж3. Опыт показал, что при наличии деятельного провет­ ривания рабочих мест запыленность атмосферы быстро снижается и находится ниже санитарной нормы.

Подготовительные и нарезные выработки проводят спаренными забоями, и для сокращения тупиковой их части между выработ-