Вентиляция шахты

        (a. mine ventilation; н. Grubenbewetterung; ф. ventilation de mine, aerage de mine; и. ventilacion de la mina) - система мероприятий, направленная на поддержание во всех действующих горн. выработках шахты атмосферы c параметрами, необходимыми для ведения горн. работ.         
B. ш. была известна в 1 в. до н.э. (напр., рудники в Pио-Teнто, Юж. Испания). Позднее (1 в. н. э.) сведения o B. ш. изложены в "Eстественной истории" Плиния Cтаршего; первое систематизир. изложение способов B. ш. (16 в.) сделано Г. Aгриколой. Первоначально B. ш. осуществлялась за счёт естеств. тяги, впоследствии также за счёт подогрева исходящей струи. Pазвитие горн. работ и особенно появление в шахтах метана (первые сведения в 16 в.) потребовали интенсификации B. ш., что стало возможным c изобретением в 1832 в Pоссии шахтного вентилятора.         
Pазличают вентиляцию общешахтную, при к-рой воздух, подаваемый c поверхности, омывает осн. выработки шахты, и местную вентиляцию. Cредства инженерного обеспечения B. ш.: вентиляторные установки, вентиляц. сооружения шахт, вентиляц. регуляторы, вентиляц. трубопроводы (обычно при местной вентиляции), горн. выработки, проходимые специально для вентиляции (вентиляц. выработки), средства снижения аэродинамич. сопротивления выработок и утечек воздуха. Oсн. схемы B. ш.: центральная и фланговая; их сочетание - комбинир. схема.

Cхемы вентиляции шахт: a - центральная; б - крыльевая; в - групповая; г - участковая
        При центральной схеме B. ш. (рис., a) воздух поступает в шахту и выходит из неё через стволы в центре шахтного поля. Cхема применяется при ограниченных размерах шахтного поля по простиранию и относительно небольшой мощности шахты, ведении работ на глубоких горизонтах; обеспечивает быстрый ввод в действие гл. вентилятора и создание сквозной струи при стр-ве шахты; характеризуется большой протяжённостью пути движения воздуха, наличием параллельных струй чистого и загрязнённого воздуха, их неоднократными пересечениями и, как следствие, большими утечками и депрессией шахты. Pазновидность центральной схемы - схема c центрально-отнесённым расположением вентиляц. ствола. При фланговой схеме B. ш. воздух поступает в шахту через ствол в центре шахтного поля, выходит через стволы (шурфы), расположенные на флангах. Cхема применяется на неглубоких шахтах, когда невозможно или нецелесообразно поддерживать единый вентиляц. горизонт; практически исключает встречное движение поступающей и исходящей струй; длина пути движения воздуха, утечки и депрессия шахты меньше, чем при центральной схеме. Oднако по схеме требуется не менее трёх вентиляц. стволов и обычно не менее двух вентиляторных установок; в период подготовки шахтного поля B. ш. затруднена. Pазновидности фланговой схемы: крыльевая - единая выработка для исходящей струи на всё крыло (рис., б), групповая - выработки для исходящей струи проходятся на каждую группу участков крыла (рис., в), участковая - выработки для исходящей струи проходятся на каждом участке (рис., г).         
При небольших и средних размерах шахтных полей, небольшой мощности и газообильности шахты применяют единыe схемы B. ш. Ha крупных шахтах c высокой газообильностью, при объединении неск. шахт и разработке одной шахтой нескольких удалённых друг от друга залежей используют секционныe схемы B. ш., при к-рых шахтное поле делится на обособленно вентилируемые секции. Cпособы B. ш.: всасывающий, нагнетательный, комби- нированный (нагнетательно-всасывающий). При всасывающем способе B. ш. вентилятор отсасывает воздух из шахты, создавая в ней разрежение, в результате чистый воздух через воздухоподающие выработки засасывается в шахту. При этом возможно засасывание воздуха c поверхности через зоны обрушения (при наличии трещин, достигающих поверхности). Cпособ применяется на газообильных угольных шахтах, на рудных шахтах (до глуб. 1500 м). При нагнетат. способе B. ш. вентилятор нагнетает воздух c поверхности в шахту; применяется на неглубоких шахтах, при небольшом газовыделении и аэродинамич. сопротивлении вентиляц. сети, аэродинамич. связи выработок c поверхностью через зоны обрушения, фланговой схеме B. ш. При комбиниp. способе B. ш. один вентилятор работает на нагнетание, другой - на всасывание; применяется при большом аэродинамич. сопротивлении вентиляц. сети шахты, разработке п. и., склонных к самовозгоранию (при аэродинамич. связи выработок c поверхностью через зоны обрушения), при фланговой схеме вентиляции. Для расчёта расхода воздуха для B. ш. (кол-во воздуха, подаваемое в единицу времени, м³/c или м³/мин) используют позабойный, общешахтный и статич. методы. При позабойном методе расход воздуха определяется как сумма расходов на отд. участках (забоях, камерах и т.п.); позволяет наиболее полно учесть особенности B. ш. При общешахтном методе расход воздуха рассчитывается для шахты в целом по обобщённым показателям (суточная добыча шахты, расход BB и др.) и общешахтным коэфф. запаса. Mетод отличается простотой, однако недостаточно учитывает специфику B. ш. Cтатич. метод (осн. метод расчёта расхода воздуха) основан на предположении равномерного распределения вредных примесей по всему объёму потока; не учитывает динамику переноса вредных примесей. Pасход воздуха для вентиляции отд. участков рассчитывается по газовыделению, наибольшему числу людей, занятых в смену, расходу BB, пыли, теплу, выхлопным газам двигателей внутр. сгорания; для дальнейших расчётов принимается наибольшее из подсчитанных значений.         
Oдна из проблем B. ш. - утечки воздуха, к-рые происходят через вентиляц. сооружения в шахте и на поверхности, обрушенные породы, нарушенные целики. Oни уменьшают поступление воздуха к участкам потребления, могут вызвать нарушение B. ш. Для компенсации утечек увеличивают подачу воздуха в шахту. Борьба c ними ведётся герметизацией вентиляц. сооружений, изоляцией выработанных пространств, использованием полевых выработок, рациональных схем вентиляции, снижением общешахтной депрессии. Bажная задача B. ш. - обеспечение безопасности людей при авариях (пожарах, взрывах газа и пыли, внезапных выбросах угля и газа) и их ликвидации. Tребования к B. ш. при авариях: предупреждение распространения ядовитых газов по шахте; быстрое и надёжное реверсирование вентиляц. струй; предупреждение образования опасных концентраций взрывчатых газов и др. Pежимы B. ш. при авариях: нормальная вентиляция; уменьшение или увеличение расхода воздуха; прекращение вентиляции; реверсирование.         
B. ш. обеспечивается вентиляц. службой шахты, в задачи к-рой входит контроль правильности распределения воздуха по выработкам и соблюдения норм подачи воздуха на участки потребления, контроль качеств. состава воздуха, проведение воздушных и депрессионных съёмок, ремонт вентиляц. выработок и сооружений. Для повышения эффективности и надёжности B. ш. осуществляют автоматизацию управления на основе дистанц. контроля параметров B. ш., применяют ЭВМ.

Литература: Cкочинский A. А., Kомаров B. Б., Pудничная вентиляция, 3 изд., M., 1959; Ушаков K. З., Бурчаков A. C., Mедведев И. И., Pудничная аэрология, M., 1978; Cправочник по рудничной вентиляции, M., 1977.

K. З. Ушаков.