ТЕМА 6. ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ ПРОЦЕССЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПОДЗЕМНЫХ ГОРНЫХ РАБОТ.

Подъем и транспорт на горных предприятиях

Выдачу полезного ископаемого на поверхность осуществляют по главным стволам. Подъем полезного ископаемого бывает периодического действия – клетевой, скиповой и автомобильный; непрерывного действия – конвейерный, трубопроводный (гидравлический, пневматический).

Наиболее распространены клетевой и скиповой подъемы: клетевой – при производительности до 1,5 млн. т/год, скиповой – при более высокой производительности. Вывоз руды автосамосвалами (по наклонным и спиральным стволам) имеет незначительное распространение. Автомобильный подъем применяют при глубине разработке до 300 м и производительности до 1,5 млн. т/год.

Главные вертикальные стволы современных шахт оборудуют скиповыми подъемами со скипами грузоподъемностью до 35-50 т. Ствол оборудуют одним или двумя скипами, работающими по схеме скип-скип или скип-противовес. В скиповых установках получили распространение скипы с донной разгрузкой.

Главные вертикальные стволы на многих старых действующих шахтах оборудованы клетевыми подъемами с неопрокидными (одно- и многоэтажными) и в редких случаях с опрокидными клетями небольшой грузоподъемности.

Главные наклонные стволы сооружают под углом до 18° и оборудуют мощными ленточными конвейерами большой длины и производительности, с шириной ленты 1200 мм.

При гидравлическом подъеме крупность материала должна быть не более 50-100 мм. Полезное ископаемое выдается по трубопроводам диаметром до 350 мм.

Участковый транспорт представляет собой совокупность транспортных средств и устройств, расположенных в выработках выемочного поля, панели или этажа, кроме средств доставки по очистному забою. Различают конвейерный, локомотивный, автомобильный участковый транспорт.

Транспортирование от очистных забоев по горизонтальным и наклонным выработкам производят ленточными конвейерами. В непрямолинейных выработках, где бы требовалось применение более трех ленточных конвейеров, могут применять пластинчатое изгибающиеся конвейеры. Скребковые конвейеры используются в условиях, когда невозможно применять ленточные и пластинчатые конвейеры.

Локомотивная откатка является основным транспортным средством в горизонтальных горных выработках с уклоном рельсового пути от 0,003 до 0,005, а при выполнении особых мероприятий от 0,03 до 0,05. На шахтах наибольшее распространение получили контактные и аккумуляторные электровозы. Значительно реже применяют дизелевозы и инертные локомотивы (гировозы). Транспортирование осуществляют в вагонетках с глухим кузовом, с откидным днищем или в секционных поездах. Вместимость кузова вагонетки изменяется от 1 до 3,5 м³.

Автосамосвалы применяют для транспортировки на расстояние 300-1000 м до пунктов перегрузки на рельсовый транспорт или используют как основной вид транс порта.

Совокупность связанных между собой горных выработок горнодобывающего предприятия, по которым движется воздух, называется вентиляционной сетью. Вентиляционные сети шахт изображаются в виде планов и схем. Вентиляционным планом называется вычерченный в масштабе план горных выработок, на котором указано направление движения воздуха. Вентиляционный план необходим для контроля проветривания шахты, а также служит источником ряда данных для расчета вентиляции (длина выработок, их сечение, места утечек и т.п.).

Чтобы обеспечить движение воздуха по горным выработкам в необходимом направлении и с требуемой интенсивностью, необходимо создать определенный перепад давлений. В зависимости от того, каким образом обеспечивается необходимый перепад давлений воздуха по пути его движения, различают нагнетательный, всасывающий и комбинированный (нагнетательно-всасывающий) способы вентиляции. Для проветривания горных предприятий используют вентиляторные установки главного проветривания. Вентиляторные установки главного проветривания бывают двух типов – осевые и центробежные. Основными параметрами, необходимыми для расчета вентиляционной сети являются количество воздуха, необходимое для проветривания, напор (давление) вентилятора и депрессия.

Энергия, которую получает единица объема воздуха от источников, вызывающих естественную тягу, называется депрессией. Естественная тяга – движение воздуха по выработкам под действием естественных причин (главным образом за счет разности удельных весов воздуха, а также под действием ветра).

Определение объемного расхода воздуха осуществляют путем непосредственного измерения средней скорости и умножением на сечение выработки. Измерение средней скорости воздуха осуществляют с помощью анемометров или измерителей скорости воздуха.

Наибольшее распространение на горнодобывающих предприятиях получил шахтный интерферометр (ШИ). С его помощью можно осуществлять контроль содержания кислорода, углекислого газа, водорода и метана в рудничном воздухе. Для контроля содержания применяют также переносные автоматические анализаторы метана (СМП, СШ). Также на горных предприятиях, опасных по метану применят аппаратуру автоматической защиты и центрального телеконтроля типа АМТ. С помощью этой аппаратуры можно осуществлять контроль содержания метана выработках и передачу информации на диспетчерский пункт, обеспечивать автоматическое отключение электропитания в очистных и подготовительных забоях, осуществлять местную, участковую и централизованную сигнализацию (звуковую и световую). Контроль концентрации ядовитых примесей рудничного воздуха осуществляют переносными химическими газоопределителями (ГХ).

Состав рудничной атмосферы

Атмосферный воздух на поверхности земли представляет собой смесь газов довольно постоянного состава. Обычно по объёму в нем содержится: азота – 78,08 %; кислорода – 20,95%; аргона – 0,93%, углекислого газа – 0,03%; водорода, неона, гелия, криптона, ксенона, озона и радиоактивных газообразных веществ суммарно – 0,01%. В воздухе также содержится некоторое количество водяных паров. Рудничный воздух – это смесь газов и паров, заполняющие горные выработки.

Атмосферный воздух, поступая в подземные выработки и перемещаясь по ним, претерпевает ряд изменений в своем химическом составе и физических свойствах (температура, влажность, удельный вес, изменение давления). Схематично рудничный воздух можно рассматривать состоящим из трех частей

рудничный воздух = атмосферный воздух + активные газы + мертвый воздух.

Под активными газами принято понимать всякого рода ядовитые или взрывчатые газы, выделяющиеся или образующиеся в горных выработках и присоединяющиеся к рудничному воздуху.

«Мертвый воздух» представляет собой смесь избыточных по сравнению с атмосферным воздухом количеством азота и углекислого газа. Как составная часть рудничного воздуха он всегда вызывает снижения содержание кислорода. Состав «мертвого» воздуха чаще всего колеблется в следующих пределах: СО₂ от 5 до 15% и N₂ от 95 до 85%.