Тепловой режим шахт и рудников
Температура воздуха в подземных горных выработках зависит от температуры окружающих выработку пород, с которыми воздух контактирует. Горные породы, близко расположенные к земной поверхности, изменяют свою температуру в течение года в зависимости от температуры воздуха на поверхности. С глубиной это изменение становится менее заметным и, наконец, на определенной глубине Н1 температура пород становится постоянной, равной среднегодовой для данной местности. При дальнейшем углублении температура пород повышается, при этом повышение температуры на один градус происходит через определенное расстояние, которое для разных районов земного шара разное. Это расстояние называется геотермической ступенью. Чем больше теплопроводность горных пород, тем больше величина геотермической ступени. Если значение геотермической ступени известно, то температура пород на глубине Н от поверхности определяется по формуле (Н - Нi)/а. Факторы, влияющие на температуру воздуха в горных выработках: 1) теплообмен с горными породами (основной фактор); 2) нагревание воздуха в результате сжатия его при поступлении с поверхности в рудник (примерно на 0,45-0,81°С на каждые 100 м по вертикали); 3) окислительные процессы (окисление руд, гниение деревянной крепи); 4) работа машин и механизмов, дыхание людей, взрывные работы и т.д. Степень влияния перечисленных факторов на температуру воздуха горных выработок разная. Наряду с факторами, вызывающими нагревание рудничного воздуха в горных выработках, существуют факторы, вызывающие его охлаждение - это процесс испарения воды. Кроме того, рудничный воздух охлаждается при подъеме из рудника на поверхность (примерно на 0,83-0,99°С на каждые 100 м по вертикали). Поскольку наибольшее влияние на температуру воздуха оказывает тепловыделение из пород, а расстояние от воздухоподающих стволов до забоев достигает нескольких километров, то температура воздуха в них близка к температуре пород. Значительные суточные колебания температуры воздуха на поверхности уже в выработках околоствольного двора сглаживаются, а в удаленных забоях незаметны совсем. Так как в удаленных забоях температура воздуха и пород почти одинакова, то на глубоких горизонтах могут создаться дискомфортные условия, характеризующиеся высокой температурой. Температура воздуха в подготовительных, очистных и других действующих выработках не должна превышать 26°С. При температуре свыше 26°С должны приниматься специальные меры по ее снижению. Регулирование теплового режима шахт и рудников заключается в снижении высоких температур воздуха с помощью горнотехнических мероприятий и искусственного охлаждения воздуха. Горнотехнические мероприятия сводятся к улучшению вентиляции, борьбе с тепловыделениями, применению схем вскрытия, при которых нагревание вентиляционных струй будет минимальным. Улучшение вентиляции обычно сводится к: 1) увеличению подачи воздуха по горным выработкам и, следовательно, к увеличению скорости прохождения вентиляционной струи. 2) Уменьшение выделения тепла, связанного с окислительными процессами, может быть достигнуто снижением запыленности выработок, сокращением применения деревянной крепи и затяжек, покрытием поверхностей выработок специальными составами (пенополиуретаном, к примеру). В рудниках и шахтах, применяющих пневмоэнергию, сжатый воздух с температурой 70-80 °С обычно подается по трубопроводам, проложенным в воздухоподающих стволах, что приводит к повышению температуры подаваемого в рудник воздуха. Поэтому желательно сжатый воздух охлаждать или, если это не вызывает особых технических затруднений, прокладывать трубопроводы с сжатым воздухом по стволам с исходящей струей и выработкам вентиляционного горизонта. 3) Что касается схем вскрытия, то необходимо стремиться к тому, чтобы сократить до минимума путь движения свежего воздуха от поверхности до забоев, применяя различные варианты флангового расположения стволов.
|
