автореферат диссертации по безопасности жизнедеятельности человека, 05.26.03, диссертация на тему:Обоснование пожаробезопасных параметров вентиляционных систем метанообильных шахт

Диссертация, представленная в виде научного доклада, содержит научное обобщение опубликованных в 1968-2001 гг. работ автора по исследованию, разработке и реализации комплексных технических решений, обеспечивающих безопасность отработки высокогазоносных пожароопасных угольных пластов, и отражает результаты внедрения ук: лн-ных разработок.

Актуальность работы . Несмотря на наблюдающиеся р ;оследние годы изменения в топливно-энергетическом балансе России в пользу газообразных и жидких углеводородов каменный и бурый угли продолжаю i оставаться важнейшим источником энергии и химического сырья в самых различных сферах промышленного производства.

Основным направлением технической политики в угольной промышленности страны является отказ от экстенсивного пути развития. Увеличение угледобычи в дальнейшем будет обеспечиваться, главным образом, за сче реконструкции действующих предприятий и их технического перевооружения, koi лентрации и интенсификации горных работ в условиях постоянного роста глубины разработок и связанного с ним ухудшения горно-геологических и горнотехнических факторов.

Совокупность указанных мер и обстоятельств способствует повышению частоты и тяжести аварий, в связи с чем первостепенное значение приобретает проблема предотвращения проявлений природных и технологических опасностей при ведении подземных работ. Анализ аварийности на предприятиях угольной промышленности России за последние три десятилетия показывает, что от общего количества происшедших в шахтах аварий 37,6% составляют эндогенные пожары и взрывы газа, доля экономического ущерба от которых превышает 65%.

Применяющиеся в настоящее время способы и средства предупреждения самовозгорания угля и борьбы с метаном, базирующиеся в большинстве своем на принципе управления аэрогазодинамическими процессами в потенциально опасных зонах шахтных систем, взаимно исключают друг друга. Реализация мер, направленных на газовую профилактику, как правило, влечет повышение вероятности возникновения очагов самовозгорания утля и наоборот. Между тем в отрасли из действующих шахт и шахтоуправлений 53,о% одновременно опасны по газу и эндогенным пожарам. Изложенное свидетельствует о высокой актуальности и большом значении проблемы разработки взаимоприемлемых способов борьбы с указанными видами опасностей. Ее решение возможно на основе обобщения научных достижений в исследовании геомеханики горных пород, аэродинамики воздушных потоков, процессов самовозгорания угля, а также качественно н jo го подхода к обоснованию параметров шахтных вентиляционных систем в сложных условиях отработки пластов. Именно это направление и положено в основу научной деятельности автора.

Диссертация выполнена по результатам проведенных в 19682001 гг. исследований в рамках тематических планов ВостЬЛИ и Рос-НИИГД, входивших составными частями в отраслевые научно-исследовательские программы и головные темы, в том числе: «Разработать методы конструирования рациональных вентиляционных сетей и эффективные способы проветривания газообильных шахт», «Создать и освоить новые методы и средства проветривания горных выработок, контроля рудничной атмосферы и автоматического управления проветриванием угольных шахт», «Создать и внедрить методы и технические средства прогноза газоносности угольных месторождений, борьбы с метаном и угольной взрывчатой пылью в шахтах, дегазации пластов и использования каптируемого газа», «Разработать и внедрить усовершенствованные способы и средства предупреждения и тушения эндогенных пожаров в шахтах и на разрезах».

Часть разработок явилась выходами по работам, выполненным по прямым договорам непосредственно с предприятиями и организациями угольной промышленности.

Целью работы является комплексное решение вопросов газовой и пожарной профилактики в угольных шахтах на основе оптимизации топологии и аэродинамических параметров шахтных вентиляционных систем с учетом известных и установленных закономерностей газораспределения, развития процесса окисления угля и теплового равновесия.

Идея работы заключается в обеспечении коррелятивных по условиям обеспечения газовой и эндогенной пожаробезопасности вентиляционных режимов шахт путем конструирования рациональных схем проветривания и использовании наряду с действующими выработками аэродинамически активных безугольных зон выработанных пространств в качестве газовозд; (опроводящих элементов.

Задач» исследований:

Провести научно-обоснованный анализ и определить основные направления совершенствования вентиляционных систем шахт, отрг 5а-тывающих высокогевоносные пласты угля; склонного к самовозгоранию; ■ ■ обобщить и развить научные положения по формированию аэродинамически активных зон в выработанных пространствах с поэиц>""< современных представлений о сдвижении горных .юрод при разработке пластовых месторождений, динамики воздушных потоков и турбулентной фильтрации газов в пористых средах; установить закономерности распределения утечек воздуха по мощности зоны обрушения для обоснования принципов конструирования рациональных по условиям борьбы с газом и предупреждения эндогенных пожаров схем проветривания выемочных полей; научно обосновать реально сложившуюся аэродинамическую ситуацию на шахтах, разрабатывающим мощные крутые сближенные пласты, и установить рациональные по условиям эндогенной пожаробезо-пасности параметры ведения горных работ при одновременном осуществлении очистной выемки на двух и более горизонтах; разработать технические решения по повышению функциональной надежности вентиляционных систем шахт и обеспечению стабильности режимов проветривания; разработать методы управления вентиляционным давлением в шахтных сети с использованием пассивных и активных регуляторов воздухораспределения; разработать и внедрить схемы проветривания выемочных полей и участков, обеспечивающие высокую эффективность управления газовыделением и снижение эндогенной пожарной опасности в особо сложных условиях ведения горных работ.

Методы исследований. В основу решения поставленных задач положен комплексный принцип, включающий: анализ и обобщение патентно-лицензионной и научно-технической литературы, накопленного опыта отработки угольных пластов в сложных горно-геологических и горнотехнических условиях ведения работ, имеющихся достижений и определившихся тенденций в области борьбы с газом и предотвращения эндогенных пожаров; методы аналитических исследований с использованием компьютерной техники и применением теории вероятности и математической статистики по выявлению аэродинамически активных зон выработанных пространств, установления закономерностей распределения утечек воздуха по мощности зоны обрушения и значений теплофизических параметров деформированного массива на базе фундаментальных положений геомеханики, аэрогазодинамики, теории тепло- и массообмена; физическое и математическое моделирование, в том числе с использованием электроаналоговых установок, для разработки принципов конструирования и изыскания способов повышения функциональной надежности шахтных вентиляционных сис м для условий отработки высокогазоносных пластов угля, склонного к самовозгоранию; экспериментальные исследования в натурных условиях воздухопроницаемости выработанных пространств, надежности функционирования основных элементов и регулируемости вентиляционных систем шахт; технико-экономический анализ для оценки эффективности внедрения разработанных аэродинамических способов комплексной профилактики газовой и эндогенной пожарной опасности в угольных шахтах.

Основные научные положения, защищаемые автором: определяющим хритерием эндогенной пожарной опасности горных работ на пологих и наклонных пластах является наличие критической по условию развития очага самовозгорания угольной массы в слое крупноблочного обрушения пород, аэродинамические параметры которого обусловливают его высокую воздухопроницаемость и возможность формирования как переходных, так и турбулентных потоков воздуха; установленные закономерности распределения утечек воздуха по мощности зоны обрушения позволяют определить приоритетные направления в конструировании вентиляционных сетей выемочных полей с использованием выработанных пространств в качестве воздухопрово-дящих элементов для повышения эффективности управления газовыделением при одновременном исключении возможности формирования в них гетерогенных систем «уголь-воздух» и развития окислительных процессов; обоснование параметров ведения горных работ на смежных гори-з птах шахт, отрабатывающих мощные крутые сближенные пласты, базируется на учете комплекса геомеханических и вентиляционных факторов, предопределяющих аэродинамические связи между элементами шахтных систем, интенсивность и направление фильтрационных потоков в обрушенных и деформированных породах; конструирование рациональных но условиям снижения газовой is эндогенной пожарной опасности общешахтных вентиляционных систем, повышение их функциональной надежности и стабилизации вентиляционных режимов реализуются на основе оптимизации топологии сетей, использования пассивных и активных регуляторов воздухораспре-р чения для управления аэродинамическим давлением, предотвращения обмерзания в зимнее время главных вентиляторных установок; усовершенствование методики расчета депрессии естественной тяги для ее у гта в прогнозных расчетах, обосновании технических решений при конструировании вентиляционных сетей и управлении вентиляционными режимами шахт осуществлено на основе выявленных закономерностей изменения теплофизических параметров деформиро ванного горного массива и влияния газовыделения на ег< тепловое состояние.

Достоверность научных положений подтверждается: большим объемом статистического материала (выборка осуществлена за тридцатилетний период), использованного в ретроспективном анализе распределения эндогенных пожаров по местам их возникновения и выявления основных факторов, обусловливающих зоны повышенной эндогенной пожароопасности в выработанных пространствах; использованием фундаментальных положений геомеханики и аэродинамики при создании модели формирования аэродинамически активных зон выработанных пространств, обоснованностью принятых методов исследований и соответствием полученных выводов результатам шахтных наблюдений; моделированием (выполнено более 100 шахторасчетов) на ПЭВМ и электроаналоговой установке вентиляционных систем реконструируемых и строг цихся шахт, охватившим практически весь диапазон возможных аэродинамически - параметров и вариантов компоновки элементов, с анализом надежности и устойчивости режимов проветривания; оценкой закономерностей, полученных вероятностно-статистическими методами, по критериям представительности результатов наблюдений, тесноте и надежности связей (коэффициент корреляции не ниже 0,86) и высокой сходимостью расчетных и экспериментальных данных (расхождение не превышает 15%); положительными результатами внедрения в течение 1968-2001 гг. выданных рекомендаций по профилактике эндогенных пожаров и повышению эффективности проветривания в сложных условиях ведения горных работ на 48 шахтах Кузбасса, Урала, Восточной Сибири и Приморья. Научное значение работы состоит в разработке научных основ комплексного подхода в решении вопросов борьбы с метаном н эндогенными пожарами в угольных шахтах для обеспечения безопасной отработки высокогазоносных, пожароопасных угольных пластов

Научная новизна работы заключается в: теоретическом обосновании установленной практикой плотности распределения эндогенных пожаров по местам их возникновения на основе увязки основных положений теории «г чжения горных пород в зоне влияния очистных работ, турбулентной фильтрации жидкостей и га-лв и физико-химического взаимодействия фаз гетерогенной системы «уголь-воздух»; выявлении закономерностей формирования воздушных потоков в выработанных пространствах и установлении условий применения на пожароопасных пластах эффективных схем проветривания ыемочных полей с отводом газовоздушной смеси через обрушенные породы; разработке нового принципа конструиро. дния шахтных вентиляционных систем, заключающегося в отказе от установки между секциями сети пассивных регуляторов и обеспечении требуемого воздухорас-пределения за счет оптимизации режимов работы главных вентиляторов; технических решениях, подтвержденных 18 авторскими свидетельствами на изобретения и полезную модель, двумя патентами Российской Федерации по топологии схем проветривания выемочных полей, предотвращению или перераспределению утечек воздуха для снижения эндогенной пожароопасности горных работ и повышения эффективности управления газораспределением, разработке способов и технических средств борьбы с эндогенными пожарами; установлении зависимостей изменения теплофизических параметров атмосферы в воздухоподающих и воздуховыдающих выработках шахт, позволивших развить и усовершенствовать методы вентиляционных расчетов с учетом влияния гравитационных сил на распределение воздуха и аэродинамических напоров; исследовании физической сущности процесса обмерзания, оценке влияния и условном ранжировании факторов, обусловливающих наступление критического состояния вентиляторных установок.

Практическая ценность работы заключается в: обосновании концепции совершенствования вентиляционных систем шахт, отрабатывающих высокогазоносные пласты угля, склонного к самовозгоранию; установлении возможности и условий применения на пожароопасных пластах схем проветривания с отводом газовоздушной смеси через выработанны пространства; разработке и внедрении нового принципа конструирования вентиляционных систем шахт, основанного на их секционировании при обес-i чении требуемого воздухораспределения между секциями за счет оптимального сочетания режимов работы главных вентиляторов без ус а-новки пассивных регуляторов; обосновании и внедрении новых технических решений по топологии схем проветривания выемочных полей и управлению фильтрационными потоками в выработанных пространствах; установлении пожаробезопасных параметров ведения работ на шахтах, отрабатывающих мощные крутые сближенные пласты угля, склонного к самовозгоранию, яри одновременном осуществлении очистной выемки на двух и более горизонтах; разработке и внедрении способов управления вентиляционным давлением в вентиляционых сетях шахт с использованием активных и пассивных регуляторов воздухораспределения; усовершенствовании методики расчета депрессии естественной тяги на базе впервые установленных закономерностей изменения теплофизических параметров вентиляционных струй в во: ухоподающих и воздуховыдающих выработках шахт и обосновании принципа ее введения в расчетные схемы; разработке эффективных способов предотвращения обмерзания всасывающих вентиляторных установок при их эксплуатации в условиях отрицательных температур; разработке отраслевых и региональных нормативных документов по технологии ведения горных работ, пожарно-профилактическим мероприятиям и управлению газовыделением в шахтах, опасных по газу и самовозгоранию угля; разработке и внедрении в порядке оказания технической помощи практических рекомендаций по снижению эндогенной пожароопасности горных работ и повышению эффективности методов борьбы с метаном для конкретных горно-геологических и горнотехнических условий 48 шахт Урала, Кузбасса, Восточной Сибири, Приморья и о.Сахалин.

Личный вклад автора состоит в: установлении закономерности распределения эндогенных пожаров по местам их возникновения и теоретическом ее обосновании с позиций теории самовозгорания комплекса «уголь-кислород»; решении задачи формирования воздушных потоков в выработан- -ных пространствах в зависимости от размера фракций обрушенных пород на базе известных положений турбулентной фильтрации жидкостей и газов в пористых средах; разработке принципа деления систем проветривания крупных шахт на вентиляционные области, что в 1,2-1т,5 раза повышает надежность воздухоснабжения горных выработок и стабильность аэродинамических режимов; установлении зависимостей изменения теплофизических параметров вентиляционных струй в воздухоподающих и воздуховыдающих выработках шахт и на этой основе совершенствовании методики учета влияния гравитационных сил на распредели ie воздуха и вентиляционных давлений по элементам шахтных сетей; обосновании механизма обмерзания вентиляторных установок в условиях отрицательных температур и разработке способов повышения их эксплуатационной надежности; разработке принципиально новых технических решений по управлению воздушными потоками в выработанных пространства для снижения газовой и эндогенной пожарной опасности горных работ; разработке практических рекомендаций .о предотвращению эндогенных пожаров и повышению эффективности борьбы с газом при отработке высокогазоносных пластов угля, склонного к самовозгоранию, и оказании методической помощи работникам производства при их внедрении; составлении, утверждении в соответствующих инстанциях и вводе в действие нормативных документов, регламентирующих применение результатов исследований непосредственно на производстве.

Реализация работы

Полученные научные результаты и выводы диссертационной работы использованы при разработке 15 нормативных и методических доцентов: «Временная инструкция по расчету вентиляционных сетей с использованием аналоговых и цифровых вычислительных машин» МУП СССР, Министерство энергетики НРБ, ВостНИИ-СССР, ВГГИ-НРБ; «Временная методика по оценке состояния проветривания угольных шахт», КО ВостНИИ; «Временная методика выбора способов и средств предупреждения обмерзания всасывающих вентиляторных установок в целях повышения их эксплуатационной надежности», ВПО «Кузбасс-уголь», ВостНИИ; «Методическое руководство по оперативному обнаружению неисправностей и аварий в шахтных вентиляционных сетях», ИГД СО АН СССР, ВостНИИ; Инструкция по проектированию инженерно-технических мероприятий гражданской обороны на предприятиях угольной промышленности», Центрогипрошахт; «Руководство по возведению шлако-цементных изолирующих перемычек» ВостНИИ; «Типовые схемы вскрытия и подготовки новых горизонтов на действующих шахтах Кузнецкого бассейна, разрабатывающих крутые пласты», КузНИУИ; « хемы вскрытия и подготовки новых горизонтов на действующих шахтах Кузнецкого бассейна, разрабатывающих пологие и наклонные пласты», КузНИУИ; «Технические требования на оборудо-ние к механизированным крепям для профилактической противопожарной обработки выработанного пространства антипирогенами», Куз-НИУИ; «Временные рекомендации по снижению газообильности выемочных уча ков шахт Кузбасса поверхностными газоотсасывающими вентиляторами, установленными на устьях вентиляционных скважин»,

МУЛ СССР, ВостНИИ; «Альбом технологических схем проветривания и управления газовыделением на выемочных участках при отработке пологих и наклонных пластов на шахтах Кузбасса», Во НИИ; «Инструкция по предупреждению и тушению подземных эндогенных пожаре» в шахтах объединения «Востсибуголь», ПО «Востсибуголь»; «Инструкция по предупреждению и тушению подземных эндогенных пожаров » шахтах объединения «Сахалинуголь», ПО «Сахалинуголь»; «Руковс-дство по применению гелеобразунмцих составов для предупрежден,*» самовозгорания угля в шахтах», ВостНИИ; «Инструкция по предупреждению и тушению подземных эндогенных пожаров в шахтах Кузбасса», РоеНИИГД, ВостНИИ.

Результаты исследований по совершенствованию шахтных вентиляционных систем и повышению их эксплуатационнг" надежности послужили основой реализованных на 48 шахтах Урала, Кузбасса, Восточной Сибири и Приморья практических рекомендаций по повышению безопасности горных работ в сложных условиях отработки пластов. Отдельные научные положения и предложенные методы решения практических задач включены в программу обучения слушателей Кемеровского регионального института повышения квалификации(ИПК)и студентов Кузбасского государственного технического университета.

Апробация работы

Основные положения и практические выводы диссертации докладывались и получили одобрение на:

Всесоюзном совещании по совершенствованию проветривания шахт (Новочеркасск, 1972), Всесоюзных научно-практических конференциях «Шахта будущего» (Новосибирск, 1973), «Создание АСУ проветриванием и ликвидацией аварий на шахтах и рудниках» (Киев, 1979), секции техники безопасности Научно-технического совета Мин-углепрома СССР (Караганда, 1980; Прокопьевск, 1986), региональных научно-практических конференциях (Кемерово, 1987, 1989), 27-й Международной конференции институтов по безопасности (Вашингтон, 1991), 29-й Международной конференции институтов по безопасности (Катовице, 2001), Ученых советах ВостНИИ (Кемерово, 1970-1989), научных семинарах отделов рудничной аэрологии и методов предупреждения эндогенных пожаров (Кемерово, 1970-1989).

Публикации

Автором опубликовано 75 научных трудов. Основное содержание диссертации изложено в 62 опубликованных работах, в том числе 4 монографиях, 28 научных статьях, 15 нормативных документах, 19 изобретениях.

Краткое содержание опубликованных работ

Различные аспекты вопросов аэрогазодинамики шахт и предупреждения подземных эндогенных пожаров получили свое дальнейшее развитие благодаря трудам отечественных и зарубежных ученых, среди которых наиболее существенный вклад внесли Абрамов Ф.А., Белавен-цев ЛИ, Бонецкий В.А., Веселовский В.С. Воронин В.Н., Р тлегжанин В.Н., Глузберг Е.И., Гращенков Н.Ф., Егошин В.В., Игишев В.Г., Ильин В.И., Клебанов Ф.С., Козлюк А.И., Колмаков Г А., Ксенофонтова А.И., Лидин ГЛ., Маевская В.М., Мащенко И.Д., Медведев И.И., Милетич А.Ф., Мустель П.И., Мясников А.А., Миллер Ю.А., Патрушев М.А., Петрю Н.Н., Потемкин В Л., Пузырев В.Н., Пучков Л. А., Рогов Е.И., Саранчук В.И., Сергеев И.В., Скочинский А.А., Тарасов Б.Г., Ушаков К.З. и многие другие.

Фундаментальные работы в области механики горных пород выполнены Ардашевым К.А., Грицко Г.И. Егоровым П.В., Ержановым Ж.С., Кузнецовым F.H., Курленей М.В., Мурашевым В Л., Петровым А.И., Турчаниновым И. А., Шемякиным Е.И. и др.

На основании проведенных исследований разрешены многие ^сьма важные для науки и практики задачи. Вместе с тем, анализ показывает, что большинство этих разработок получены в отрыве друг от друга и в раде случаев оказываются взаимоисключающими. В этом отношении заслуживают внимания труды Глузберга Е.И., Гращенкова Н.Ф., Шалаева Е.С., в которых практически впервые заложен комплексный подход в решении вопросов газовой и пожарной профилактики. Однако в проведенных указанными авторами исследованиях недостаточно полно использованы результаты выполненных работ по изучению процессов сдвижения горных пород при подземной разработке полезных ископаемых, а также совершенно не рассмотрены вопросы организации общешахтного проветривания в сложных условиях отработки пластов.

С позиций общепризнанной в настоящее время теории самовозгорания угля «комплекс уголь-кислород», положенной в основу настоящей работы, возникновение эндогенных пожапов предопределяется сочетанием деух гле аых условий - наличием скоплений не менее «критической массы» разрыхленного угля, склонного к самовозгоранию, н поступлением к нему кислорода Как минимум в течение инкуба-чигаого периода. Все остальные факторы могут способствовать развитию и активизации процесса самовозгорания, однако превалируют го влияния на него не оказывают,

В связ; с этим решение проблемы предотвращения подземных эндогенных пожаров возможно либо за счет создания прогрессивных технологий отработки пластов, полностью исключающьх потери угля при его выемке, либо путем разработки технических решений, способов и средств по недопущению или сокращению времени к .тактирования кислорода воздуха с оставленным в выработанном пространстве углем.

В связи с тем; что в отрасли каких-либо концептуальных изменений в технологии очистных работ не намечается, реализация первого направления в обозримом будущем не представляется возможной. Перспективным является второй путь решения проблемы, базирующийся на аэродинамическом принципе, однако он должен рассматриваться в контексте с вопросами газовой профилактики. Это обусловливается тем обстоятельством, что требования к аэродинамическим параметрам шахтных вентиляционных систем по услоьиям устранения рассматриваемых опасностей, как правило, вступают в противоречие , уг с другом. Разработка и внедрение их в производство без комплексного учета и взаимоувязки может только усугубить обстановку с безопасностью работ.

Анализ возможных методов аэродинамического воздействия на газовую и эндогенную пожарную опасность шахт (табл. 1) показывает,

Таблица

Возможные методы аэродинамического воздействия на газовую и эндогенную пожарную опасность шахт

Сущность метода Эффект реализации положительный отрицательный по газовому фактору по фактору эндогенной пожароопас-ности по газовому фактору по фактору эндогенной пожароопасное™

1. Увеличение количества подаваемого воздуха Снижение вероятности слоевых и местных скоплений метана, уменьшение концентрации газа в вентиляционных струях Увеличение выноса газа в действующие выработки Рост действующих напоров, перепадов давлений и утечек воздуха

Продолжение табл.

Эффект реализации

Сущность метода положительный отрицательный по газовому фактору по фактору эндогенной пожароопасное™ по газовому фактору по фактору ? югенной пожароопасное™

2. Уменьшение количества подаваемого воздуха за счет повышения эффективности его использования Снижение затрат на вентиляцию Уменьшение действующих напоров, перепадов давлений и утечек воздуха Возрастание вероятности загазирова-ния действующих выработок

3.Организация пульсирующего проветривания Повышение эффективности использования воздуха, снижение вероятности слоевых и местных скоплений метана Увеличение выноса газа в действующие выработки Создание «эффекта мехов»

4. Применение рациональных схем проветривания; упрощение топологии вентиляционных сетей Улучшение регулируемости вентиляционных сетей, повышение оперативности управления режимами проветривания Повышение стабильности режимов проветривания •

5. Повышение надежности и устойчивости работы главных вентиляторов Снижение вероятности загазиро-ваний выработок при обычных газопроявлениях Повышение стабильности режимов проветривания, уменьшение ' вероятности формирования очагов самовозгорания угля

6. Снижение действу! лих напоров и перепадов давленья Уменьшение выноса газа в действующие выработки Сокращение утечек воздуха в выработанные пространства

Окончание табл. I

Сущность метода Эффест реализация положительный 1. .рицательный по газовому фактору по фактору эндогенной пожароопасное™ по газовому фактору по фактору эндогенной пожароопасно и

7.0беспечение равномерного распределения давлений, по сети горных выработок Сокращение перетоков воздуха через выработанное пространство

8.Минимизация количества воздухораспределительных устройств в вентиляционных сетях Уменьшение потока отказов в вентиляционных сетях, снижение вероятности зага-знрований выработок при обычных газопроявлениях Повышение стабильности режимов проветривания, снижение вероятности формирования очагов самовозгорания угля что комплексное решение вопросов предотвращения самовозгорания угля и борьбы с газом следует осуществлять за счет: повышения эффективности использования воздуха путем совершенствования схем проветривания и применения рациональных способов управления газовыделением; повышения надежности и устойчивости работы главных вентиляторов; обеспечения функциональной надежности вентиляционных сетей шахт на основе упрощения, минимизации числа регулирующих устройств, улучшения аэродинамических параметров воздухопроводящих элементов и стабильности режимов проветривания.

Таким образом^ решение поставленной в работе проблемы возможно на основе разработки технических решений аэродинамического воздействия практически на все элементы, составляющие общешахтные вентиляционные системы - вентиляционные сети с источниками и пассивными элементами тяги, а также способы проветривания.

1. Исследование и обоснование основных принципов организации проветривания выемочных полей при отработке пологих и наклонных газоносных пластов самовозгорающегося угля

2,17,19» 22-26,28,36-40,42,46,47,49-51,61,62]

Во всех предшествующих работах авторами допускались существенные упрощения в физическом представлении выработанного пространства и практически не учитывались результаты исследований процессов деформирования и разрушения породного массива, формирования аэродинамически активных зон при ведении очистной выемки. Считалось, что воздухопроницаемость обрушенных пород изменяется только по мере удаления от забоя, а в контурах сечений, параллельных его плоскости, она практически постоянна, т.е. утечки по мощности зоны обрушения распределяются равномерно.

Экспериментальные наблюдения, проведенные ВостНИИ на шахтах Кузбасса при отработке 12 выемочных столбов, показали, что выработанное пространство в аэродинамическом отношении характеризуется анизотропностью как по площади, так и по мощности зон обрушения. Основные потоки воздуха приурочены к краевым частям выемочных столбов, погашаемым выработкам, а по мощности - к верхним слоям обрушенных пород.

Полученные данные распределения утечек по мощности зоны обрушения хорошо согласуются с аналитическими расчетами, если модель выработанного пространства представить в свете результатов последних исследований процессов деформации и разрушения горного массива при ведении очистных работ.

Пути движения воздуха в верхнем слое обрушенных пород, сложенном относительно упорядочение расположенными обломившимися блоками, формируются из пустот, обусловленных неплотной упаковкой этих блоков (рис.

В связи с тем что последние достигают значительных размеров, воздухопроводящие каналы состоят в основном из прямолинейных участков и сопротивление движению воздуха предопределяется его трением о стенки - коэффициентом а.

Рис. I. Формированиие зон обрушения и деформирования пород при ведении очистных работ

Совершенно иная карти г наблюдается в нижнем слое, состоящем из кускового материала, как правило, мелких фракций. Аэродинамические каналы в данном случае представлены соединенными между собой чередующимися пустотами. Так как площади поперечных сечений связей между пустотами гораздо меньше площадей сечений самих пустот, при движении воздуха по указанным каналам систематически происходит внезапное расширение и сужение воздушного потока. Ввиду мелко-фракционности слагающего нижний слой материала частота циклов «сужение - расширение» довольно высока и достигает до ДО2 на метр, т.е. изменение геометрии потока является в данном случае определяющим фактором в формировании сил сопротивления движению воздуха. Установлено, что интервал изменения отношения S2/ Si фактически равен 2,21-4,57. При турбулентном и близком к нему режимах движения воздуха коэффициент сопротивления вследствие расширения или сужения потока

ЕР(с)= Ep(c)J1+0,001 Л),0013^ (1) где Е р(С)ГЛ - коэффициент, величина i второго* обусловливается отношением S2/ St

В пределах фактического изменения S2/ Si коэффициент местного сопротивления

Е. ,=(0,27 - 0,86)- (207 - 660)а более чем на два-три порядка превышает к чффициент аэродинамического Сопротивления трения. Таким образом, из установленного соотношения воздухопроницаемости слоев (Е <х) следует, что утечки воздуха по мошности зоны обрушения распределяются далеко неравномерно. Основная их доля проходит через слой крупноблочного обрушения и лишь незначительная часть - через слой активного разрушения пород. При этом в слое крупноблочного обрушения могут и.еть место любые потоки воздуха вплоть до турбулентных, в слое активного разрушения пород - только ламинарный. Это положение является исходным при прогнозе пожаровзрывоопасности выработанных пространств и разработке рациональной топологии вентиляционных сетей выемочных полей на высокогазоносных пластах угля, склонного к самовозгоранию, а также при выборе эффективных мер профилактики эндогенных пожаров.

Установленные закономерности распределения фильтрационных потоков воздуха в обрушенных породах позволяют определять потенциально опасные зоны возникновения очагов самовозгорания угля и осуществлять прогноз формирования метановавдушной смеси в выработанных пространствах по следующему алгоритму.

По приведенным к контуру рассматриваемого выемочного поля рактеристикам действующих в общешахтной системе источников тяги решается задача воздухораспределения с вклю*«ен«ем в вентиляционную сеть верхнего слоя зоны обрушения в виде условной сетей (рис. 2). г л

Рис. Расчетная схема®©»яуя®-« гаврраоцределения

Каждая связь последней представляетсясамостоягельной ветвью, движение воздуха в которой подчиняется двучленному закону . (2) где Щ - перепад вентиляционного давления в рассматриваемой ветви, даПа;

Q,j - количество проходящего по ветви воздуха, м3/с;

R'ij, R"tj - соответственно линейное и квадратичное аэродинамидаПа-с дшла-с^ ческое сопротивление ветви, м , м

В условных ветвях определяются скорости воздушного потока из выражения w iJ S. где - площадь поперечного сечения условной ветви, м2. С использованием уравнения переноса метана где С - концентрация метана, %;

Д-коэффициент диффузии метана, м2/с;

U - скорость потока смеси, м/с; х) - интенсивность источника газовыделения, м3/с, установленных значений скоростей движения воздуха по ветвям условной сетки и интенсивности газовыделения рассчитывается распределение концентрации газа в выработанном пространстве

1-е W Л ДУ¥и Л е. =1—.—°Х-Л—[\--й——+—х IJ ]

J fy./l(x)ftJ(x)cix Wy + lW^dx

- ' ■ (4) где Coij - начальная концентрация метана, %; fij (х) - функция плотности газовыделения.

Содержание газа в узлах условной сетки выработанного пространства определяется из выражения с-,г—*---(5) r-чИ- число ветвей, сходящихся в узле.

По полученным данным о поле скоростей, распределении содержания газа и данным геолого-маркшейдерской службы о возможных концентрированных потерях угля в выработанном пространстве определяются потенциально пожаровзрывоопасные зоны.

В связи с тем, что установление интегральной функции плотности газовыделения с учетом всех возможных источников и временного фактора представляет практически неразрешимую задачу, в процессе реализации алгоритма по определению концентрации метана в зоне обрушения допущены некоторые упрощения. Так, газовыделение из пластов-спутников пришло не рассредоточенным по площади выработанного пространства, а в виде дополнительного дебита на линии контакта с очистной выработкой; функция поступления газа из призабой-нон зоны предусмотрена линейной. Несмотря на указанные допущения, результаты расчетов достаточно хорошо соглас тотся с экспериментальными данными. «

Таким образом, с использованием разработанной методики прогноза газовой и пожарной опасности можно производить оценку и вы-б^ рациональных схем проветривания при отработке высокогазоносных пластов угля, склонного к самовозгоранию.

Выполненные исследования по установлению закономерностей распределения утечек воздуха и концентрации газа в выработанных пространствах с учетом факторов, обусловливающих динамику формирования очагов самовозгорания угля, составили базис научных положе ний по обоснованию принципов конструирования вента, .щионных схем выемочных полей, сущность которых сводится к следующему.

На первом этапе определяется вероятность попадания концентрированных потерь угля в критических по самовозгоранию объемах в аэродинамически активный слой зоны обрушения - относительно упорядочение расположенных обломившихся блоков - и по результатам этой оценки приступают к решению задач второго этапа - выбору тополога-ческих вариантов схем проветривания.

Если возможность образования угольных скоплений в верхнем слое зоны обрушения исключена (обеспечивается полнота выемки отрабатываемого пласта, отсутствуют в пределах выеме ого поля геологические нарушения, нет подрабатываемых пластов-спутников н других угольных включений и т.д.), можно применять любые схемы проветривания без ограничений. Только в зависимости от конкретных условий ведения горных работ и окислительной активности угля следует предусматривать меры профилактики в местах вероятного контакта угля с кислородом воздуха: в монтажных и демонтажи ых камерах, на протяжении погашаемых выработок и др.

При наличии факторов, обусловливающих концентрированные потери угля в слое крупноблочного обрушения, конструкция применяемых схем проветривания должна обеспечивать предотвращение или сокращение доступа воздуха и времени его контакта с оставляемым углем за счет: применения возвратноточных схем проветривания с элементами прямоточного проветривания для борьбы с местными скоплениями газа на сопряжении лавы с вентиляционным штреком; отвода исходящей струи на фланг при прямоточном проветривании через отстающую от очистного забоя сбойку и выраоотку, пройденную в целике. Расстояние между сбойками должно быть таким, чтобы в течение инкубационного периода можно было осуществить перевод проветривания на последующую сбойку; возведения при прямоточной схеме проветривания и хорошо сле-живаемых породах кровли в вентиляционном штреке на контакте с выработанным пространством изолирующей стенки из фосфогнпса, пенопласта и др., либо отвода исходящей струи по специальному трубопроводу с использованием всасывающих вентиляторов; изолированного отвода утечек воздуха с повышенной концентрацией метана и низким содержанием кислорода по погашаемым выработкам и выработанным пространствам; блоковой отраоотки выемочного поля оставлением по простиранию через два-три выемочных столба профилактических целиков увеличенных размеров (100-120 м) с последующей их выемкой; заложения полевыми воздуховыдающих бремсбергов или возду-хоподающих и воздуховыдающих уклонов при нисходящем порядке отработки выемочных столбов. Орй восходящем порядке отработки выемочных столбов должны проводиться по породе воздух^, додающие бремсберги; проведения по породе фланговых вырабоч лс; применения методов выравнивания аэродинамического давления для ликвидации утечек воздуха в потенциально опасные по самовозгоранию угля зоны.

2. Исследование аэродинамики выработанных пространств и разработка мер по снижению эндогенной пожароопасное™ работ на крутых и крутонаклонных пластах

3,4, II, 12,17,19,20,24,27,28,33-36,43-45,48,52-60]

В условиях разработки свис крутых и крутонаклонных сближенных пластов нет четко выраженных слоев в обрушенных породах, как это наблюдается на пологих и наклонных пластах. В процессе отработки пластов свиты подрабатываемый горный массив периодически проходит стадии деформирования: нагрузку и уплотнение в зоне опорного давления, возникающей впереди очистного забоя разрабатываемого пласта; разгрузку, опускание и разрушение пород в зоне отработки; повторную нагрузку и уплотнение в зоне опорного давления, возникающей позади нависающих пород, т.е. в той части выработанного пространства, где эти породы получают опору; частичное восстановление первоначал! ых напряжений в зоне полных сдвижений.

Ввиду неоднократного повторения этих стадий и постоянной подвижки (по мере перемещения фронта очистных работ) обрушенных по-происходит их дробление, перемешивание и нивелировка фракционного состава, что обусловливает в отличие от условий разработки пологих и наклонных пластов изотропность фильтрационных свойств по мощности зоны обрушения. '

С углублением горных работ активизируется аэродинамическая связь и по простиранию пластов. Из-за подработки происходит дефор мация и разрушение на верхних горизонтах профилактических целиков между выемочными столбами, блоками и шахтными полями, вследствие чего изолированные и обособленные друг от друга районы ведения горных работ с позиций аэродинамики становятся взаимосвязанными.

Из изложенного следует, что в условиях отработки свиты крутых сближенных пластов наблюдается высокая воздухопроводность выработанного пространства как по мощности обрушенных пород, так и по простиранию пластов. Установлено, что смежные шахты, расположенные в пределах одной свиты, уже на глубине третьего горизонта (300350 м) образуют практически одну аэродинамичесг о систему, сложность которой определяется количеством взаимосвязанных шахт и топологией их вентиляционных сетей.

Между тем, вследствие отставания реконструкции шахт и неудовлетворительного положения с вводом новых производственных мощностей для сокращения сроков воспроизводства запасов и под держания угледобычи на достигнутом уровне, в последние годы принято направление на объединение смежных шахт, ведущих разработки на различных глубинах, и одновременное развитие горных работ на нескольких горизонтах.

Применительно к сложившейся ситуации для повышения безопасности ведения горных работ разрешены следующие задачи: в зависимости от возможных значений аэродинамических параметров определены требуемые значения опережения фронта очистной выемки вышележащего горизонта относительно смежного при ведении горных работ в пределах одной свиты сближенных пластов для исключения или для снижения до пожаробезопасных величин перетоков воздуха через отработанное пространство; исходя из условия проявления аэродинамического влияния, установлены допустимые расстояния между группами сближенных пластов при их одновременной разработке.

При математическом моделировании фильтрационных потоков в выработанном пространстве для определения требуемого разрыва при осуществлении очистной выемки на смежных горизонтах (рис. 3) в основу взято преобразованное уравнение движения несжимаемой жидкости в форме Новье-Стокса

-gradP^JL+Pinv (6) и условие неразрывности dpV^O где Р - давление воздуха, Па; V - скорость воздуха, м/с; fi - вязкость воздуха, Нс/м2; К„ - коэффициент проницаемости, м2; е - коэффициент макрошероховатости, м; р - плотность воздуха.

Рис. 3. Расчетная схема по определению опережения фронта очистных работ

Значения коэффициентов Кп, е определялись через величину удельного аэродиш ического сопротивления выработанного пространства по данным натурных измерений.

На основании выполненных расчетов установлено, 4to при измен щи перепадов давлений между горными работами 2-40 даПа опережение фронта очистных работ на верхнем горизонте относитель .о смежного нижележащего соответственно должно быть 300-600 м, табл.2.

Таблица

Высота этажа, м Утя падения, град Вынимаемая мощность, м Перепад давления, даПа Опережение фронта очистной выемки, м

100 80 8,0 5-10 ЗЬо

Методика оценки взаимного аэродинамического влияния при отработке групп сближенных пластов базируется на с ределении границ разрушенного и деформированного массива между отрабатываемыми группами в результате его над- и подработки и установлении возможности соединения указанных зон друг с /футом. При Пересечении границ будет иметь место аэродинамическая связь и наоборот, если зоны не соприкасаются, взаимное влияние горных работ исключено (рис. 4). ттттттт milmminmim цфмиттфт^,, miummmmmitСкУ, mimmii«)/mifi&у ■limmmmii wire» риттттт

Рис. 4. Расчетная схема по оценке обособленности свит сближенных: пластов

Максимальная мощность обрушенных и деформированных пород определяется из выражения: при подработке массива ln=Pnsm[e+y(\-cosY)]-^ ; при надрабоисе массива in=pHcos[e+y(i-cosy)j-q, (9) где р =в[—1+ я(я) 1 \

-0,5tg20 +J -Г ЮПИ) l| „I вкп(Н) - угол между полярной осью и р до точки касания границы с подсекаемыми слоями пород параллельно пласту, град; у- угол падения пласта, град; в - высота этажа, м; т - мощность пласта, м; q - единичная функция затухания сдвижения на границах.

Расчеты, выпрлненные для условий отработки суммарной мощности пластов 10 м, при угле падения 55-85° и высоте этажа 100 м, показали, что допустимое расстояние между группами в зависимости от угла падения, литологического состава пород и характера геологической структуры изменяется в пределах 110-175 м (табл. 3).

Таблица

Высота этажа, м Угол падения, . град Показатель литологического состава пород Расстояние по условию воздухопроницаемости, м

100 i 85 • 1,5-2,25 2,5-3,3 3,75-5,0 175 -142 140- 120 120

Наиболее надежной и эффективной мерой предотвращения утечек воздуха при ведении подземных горных работ является применение ра циональных схем проветривания, определяемых вариантами вскрытия и подготовки шах лых и выемочных полей. Однако при отработке крутых сближенных пластов, сопровождающейся формированием обширных зон обрушенных и деформированных пород, обладающих .ысокой воздухопроводностью, практически невозможно Предотвратить перетоки воздуха через выработанные пространства за счет соответствующего расположения вофывакмцих и подготавливающих выработок. Для указанных условий предлагаются способы борьбы с утечками воздуха, основанные на перераспределении вентиляционных давлений, повышении герметичности выработанных пространств и изоляции потенциально опасных по самовозгоранию зон.

Применение нагнетательно-всасывающего способа проветривания, позволяющего осуществлять регулирование распределения аэродинамических давлений по элементам вентиляционных систем шахт и снижать величины депрессий между действующими горизонтами и поверхностью, между свитами и выемочными полями.

Способ создания направленных потоков газ воздушной смеси в выработанных пространствах, отрабатываемых по падению выемочных столбов с помощью подключения отсасывающего вентилятора на скважины, пробуренные с нижележащего пласта на уровне погашаемого штрека, чем предотвращаются утечки воздуха в отработанные поля верхних горизонтов.

Создание между горизонтами воздухонепроницаемых зон из заиловочной твердеющей пластической суспензии для исключения аэродинамической связи отрабатываемых выемочных блоков с выработанным пространством верхнего горизонта.

Надежность функционирования и высокие герметичные свойства изолирующей полосы обеспечиваются за счет разупрочнения пород висячего бока в направлении от плоскости скольжения к фронту очистной выемки и сохраняемой после затвердения пластичности суспензии, в результате чего неизбежные под воздействием горных работ деформации пояосообразной зоны происходят без образования открытых трещин.

Способ объемной изоляции отработанных выемочных столбов от действующих горных работ, заключающийся в заполнении погашаемых выработок и части выработанных пространств, где сосредоточены основные утечки воздуха, вспененными гелеобразующими веществами или другими инертными материалами (твердеющей суспензией, осадком глинистой пульпы и т.д.). Например, при ведении очистной выемки по падению пластов (щитовая система разработки, с гибким перекрытием, подэтажными штреками и др.) по мере отработки выемочных столбов следует заполнять вышеуказанными веществами погашаемую часть основного штрека и прилегающую к нему зону вьфаботанно-го пространства на высоту 5 м. При отработке пластов столбами по простиранию заполняются монтажные и демонтажные камеры и возводятся изолирующие барьеры в зонах геологических нарушений.

3. Исследование и разработка способов повышения эксплуатационной надежности поверхностных вентиляторов

1.5,6,9,10,14,16,31,38]

3.1. Обеспечение устойчивости paftoibi параллельно подключенных на сеть вентиляторов

При параллельном подключении на шахтную сеть двух и более вентиляторов достаточным условием обеспечения их устойчивой работы считалось расположение режимных точек на напорных характеристиках ниже допустимых верхних границ где hk или й^ - давления в критических точках «к» напорных характеристик вентиляторов, соответствующих верхней границе допустимых режимов работы, даПа; ^manf ' °Рдинаты верхних точек разрыва напорных характеристик вентиляторов, даПа.

Между тем установлено, что выполнение только одного этого условия не исключает возможность многозначности рабочих режимов вентиляторов. Дополнительно требуется, чтобы ордината точки приведенной характеристики сети к месту подключения вентилятора при абсциссе так называемой критической точки напорной характеристики должна быть меньше ординаты этой точки. Таким образом «и» параллельно подключенных на сеть вентиляторов будут работать устойчиво, если Z h. h )h f 1 Ш/' t

К h . Zh где h , h .k - давления в точках касания «и» напорных i 2 тп характеристик с касательной «тЬ>, проведенной через точку касания верхней границы допустимых режимов, даПа; h , h h - давления на приведенных характеристиках сети к ei е2 еп местам подключения вентиляторов, соответствующие абсциссам точек касания напорных характеристик с касательной «даА», проведенной через точку верхней границы допустимых режимов, . даПа.

С позиций теории аэродинамики выполнение приведенных требований полностью исключает неоднозначность режимов параллельно работающих вентиляторов, однако в реальных условиях это еще не является гарантией их устойчивой работы. В практике функционирования шахтных вентиляторных систем имеет место дестабилизирующее воздействие различных факторов, что может привести к неустойчивой работе вентиляторов. В первую очередь следует отметить влияние естественной тяги, вел чина депрессии которой на шахтах восточных районов соизмерима с напорами, разви: гемыми вентиляторами главного проветривания. В зависимости от направления ее действия напорные характеристики вентиляторов смещаются относительно своих первоначальных положений, вследствие чего изменяются параметры приведенных характеристик сети. Изменившиеся параметры напорных и приведенных характеристик могут обусловить неустойчивую многозначную работу параллельных вентиляторов.

Практически такое же влияние на стабильность вентиляционных режимов оказывают колебание оборотов вентиляторов и изменение параметров регулирующих устройств. Исследованиями установлено, что глубина вносимых данными факторами возмущений достигает 10%. С учетом отмеченных обстоятельств условия устойчивости рабочих режимов параллельных вентиляторов принимают вид \ ^

V*' (12) h' ^K A, ^h

И тпеп где А - , h. ,.h, ; h,, h. h, ; h> , h, ,., h, ; k, h.,. mi 2 mn 6i e2 en Ki 2 *n 1 i h. - величины, несущие ту же смысловую нагрузку, что и в выражении

11), только применительно к напорным и г чведенным характеристикам, включающим депрессию естественной тяга.

3.2. Исследование теплофнзическнж параметров, формирующих естественную депрессию

Величину депрессии естественной тяги обусловливает разность (с учетом высотных отметок) веса удельных столбов воздуха в вертикальных и наклонных выработках. Многочисленные наблюдения на шахтах восточных угледобывающих районов показали наличие естественной тяги в системе горных выработок в любое время года. Это объясняется тем, что при резко континентальном климате температура воздуха во входящих и исходящих струях никогда не бывает одинаковой. Малые величины коэффициентов теплопроводности угля и вмещающих пород предопределяют длительный период теплового равновесия термодинамической системы «воздух - стенки выработок», в то время как температура поступающего в шахту воздуха постоянно изменяется. Поэтому в шахтах практически всегда происходит теплообмен между воздухом и стенками выработок, интенсивность которого по мере движения вентиляционной струи по сети горных выработок понижается. Наибольший i -мпературный напор обычно имеет место в воздухоподающих выработках, поэтому теплообмен в них происходит наиболее интенсивно. На исходящих же струях он практически отсутствует, и температура рудничного воздуха в них круглый год остается примерно постоянной. Таким образом, в условиях шахт Востока в любое время года температура воздуха на входящих и исходящих струях неодинакова, что создает естественную постоянно действующую двигательную разность аэродинамических давлений.

На основании проведенного анализа установлено, что применительно к шахтным условиям, главенствующим из числа влияющих на плотность воздуха параметров, является температура, которая по существу и обусловливает ее величину. Так, в пределах возможных колебаний давления, влажности и температуры удельный вес воздуха соответственно изменяется на 3,3; 3,3 и 35%. Следовательно, любые несоответствия, допущенные при определении те пловы условий на входящих и исходящих струях, могут существенно исказить результаты подсчета депрессии естественной тяги.

На тепловой режим шахт наиболее существенное влияние оказывают теплообменные процессы между поступающим воздухом и горным массивом, характер и интенсивность которых зависят or ряда факторов: температуры проходящего воздуха, термического сопротивления стенок выработок, теплофизических свойств пород, срока службы выработок, значения геотермического градиента.

В работе с использованием данных Гидрометеослужбы по ежедневным измерениям температуры атмосферное воздуха в течение 5 лет получено выражение

Т=Т' -АТ cos—-—(13) ср max 6 ' где Т^р среднегодовое значение температуры, К;

ЛТщах- максимальное отклонение температуры от его среднегодого значения, К; Z- порядковый номер месяца и определены значения входящих в него параметров, что позволяет предварительно рассчитать для любого из угледобывающих районов Кузнецкого бассейна среднюю, максимальную или минимальную по месяцам температуру наружного воздуха.

На базе экспериментальных наблюдений установлены эмпирические зависимости изменения температуры по длине выработок в воздушных потоках на входящих струях с учетом изменения направления движения воздуха относительно стационарных вентиляционных режимов и типа крепления выработок.

При неизменном направлении воздушного потока распределение температуры независимо от горнотехнических условий происходит по линейной зависимости.

T=Tax+KL 'L, (14) где Тех - температура поступающего в выработку воздуха, К; L - длина выработки, м;

KL - коэффициент, указывающий величину приращения температуры на единице длины, К/м; для Кузнецкого бассейна Ki~ 0,1+0,2.

При резком измене: чя температурного напора между проходящим воздухом и стенками выработок, что обычно име£г место при оп-рокидовании струи относительно ранее установившегося режима

Т=(Тa-Tef)expk3L + Теж, (15)

- естественная температура пород на расчетной глубине, К°\ - показатель экспоненты, зависящий от теплового сопротивления крепи; для выработок, закрепленных: бетоном, железе эетоном или металлическими арками с железобетонной затяжкой -0,0148 + 168 10г7 (273-\Тт ~273\); деревянной крепью или металлическими арками с деревянной затяжкой

Кэ = -0,0185 + 466 1(Г7 (273 - j Т« - 273\).

Методом математического моделирования горного массива, как теформируемой твердой пористой среды, получено выражение, позволяющее качественно и количественно оценить изменение теплопроводности массива в связи с его деформацией в зоне влияния горной выработай. Л = др WQ ^^(OJ+g-'-OJ^K^j, (16) з/(1-т0)2-0,65 * где Л - коэффициент теплопроводности нетронутого массива, Дж/м-с-К; щ,- первоначальная пористость массива; а! (? - коэффициент % характеризующие реологические свойства массива, с

J§ - коэффициент, зависящий от горно-геологических и горно-технических условий проведения выработай и физико-механических свойств угля и горных пород, м"1; U та -максимальное неупругое смещение контура выработки, м; х - расстояние от контура выработки до рассматриваемой точки, массива, м; г- время, прошедшеемомента обнажения массива,

Решена задача по определению потерь внутренней энергии термодинамической системы «газ-массив» при наличии газовыделения. В зависимости от количества выделившегося газа эти потери можно определить из выражения

0 ° 2 oo ox

P VA-ЦХ к-i

О Vp' p --r

12—fl-A)* ]fl*> к-1 V где Q0 - теплота сорбции при небольшом заполнении сорбционного объема, Дж/м'-с; о* - количество десорбционного газа з- время, прошедшее с момента обнажения массива (практически равно количеству выделившегося газа),»!3;

Ктангенс угля наклона изостер; А * - тепловой эквивалент работы, Д; 'м-кгс; v(t,x) - интенсивность газоотдачи массива в зависимости от расстояния до обнаженной поверхности и времени обнажения, м3/м2 -с;

P(t,x)- давление газа в массиве в зависимости от расс ояния до обнаженной поверхности и времени обнажения, Па; Р0 - давление газа вне зоны влияю» горной выработки, Па; Pi - остаточное давление газа в плоскости обнажения, Па;

К=—отношение теплоемкостей газов при постоянном давлении и постоянном объеме; V] - удельный объе(1 газа при давлении Р/, м3/кг.

На основании проведенных измерений температурного режима земной коры в различных угледобывающих районах Кузнецкого бассейна и ис ользования данных каротажа глубоких скважин определены значения геотермической ступени и глубины залегания «нейтрального» слоя, которые являются необходимыми исходными данными при определении естественной температуры пород.

Проведенный комплекс исследований по изучению теплофизиче-ских параметров да г возможность на более высоком качественном уровне рассчитывать естественную депрессию.

ЗД Предупреждение обмерзания всасывающих вентиляторных установок

На шахтах Российской Федерации наибольшее распространение получил взывающий способ работы вентиляторов. Например, в Кузнецком бассейне 78% вентиляторов от общего числа эксплуатируемых работают на всасывание , на шахтах Воркутинского месторождения -100%. Однако в условиях восточных и северных районов, отличающихся резко континентальным климатом, в зимнее время у всасывающих вентиляторных установок резко снижается эксплуатационная надежность. Из-за обмерзания каналов, ляд, рабочих колес, направляющих . аппаратов и других элементов ухудшаются аэродинамические параметры работы вентиляторов, затрудняется их перевод в реверсивный режим, что не исключает опасности выхода вентиляторов из строя.

На основании проведенных исследований изучена физическая сущность процесса обмерзания всасывающих вентиляторов, выявлены основные факторы, влияющие на его интенсивность, и предложены способы борьбы с этим явлением. Условием образования твердых осадков является критическое состояние, характеризующееся охлаждением поверхностей, омываемы' воздушным потоком, до отрицательной температуры и перенасыщением влагой движущегося воздуха. Критическое состояние обусловливают в основном следующие факторы: охлаждение и перенасыщение влагой исходящего из шахты воздуха при смешении его с подсасываемым холодным воздухом; теплообмен протекающего воздуха с элементами вентиляторной установка и излучение последними тепла в окружающую среду.

Наиболее значимым является первый фактор, в связи с чем для предупреждения отказов вентиляторов при работе в условиях отрицательных температур следует не допускать поступления холодного атмо-ферного воздуха в исходящую струю. Это положение явилось основой разработанных способов борьбы с обмерзанием, из которых достаточно широкое применение получили: снижение подсосов атмосферного воздуха до определен ых величин; предотвращение поступления холодного воздуха к возможным местам обмерзания за счет частичной рециркуляции исходящей струи; установка вспомопп-льт ых вентиляторов.

Требуемое качество герметизирующих устройств для обеспечения безопасных по фактору обмерзания утечек возд. <а определяется из выражения

-- , (18)

A Q1 Q где Ъш - аэродинамический напор на сопряжении воздуховыдающей выработки с вентиляционным каналом, даПа;

AQmax - допустимая по фактору обмерзания величина подсосов воздуха, %; для шахт Кузбасса равна 10-15%; применительно к условиям других угледобывающих районов определлется по номограмме (рис. 5)

Телкршура воздуха, К

40 50 Пэдхкы,%

Рис. 5. Номограмма для определения допустимых подсосов воздуха по Фактору обмерзания, %

Если создать хорошую герметизацию невозможно, следует применять второй и третий способы предупреждения обмерзания.

Частичная рециркуляция исходящей струи достигается путем отвода части воздуха на выходе из диффузора вентилятора к устью выработки по специальному ставу труб за счет использования кинетической энергии воздушного потока (рис. 6).

Рис. 6. Схема замещения подсосов атмосферного воздуха теплым шахтным во" -ухом для предотвращения обмерзания вентилятора: 1—главный вентилятор, 2 - патрубок, 3 - нагнетательный трубопровод, 4 - наклонный ствол, 5 - шурф

Расчет параметров воздухопровода сводится к определению его максимально допустимой длины в зависимости от выбранного диаметра труб, величины утечек воздуха, теплофизических показателей трубопровода, шахтного и атмосферного воздуха.

Из условия подачи требуемого количества воздуха уУ2^

13qaQ\ у - удельный вес исходящего из шахты воздуха, Н/м3| V- скорость воздушного потока на выходе из диффузора вентилятора, м/с; d - диаметр трубопровода, м;

Qyn - величина подсосов атмосферного воздуха через герметизирующие устройства на устье выработки, mVc.

По условию поддержания положительной температуры воздуха на всем протяжении трубопровода

I — —ym UCX вых mp~ gji+fi) где С,- теплоемкость воздуха, Дж/кг-К;

Тисх - температура исходящего из шахты воздуха, К;

Твых - температура воздуха на выходе из трубопровода, К; qnr - удельные тепловые потери по длине трубопровода, Дж-с/м;

-коэффициент местных ьотерь тепла; для гибких труб J3- 0,20,3.

Длина трубопровода принимается наименьшей из полученных значений.

Если расстояние между диффузором всасывающей вентиляторной установки и устьем выработки превышает расчетную длину трубопровода, следует использовать вспомогательные вентиляторы (рис. 7).

Рис. 7 Возможные схемы установки вспомогательных Bei иляторов: 1 - главный вентилятор; 2- вспомогательный вентилятор

Параметры работы вспомогательных вентиляторов ассчитывают-ся исходя из схем их подключения к вентиляционной сети и качества герметизации вентиляционных сооружений. Например, при создании аэродинамического барьера на пути "внешних утечек воздуха путем поддержат. , избыточного давления в шлюзе на устье выработки he=hw + 2,25-10~3R]S2 <Je~0,5S где hB- напор, который должен развивать вспомогательный вентилятор, даПа; qe - производительность вспомогательного вентилятора, м3/с;

Ьш - аэродинамический напор на сопряжении вентиляционного канала с воздуховыдакмцей выработкой, даПа;

Rj -аэродинамическое сопротивление первой от устья вентиляцон-ной "зери или ляды, нс2/м8;

S -площадь поперечного сечения воздуховыдакмцей выработки выше вентиляционного канала, м2;

Внедрение на шахтах восточных районов способов борьбы с обмерзанием всасывающих вентиляторных установок позволило повысить их эксплуатационную надежность в зимнее время в 4-6 раз.

4. Исследование и разработка способов повышения функциональной надежности вентиляцио ных систем шахт

7,8,13,15,21,29,30,32,36,38,39-41,43]

4.1 Принцип деления аэродинамических систем крупных высокопроизводительных шахт на вентиляционные области

Современные шахты на достигнутых глубинах ведения горных работ, как правило, характеризуются высокой газообильностью, что предопределяет потребность в весьма больших количествах воздуха на их проветривание. Чтобы пропустить его при действующих нормах скорости всг душной струи и допустимой депрессии, необходимы значительные площади поперечных сечений выработок, либо проходка параллельных путей движения воздуха. Это обусловливает определенные трудности по технологическим и организационным факторам. Исходя чз технических и экономических соображений, основным направлением в угольной промышленности приняты проектирование и строительство крупных шахт с секционным проветриванием.

При секционной системе шахтное поле Делится на несколько независимо проветриваемых блоков со своими стволами для свежей и отработанной струй воздуха. Это дает возможность значительно сократить длину путей движения воздуха, снизить сечения основных транспортных магистралей, обеспечь гь • езависимую от эксплуатации подготовку очередных блоков и сократить сроки строительства шахт. Однако наряду с отмеченными положительными качествами секционная система проветривания обладает существенным недоста" эм. Так как блоки соединены выработками, используемыми для эксплуатационных целей и требующими эффективного проваривания (например, магистральные или коренные штреки основного горизонта), между секциями всегда существует аэродинамическая связь. Установка вентиляционных шлюзов в этих выработках значительно снижает надежность нормального функционирования вентиляционной системы и не исключает взаимного влияния работающих вентиляторов в смежных секциям.

На основании исследований, проведенных НЦ ВостНИИ и ИГД АН КазССР, установлено, что самыми ненадежными элементами в аэродинамических системах являются вентиляционные двери и шлюзы, особенно, если они возведены в выработках с интенсивном грузопотоком. Значения их коэффициентов готовности составляют 0,9-0,94. Это значит, что из 100 дней работы около 10 дней вентиляционный шлюз может находиться в аварийном состоянии. Следовательно, при установке шл! зов между секциями на магистральных штреках резко снижается уровень надежности вентиляционных (стем в целом.

Чтобы исключить этот недостаток, предлагается аэродинамические системы крупных шахт делить на вентиляционные области, когда отдельные части шахтного поля не изолируются друг от друга, но проветриваются каждая по своей схеме (рис. 8).

I " I

Рис. 8. Принцип деления систем проветривания шахт на вентиляционные области: 1,2,3 ~ вентиляторы главного проветривания

Режимы работы главных вентиляторов должны быть подобраны так, чтобы в связях .ежду смежными областями обеспечивалось количество воздуха, необходимое только на проветривание этих выработок. Данное требование может быть выполнено при условии

PrPj^RyQy2, где Pi, Pj- аэродинамические напоры в смежных узлах соответственно f-й. J-й областей, даПа;

Ry - значение аэродинамического сопротивления элемента, связывающего / —ю и j -к» области, даПас2/м6;

Qq- количество воздуха, необходимое для проветривания связи областей сети j, м3/с

Выполнение указанного условия на практике особых трудностей не вызывает. Глубины регулирования современных вентиляторов позволяют изменять депрессию и дебит в широких диапазонах и практически для любой вентиляционной системы при выппнении определенных мер по регулированию режимов работы источников тяги и аэродинамических параметров отдельных элементов сети можно добиться требуемого режима проветривания.

Принцип разделения шахтных вентиляционных систем на области по рекомендациям ВотНИИ был рилизован при строительстве крупнейшей в стране шахты «Распадская» и реконструкции шахты «Капитальная» путем объединения шахт «Капитальная», «Осинниковская», «кузбасская» и №4. Систематические наблюдения за вентиляционными режимами шахт в течение длительного (более 10 лет) периода показали, что несмотря на большую сложность указанных вентиляционных систем функционировали они достаточно стабильно. Следовательно, разделение шахтных полей на вентиляционные области позволяет при сохранении всех преимуществ секционных систем вентиляции значительно повысить надежность и стабильность проветривания горных вырабо-гок.

4.2. Обеспечение оптки тльного сочетания параметров вентиляторов я вентиляционных сетей

Анализ (на примере шахт Кузнецкого бассейна) фактических режимов работы находящихся в эксплуатации главных и вспомогательных вентиляторов показал, чт 5°% от общего их числа имеют режимные ■ точки вне зоны промышленного использования и только около 15% работают с коэффициентом полезного действия более 0,7. В технических проектах к.п.д. вентиляторов предусматривают» не ниже 0,6. На основании выполненных исследований установлено, что основной причиной несоответствия фактических режгчов проветривания проектным является отсутствие обоснованных рекомендаций по прогнозированию аэродинамических параметров вентиляционных сетей в процессе эксплуатации шахт. В связи с отработкой верхних горизонтов, применением бесцеликовой технологии особую роль в формировании режимов про-ветриваьлЛ стало играть выработанное пространство, большие площади и объемы отработок, их многочисленные аэродинамические связи с эксплуатируемыми выработкам1. и земной поверхностью существенно влияют на вентиляционные показатели шахт и распределение воздуха между объектами проветривания. Утечки вс туха череч выработанное пространство стали составлять значительную долю в общешахтном дебите и их недоучет приводит к существенным негативным последстви-. ям, в частности, к несоответствию вентиляторов параметрам сетей, на которые с ;и работают. Развитие в аэродинамических системах шахт неучтенных при проектных проработках г оаллельных путей движения воздуха приводит к выполаживанию обобщенных характеристик шахтных сетей, вследствие чего фактические режимные точки вентиляторов ' смещаются из зоны промышленного использования вниз и работа последних становится неэффективной. Так, из 235 обследованных вентиляторных установок в регламентируемых пределах работают только 96, причем, в подавляющем большинстве это вентиляторы локального значения и, как правило, в зоны их действия не попадает выработанное пространство. В отдельных случаях указанные вентиляторы работают в области неустойчивых режимов, что является следствием более высоких значений фактических аэродинамических сопротивлении элементов сетей относительно расчетных. Проектные организации при расчетах определяют со ротивления с использованием известных аналитических . выражений, в которых основным исходным параметром является а. При,этом не учитываются такие важные факторы, влияюише на величину аэродинамического сопротивления, как «старение» выработок, повышение шероховатости их стенок, уменьшение площади поперечного сечения из-за размещения различных коммуникаций, наличие подвижных составов и т.д. В результате аэродинамические с^ь.ротиаления отдельных элементов шахтных сетей довольно сильно "отклоняются от ^фактических значений в сторону уменьшения. При проведении воздуш-нотДепресгчонных съемок установлены расхождения между расчетными и фактическими сопротивлениями до 30-40%, в ряде случаев даже в 1,52,0 раза.

Согласно ранее действовавшим нормам поверхностные утсчкн воздуха принимались на вентиляционных стволах не более 10% и на стволах, оборудованных подъемами, - 20%, Однако многочисленные измерения фактических утечек воздуха показали, что установленные пределы утечек не реальны: на вентиляционных стволах утечки достигают 20%, на клетевых 30-35%, а в отдельных случаях 40% и бол^.

Для обеспечения оптимального сочетания параметров вентиляторов и вентиляционных сетей рекомендуется: при выборе вентиляторов, для проветривания зон, включающих выработанное пространство, учитывать его влияние на сопротивление сети введением поправочного коэффициента Кт, значения которого обусловливаются горнотехническими условиями ведения работ; в условиях отработки мощных крутых сближенных пластов Кв„ принимать 0,8; мощных и средней мощности пологих и наклонных пластов -0,85; маломощных любого падения-0,9; на стадии проектирования при определении вентиляционных параметров шахтных сетей следует пользоваться фактическими значениями удельных аэродинамических сопротивлений выработок, что позво-> ляет получать наиболее достоверные результаты в прогнозе режимов проветривав я шахт; внешние утечки при установке вентиляторов на вентиляционных стволах предусматривать в пределах 10-20%; при установке на устьях выработок, используемых для спуска людей и материалов, 15-25%; у вентиляторов с малым сроком эксплуатации (передвижных) 20-30%.

4.3. Управление вентиляционным давлением в шахтных сетях

Опыт показывает, что изоляция выработанного пространства не позволяет в достаточной мере ликвидировать утечки воздуха. Полностью предотвратить движение газовоздушной смеси можно, только устранив первоначальную его причину, - действующую разность аэродинамических давлений. Следовательно, для обеспечения рациональных режимов проветривания Шахт необходимо наряду с регулированием воздушных потоков по горным выработкам управлять и распределением в вентиляционной сети давлением воздуха.

На практике количество воздуха в шахтных сетях, регулируется как правило, так называемым отрицательным способом, сущность которого заключается в установке в легкопроветриваемых ветвях вентиляционных окон. При этом сопротивление окна обусловливает количество проходящего воздуха, а место установки - распределение вентиляционного давления в ветви. Таким образом предоставляется возможность управления вентиляционным давлением путем установки вентиляционных окон одновременно р начале и в конце регулируемой ветви. Суммарное аэродинамическое сопротивление этих окон предопределяет поступление требуемого количества воздуха, а соотношение их сопротивлений - необходимое вентиляционное давление внутри ветви.

Требуемые значения вентиляционного давления одновременна в нескольких различных ветвях при заданном распределении количества воздуха можно обеспечить с помощью вентиляционных окон тогда, когда в одной ветви находится не более одной точки с регламентированной величиной давления и никакая ветвь с заданным давлением не проветривается последовательно с другой подобной ветвью. По этой причине вен шяционные давления в первую очередь задл.отся в тех точках действующих выработок, которые находятся по контурам потенциально опасных по выносу газов или пс самовозгоранию зон, где другими методами невозможно достичь требуемого эффекта.

Расчетные значения аэродинамическое сопротивления вентиляционных окон определяются по следующему алгоритму.

Искомая схема проветривания шахты разрывается в точках с заданными вентиляционными давлениями. В тех ветвях, где давление не регламент"ровано, но их потребовалось разорвать для разделения вентиляционной сети, принимаются постоянт ле расходы воздуха. Первоначально рассчитывается распределение воздуха в той части вентиляционной сети, которая расположена со стороны входящей струи. Расчет выполняется по общеизвестным методикам с использованием существующих средств вычислительной техники. В результате определяются аэродинамические сопротивления вентиляционных окон, которые следует установить на входящей стороне ветвей с заданным i .итиляциок-ным давлением, требуемые режимы работы главных вентиляторов, подключенных на рассматриваемую часть сети, а также фактическое распределение воздуха. Располагая указанной информацией, приступают к расчету часта сети со стороны исходящей струи. По известным расходам и заданным давлениям определяются аэродинамические сопротивления вентил"чионных окон, расположенных на исходящей стороне ветвей, а также режимы работы всасывающих вентиляторов.

На заключительном этапе отдельные части вентиляционной сети вновь объединяются в общую схему и рассчитываются аэродинамические сопротивления шлюзов в тех ветвях, в которых были приняты постоянные расходы воздуха

Следует отметить, чтодая достижения необходим*, а распределения давления и количества воздуха главные вентиляторные установки должны иметь определенный резерв по пр<шзв©дю«льности и напору. Если изменением режимов работы главных вентиляторов требуемый режим проветривания не обеспечивается, управление вентиляционным давлением осуществляется в пределах ограниченной части вентиляционной сети или для этой цели используются подземные вспомогательные вентиляторы.

4.4. Определение параметров элементов вентиляционных сетей при нормальном и реверсивном режимах проветривания

Сравнение величия аэродинамических сопротивлений горных выработок, определенных с использованием табличных значений коэффициента а, с фактически измеренными в условиях эксплуатации показывает, что в абсолютном большинстве расчетные значения оказываются меньше фактических. По данным ДонУГИ и НЦ ВостНИИ для выработок, закг пленных деревянной крепыо, эти расхождения достигают 26-30%, для выработок, закрепленных металлом, 35-38%. Указанные несоответствия обусловлены главным образом двумя причинами: во-.ервых, табличные значения коэффициента а определены для идеальных горных выработок, шереховатость которых всегда ниже фактической; во-вторых, значения « в ряде случаев, приведены без учета величины площади поперечного сечения выработок.

Особо следует отметить, что из-за отсутствия данных для предварительных расчетов конструирование вентиляционных сетей проводилось без оцеь .л возможного обеспечения требуемых параметров проветривания при реверсивных вентиляционных режимах. Только после полного завершения строительства или реконструкции шахт возможно было непосредственными -.спериментальными наблюдениями установить реальную картину воздухоенабжения шахт в аварийных ситуациях, причем нередко требовалось осуществлять дорогостоящие технические мероприятий по устранению выявленн: х недостатков.

В работе на основании анализа фактических данных й математической их обработки получено и рекомендовано для практических расчетов выражение по определеюно аэродинамических сопротивлений горных выработок ' (21) где ryd. - величина удельного аэродинамического сопротивления выра-выработки, даПас2/м;

L- длина выработки, м: S - площадь поперечного сечения выработки, м2.

Для различных групп выработок определены значения удельных аэродинамических сопротивлений. Наблюдениями было охвачено более 200 выработок, обработка д чш >х проведена с доверительной вероятностью 0,99. Отклонения фактических сопротивлений от рассчитанных с использованием г^ не превышает ± 6%.

На базе многочисленных измерений определены коэффициенты изменения аэродинамических сопротивлений различных типов элементов вентиляционных сетей при реверсировании вентиляционной струи (табл. 4).

Таблица

Элемент вентиляционной сети Коэффициент изменения сопротивления К, Примечание

Отдельная выработка (ствол, шурф, квершлаг, штрек, уклон, бремсберг и т.д. 1,

Вентиляционные двери и шлюзы: а) при наличии реверсивных устройств б) без реверсивных устройств 0,9 0 Конструкция двери не допускает ее открывания при изменении направления воздушной струи

Выемочные участки при падении пластов - до 30 град - свыше 30 град. 0,5 0,9 Поступление воздуха на участки не ограничено вентиляционными дверями

Каналы вентиляторов 2,0 А При реверсировании с помо(Цг > обводного канала -L •

Пути внешних утечек 0,2-0,25 Количество утечек допускается не более 50% от производительности вентилятора в реверсивном режиме

С использованием выражения

Rp — Кр Rw (22) где . RM Rp - аэродинамическое сопротивление элемента соответственно при нормальном и реверсивном режиме проветривания, даПас2/м предоставляется возможность, не прибегая к специальным измерениям, ro значения т R„ известным из результатов воздушно-депрессионных съемок, определять «реверсивные» аэродинамические сопротивления различных элементов и предварительно рассчитывать аварийные вентиляционные режимы еще на стадии проектирования систем проветривания шахт.

4.5 Конструирование вентиляционных каналов поверхностных вентиляторов

Вентиляционный канал представляет собой выработку, соединяющую всас или нагнетание вентилятора с вент тяционным стволом (шурфом). Через него, как правило, проходит большое количество воздуха, в связи с чем в канале теряется значительная часть давления, развиваемая вентилятором. По данным обследования вентиляторных установок при проведении воздушно-депрессионных съемок потери давления в каналах зачастую "оставляют 20 *0%, а в некоторых случаях даже до 50% от общей величины напора, развиваемого вентилятором. Между тем, вопросу конструирования каналов вентиляторов уделяется недостаточное внимание - в учебниках и в нормативных документах приводятся о них только общие сведения без каких-либо конкретных рекомендаций.

Основными факторами, ойредеяяюЩими конфигурацию каналов, являются: тип вентилятора; угол наклона вентиляционного ствола (шурфа); способ реверсирования.

Конфшурация каналов, примыкающих к подъемным стволам, может зависеть еще от компоновки технологического комплекса на промплощадке, что необхо ->имо учитывать при проектировании.

На основании исследований, проведенных ВостНИИ, раз. аботаны типовые схемы вентиляционных каналов, дана методика расчета их параметров и определены значения входящих в расчетные формулы коэффициентов.

Для сокращения внешних утечек воздуха через устья выработок, на которых установлены вентиляторы, рекомен; , ется: устья вертикальных стволов и шурфов, не оборудованных подъемами для транспортирования груз'-ч, следует герметизировать, сооружая в них железобетонные полки с засыпкой слоем хорошо слеживающихся негорючих материалов (глина, глина с песком, глина с мелким шлаком) толщиной не менее 3 м; устья вертикальных стволов и шурфов, оборудованных подъемом, необход -ло герметизировать, сооружая надшахтные здания с реализацией специальных мер по повышению их воздухонепроницаемости (промазка швов, покрытие стен специальными составами и т.д.); устья наклонных выработок, не оборудованных подъемом, герметизировать, сооружая в них бетонные, кирпи' тые, шлакоблочные перемычки (не менее двух) с дверями для прохода людей или с бетонными шлюзами на поверхности, если по горнотехническим условиям возведение перемычек в выработке нецелесообразно; устгт наклонных выработок, оборудованных подъемами для транспортирования грузов, следует герме дзировать, как и вертикальные стволы (шурфы) за счет возведения надшахтных зданий или бетонных шлюзов, являющихся продолжением наклонных выработок на поверхности.

Для предупреждения утечек (притечек) воздуха через неплотности шиберов, щели клапана резервного вентилятора, реверсивные и фланговые ляды необходимо: смотровые колодцы и все входы в канал оборудовать двойными плотными лядами на прокладках из мягкой резины; реверсивные шиберы и клапаны резервных вентиляторов изготавливать с жесткими ребрами, предотвращающими их прогибание; стенки каналов покрывать специальными «рубашками» из раствора, в состав г торого для улучшения вязкости и ускорения процесса затвердевания вводится жидкое стекло.