Том 46 Вып. 1

Как известно, газовый баланс подготовительной выработки слагается из двух основных составляющих: газовыделения из забоя и из боков выработки. Поэтому изучение закономерностей газовыделения из обнаженных поверхностей пласта в подготовительную выработку имеет большое практическое значение как для организации проветривания выработки в период ее проведения, так и для определения влияния газовыделения из подготовительных выработок на газообильность и газовый баланс участка и шахты.

Работающие в карьере подвержены влиянию метеорологических условий, характерных для данной местности, и вредных примесей, выделяющихся в атмосферу карьера при различных производственных процессах. Выпадение осадков, изменение температуры и скорости ветра на поверхности влечет за собой изменение соответствующих параметров на рабочих местах. Наиболее неблагоприятным из всех природных факторов является температурный, так как большинство карьеров СССР расположено в зоне резко континентального климата со средними температурами зимой минус 15-20° и летом +20-30°.

Метановыделение в пределах выемочного участка зависит от работы добычных машин, колебаний атмосферного давления, обрушения горных пород основной кровли, неравномерности подачи воздуха и т. д. Независимо от влияния этих факторов, содержание метана на исходящей струе участка не должно превышать 1%. Следовательно, на участок необходимо подавать такое количество воздуха Qpaсч которое обеспечивало бы соблюдение требований Правил безопасности при любых комбинациях указанных факторов.

В процессе эксплуатации шахт возникает необходимость депрессионных съемок и обследования состояния проветривания, в результате которых измеряются: общий дебит вентиляторов, количество воздуха, поступающего в шахту, утечки, количество воздуха, доходящего до очистных и подготовительных забоев, депрессии отдельных струй, участков и шахты в целом и другие параметры вентиляции. В результате обследования должны быть намечены мероприятия по улучшению вентиляции шахты, в том числе по уменьшению утечек воздуха.

Расчет шахтных воздухопроводов аналитическими и графоаналитическими способами сводится в основном к определению двух величин: 1) утечек воздуха или доставочного коэффициента μ; 2) напора h, который необходимо создать, чтобы к концу става труб поступало заданное количество воздуха Qзaб. Предложено много формул для подсчета этих величин. А. И. Швырков на основании теоретических исследований движения воздуха в воздухопроницаемых трубопроводах установил функциональную зависимость между величинами.

Явление рециркуляции воздуха при работе вентиляторов частичного проветривания как причина загазирования тупиковых выработок изучено недостаточно. Как известно, рециркуляция при частичном проветривании — явление вредное, а в газовых шахтах опасное, так как приводит к повышению концентрации метана в выработке выше установленных норм. В выработках, где ведутся взрывные работы, рециркуляция удлиняет сроки проветривания забоя и может привести к повышению концентрации вредных газов. И. А. Бабокин, анализируя причины скопления метана перед взрывами за десятилетний период, пришел к выводу, что в 8% случаев скопление происходило из-за рециркуляции. Действующие Правила безопасности в угольных и сланцевых шахтах предусматривают ряд ограничений, которые исключают возможность рециркуляции.

Возможность применения на шахтах Норильского комбината мокрого способа пылеподавления при выемке, погрузке и транспортировке угля устанавливалась термометрическими замерами воздуха и вмещающих пород по ходу вентиляционной струи. Исследования проводились сотрудниками кафедры рудничной вентиляции Ленинградского горного института в 1959-1960 гг.

Основным средством борьбы с пылью помимо вентиляции является орошение. Производственные исследования на угольных шахтах показали, что при орошении запыленность воздуха на рабочих местах уменьшается в 5-15 раз. Применение этого эффективного способа пылеподавления на горных предприятиях Крайнего Севера затруднено суровыми климатическими условиями в подземных выработках и низкой температурой горных пород. Температура воздуха в большинстве выработок угольных шахт, пройденных в зоне многолетней мерзлоты, в течение всего года остается отрицательной, что исключает применение воды для пылеподавления.

Изучение характера распространения газов в карьере при устойчивом и неустойчивом состояниях атмосферы позволяет установить фактическое количество воздуха, проветривающего карьер, с учетом определенных атмосферных условий. О характере распространения газов в карьерах в литературе сведений нет. Основным фактором естественного проветривания карьеров В. С. Никитин считает энергию ветра. Это расходится с нашими опытными данными.

Воздухообмен в карьерах формируется под действием энергии ветра и конвективных потоков, возникающих в результате температурной неоднородности атмосферы по высоте. Эти факторы могут действовать совместно и раздельно. При наличии ветра и развитых конвективных потоков воздухообмен осуществляется наиболее полно и активно. Наличие только конвективных потоков воздуха при отсутствии ветра несколько ухудшает воздухообмен, но обеспечивает активный перенос вредных примесей из нижней части карьера в верхнюю зону и за пределы карьерного пространства. Иногда энергию ветра считают достаточной для осуществления воздухообмена в карьерах. Однако решающую роль в осуществлении воздухообмена в карьерах играют конвективные потоки, формирующиеся за счет определенной температурной стратификации атмосферы.

Местное искусственное проветривание рабочих мест карьеров с помощью вентиляторов частичного проветривания до настоящего времени не исследовалось, хотя в литературе есть указания на возможность его применения в карьерах. Опыты по вентиляции отдельных рабочих мест в Сибайском и Миндякском карьерах проводились в ноябре и декабре 1960 г.

Широкое внедрение механизмов с двигателями внутреннего сгорания в горной промышленности привело к необходимости создания защитных приспособлений от вредных и ядовитых примесей, содержащихся в выхлопных газах (окиси углерода, окислов азота, альдегидов, окислов свинца и др.). В зависимости от типа двигателя и его конструкции, а также от применяемого топлива состав выхлопных газов может изменяться.

Около 40% добычи угля в Кузбассе приходится на Прокопьевско-Киселевский район. Из всех промышленных запасов угля по состоянию на 1 января 1960 г. 64,5% сосредоточено в пластах мощностью свыше 3,5 м, в том числе 41,5% в пластах мощностью более 6 м. Из 25 шахт района семь ведут горные работы на первом, четырнадцать — на втором, три — на третьем и одна — на четвертом горизонтах. На девяти шахтах ведется подготовка нижележащих горизонтов, в том числе четыре шахты готовят вторые, четыре шахты — третьи и одна шахта — четвертый горизонты.

Как известно, основные параметры шахт — производительность и срок службы — в значительной мере определяют их технический облик и уровень технико-экономических показателей. Выбор этих параметров, связан с возможной нагрузкой на пласт, которая для одиночного пласта определяет производственную мощность шахты, а для свиты пластов — также и последовательность их отработки. Повышение нагрузки на пласт и укрупнение шахт являются одним из основных направлений технического прогресса в угольной промышленности на ближайшие годы.