Каковы требования к вентиляции подземных шахтных тоннелей?

Системы вентиляции подземных шахтных тоннелей в качестве основного оборудования используют туннельные вентиляторы, однако одних только вентиляторов недостаточно для обеспечения требуемой эффективности вентиляции. Эффективность вентиляции в совокупности определяется всей схемой циркуляции воздуха, целостностью воздуховодов, регулирующими устройствами, подземным эксплуатационным оборудованием и регулярным мониторингом параметров воздуха на месте.

Для операторов шахт, инженерно-строительных подрядчиков, специалистов по проектированию вентиляционных систем и покупателей горнодобывающего оборудования сосредоточение внимания только на номинальной производительности вентиляционных вентиляторов далеко не достаточно. Основной критерий оценки заключается в том, может ли общая вентиляционная система обеспечивать требуемый объем воздуха в забоях с учетом потерь на трение в трубопроводах, утечек воздуха, изгибов трубопроводов, перепадов высот и динамических производственных процессов. Местные нормативные акты в горнодобывающей отрасли и официально утвержденные генеральные планы вентиляционных систем шахт имеют абсолютный приоритет. Данный документ служит практическим справочным пособием по проектированию и закупкам, а не заменой официального утверждения проекта на конкретном объекте.

Краткий ответ: Чего должна достичь туннельная вентиляция?

Полностью соответствующая требованиям система вентиляции подземных шахт должна одновременно удовлетворять всем следующим критериям. Соответствия лишь одному или двум критериям недостаточно — даже при установке мощного вентилятора в шахтах могут по-прежнему возникать проблемы с рециркуляцией воздуха, застоем воздуха, недостаточным потоком воздуха в забоях или загрязнением приточного воздуха.

• Достаточный объем подачи воздуха: свежий воздух должен поступать во все активные рабочие зоны в количестве, достаточном для компенсации потребностей человека в дыхании, выхлопных газов дизельных двигателей, остаточных испарений от взрывных работ, образования пыли, геотермального тепла и выбросов опасных природных газов.
• Регулируемая схема направления воздушного потока: Впускные и выпускные воздуховоды должны быть четко разделены в соответствии со стандартами. Конструкция должна предотвращать попадание загрязненного отработанного воздуха в чистые рабочие зоны.
• Целенаправленная вентиляция забоя котлована: воздушный поток должен полностью продувать тупиковые забои и рабочие участки, а не замыкаться вблизи выходных отверстий вентиляторов или концов воздуховодов.
• Меры по подавлению опасных загрязняющих веществ: концентрации кислорода, метана (где это применимо), оксида углерода, оксидов азота, дизельных твердых частиц, содержащей диоксид кремния респирабельной пыли, дыма и взрывных испарений должны оставаться в пределах установленных законом пороговых значений безопасности.
• Контроль теплового режима: система должна рассеивать избыточное тепло от горнодобывающей техники и геотермальное тепло горных пород, одновременно регулируя влажность окружающей среды, чтобы избежать теплового стресса среди персонала, работающего под землей.
• Стабильная и надежная работа: вентиляторы, вентиляционные каналы, перегородки, воздухорегулирующие двери, регуляторы воздушного потока, цепи электропитания, системы сигнализации и резервные вентиляционные системы должны оставаться работоспособными постоянно.
• Механизмы мониторинга в режиме реального времени и реагирования на чрезвычайные ситуации: необходимо периодически проверять объем воздуха, скорость ветра, давление в трубопроводе, концентрацию токсичных газов, уровни воздействия пыли и состояние работы вентилятора в специально отведенных точках измерения. Необходимо разработать стандартизированные протоколы действий в случае отклонения от нормы показаний мониторинга.

Почему одного лишь количества воздуха недостаточно?

Количество воздуха — это отправная точка, но его значение зависит от места измерения. Показания на выходе вентилятора могут выглядеть нормальными, в то время как в забой поступает гораздо меньше воздуха из-за утечек или сопротивления в воздуховодах. Поэтому при проектировании хорошей системы подземной вентиляции шахта рассматривается как сеть воздушных потоков, а не как совокупность отдельных вентиляторов.

К рабочей поверхности должен поступать свежий воздух.

В глухих выработках необходима дополнительная вентиляция, поскольку отсутствует естественный путь сквозного потока. Точка сброса или отвода воздуха из воздуховода должна располагаться достаточно близко, чтобы охватывать забой, но достаточно далеко, чтобы избежать повреждений от взрывных работ и подвижной техники. По мере продвижения забоя длина воздуховода и положение вентилятора должны увеличиваться вместе с ним. Оставление длинного невентилируемого зазора у забоя создает застойные зоны, даже если общий приток воздуха в шахту приемлем.

Всасываемый и отводимый воздух должны быть разделены.

Вентиляционные двери, перегородки, регуляторы, верхние и нижние уплотнители, уплотнения и правильно расположенные воздуховоды направляют воздух по заданному маршруту. Поврежденные элементы управления могут вызвать короткое замыкание, когда воздух легко возвращается в обратный канал, не вентилируя производственную зону. Рециркуляция — еще один серьезный конструктивный недостаток. Загрязненный обратный воздух не должен попадать обратно в воздухозаборник вентилятора или смешиваться со свежим воздухом, подаваемым работникам.

Система должна следовать производственному циклу.

Потребность в вентиляции изменяется во время бурения, зарядки, взрывных работ, повторного входа в шахту, выемки грунта, транспортировки, удаления окалины, технического обслуживания и монтажных работ. Фиксированные настройки могут быть достаточными в спокойный период и недостаточными, когда в одном районе работает несколько дизельных машин. План вентиляции должен определять рабочие режимы, время простоя после взрывных работ, ограничения по оборудованию в каждой зоне, а также необходимые измерения перед повторным входом в шахту.

Как следует производить расчеты при проектировании подземной вентиляционной системы?

Практическое проектирование начинается с определения максимально допустимой нагрузки на систему вентиляции, а затем проверяется, может ли выбранный вентилятор и воздухопровод обеспечить выполнение этой нагрузки на рабочем месте. Перед выбором вентилятора необходимо учесть следующие параметры.

1. Установите необходимый расход воздуха.

Потребность в воздухе обычно регулируется наиболее оптимальным сочетанием факторов: численностью персонала, нагрузкой дизельного двигателя, выбросами газов, источником пыли, дымовыми газами и теплом. В каждой юрисдикции могут использоваться разные формулы или минимальные значения. В случаях, когда несколько дизельных агрегатов работают одновременно, расчет должен отражать одновременную работу, а не номинальную мощность одной машины. Результат также должен учитывать запас на утечки и возможность дальнейшего развития, но вентилятор большей мощности не всегда лучше, поскольку избыточная скорость потока может увеличить количество пыли, шум и энергопотребление.

2. Рассчитайте потери давления на всем протяжении маршрута.

Длина туннеля, поперечное сечение, шероховатость поверхности, диаметр воздуховода, материал воздуховода, изгибы, переходники, муфты, сетки, глушители и утечки — все это увеличивает сопротивление. Гибкие воздуховоды, которые смяты, порваны, плохо подвешены или соединены ненадежными муфтами, могут приводить к потере значительной части давления вентилятора. Вентилятор необходимо выбирать с учетом кривой сопротивления системы, чтобы его рабочая точка обеспечивала как требуемый расход, так и достаточное давление для установленного маршрута.

3. Проверьте скорость, зону покрытия и качество воздуха под землей.

При вводе в эксплуатацию необходимо сравнить проектные значения с измерениями, проведенными на месте установки: на входе, вдоль воздуховода, в точках переброса и на обратном потоке. Дымовые испытания или другие утвержденные методы визуализации воздушного потока могут выявить застойные зоны и рециркуляцию. Показания уровня газа и пыли демонстрируют, действительно ли подаваемый воздушный поток контролирует воздействие вредных веществ. Если измерения не соответствуют модели, причиной могут быть утечки, изменение воздуховода, неправильная настройка лопаток, засорение воздуховода или неподходящая рабочая точка вентилятора.

Какое оборудование необходимо для систем вентиляции подземных шахт?

Выбор оборудования зависит от того, предназначено ли оно для основной вентиляции, централизованной или дополнительной вентиляции, или для локальной вентиляции в развивающемся районе. Закупка должна охватывать весь комплекс систем вентиляции, а не рассматривать вентилятор, воздуховоды, элементы управления и монтажное оборудование как несвязанные между собой элементы.

Основные, второстепенные и местные болельщики играют разные роли.

Основные вентиляторы перемещают воздух по главной сети шахты. Вспомогательные и локальные вентиляторы подают воздух в забои, которые основной контур не может обработать напрямую. Осевые вентиляторы широко используются при проходке тоннелей, поскольку они могут обеспечить значительный поток воздуха в компактном корпусе и подключаются к воздуховодам. Выбранный вариант вентилятор подземной шахты При этом необходимо учитывать расчетные параметры воздушного потока, давления, места для установки, источника питания, целевого уровня шума и доступа для технического обслуживания.

Система воздуховодов и управления могут определять успешность работы вентилятора.

Диаметр воздуховода должен соответствовать требуемому расходу без создания излишних потерь скорости и давления. Соединительные муфты должны быть устойчивы к разъединению и утечкам. Точки подвеса должны предотвращать провисание и контакт с проходящими машинами. Регулировка скорости вращения может помочь адаптировать поток воздуха к изменяющимся условиям работы, но она должна работать в пределах стабильного диапазона производительности вентилятора. В соответствии с оценкой рисков на объекте или местными нормативными актами могут потребоваться системы сигнализации, дистанционного управления, датчики давления или расхода, а также резервное питание.

В опасных средах требуется соответствующий уровень защиты.

В угольных шахтах и ​​других выработках, где существует реальная опасность образования метана или взрывоопасных газов, необходимо оборудование, разработанное и сертифицированное для таких условий. Стандартный промышленный вентилятор не следует заменять только на основании расхода воздуха. Компания ZONGDA поставляет оборудование, соответствующее этим требованиям. Взрывозащищенный вентиляционный вентилятор для горнодобывающей промышленности Диапазон применения: для локальной вентиляции в опасных шахтных условиях. Перед заказом покупатели должны подтвердить классификацию шахты, необходимые сертификаты, напряжение, частоту, защиту двигателя, кабельный ввод, логику управления и правила приемки в стране назначения.

Какие меры мониторинга, инспекции и реагирования на чрезвычайные ситуации необходимы?

Требования к подземной системе вентиляции сохраняются и после ввода в эксплуатацию. Воздушные пути меняются по мере продвижения шахты, удлинения воздуховодов, открытия дверей и перемещения оборудования. Регулярные проверки — единственный надежный способ убедиться в работоспособности первоначальной проектной системы.

Оцените условия труда людей.

Типичные проверки включают измерение количества и скорости воздуха, перепада или статического давления, тока и вибрации вентилятора, содержания кислорода, окись углерода, диоксид азота, метана (при необходимости), воздействия дизельных частиц, респирабельной пыли, температуры и влажности. Точные приборы и периодичность проверок зависят от местного законодательства и профиля риска шахты. В записях должны быть указаны место, время, условия эксплуатации, прибор, результат и корректирующие действия.

Осмотрите весь вентиляционный канал.

Лопасти вентилятора, подшипники, защитные кожухи, глушители, крепления, гибкие соединители, электрические корпуса, соединения воздуховодов, опоры, двери, ограничители и регуляторы нуждаются в плановом осмотре. Накопление пыли, коррозия, ослабленные крепежные элементы, необычная вибрация, увеличение тока двигателя или падение давления могут сигнализировать о назревающей проблеме. Техническое обслуживание должно проводиться в соответствии с рекомендациями производителя и письменным графиком шахты, при этом критически важные запасные части должны быть в наличии до того, как поломка остановит производство.

План действий на случай отказа вентилятора и отклонения показаний от нормы.

План реагирования должен определять, кто получает сигнал тревоги, какие зоны необходимо эвакуировать, какое оборудование необходимо отключить, как проводится проверка качества воздуха и кто разрешает повторный вход. Он также должен охватывать отключение электроэнергии, обрушение воздуховодов, пожар, неожиданный выброс газа, распространение дыма и преднамеренные изменения вентиляции. Наиболее безопасная система — это та, в которой решение о реагировании принимается до срабатывания сигнализации.

Как ZONGDA может поддержать проект по вентиляции тоннеля?

ЗОНГДА подземные вентиляционные системы В ассортимент входят туннельные вентиляторы, вентиляторы для подземной вентиляции шахт и взрывозащищенные вентиляторы для различных условий шахт и туннелей. Ассортимент продукции охватывает основные, вспомогательные и локальные вентиляционные системы, с конфигурациями, предназначенными для подачи воздуха по воздуховодам, прокладки в выработках и сложных подземных условиях.

Полезный запрос должен выходить за рамки простого указания диаметра вентилятора или мощности двигателя. Покупатели могут предоставить информацию о длине и сечении туннеля, требуемом расходе воздуха на забое, расчетном сопротивлении, диаметре и типе воздуховода, классификации газа, высоте над уровнем моря, температуре, влажности, напряжении и частоте, месте установки, требованиях к уровню шума и планируемом парке дизельных двигателей. Компания ZONGDA также поставляет оборудование. беспроводное горнодобывающее оборудованиеЭто помогает учитывать в обсуждениях вопросов вентиляции погрузчики, грузовики и служебные машины, которые создают тепло и отработанные газы под землей.

При новом строительстве, расширении или замене оборудования наиболее обоснованное решение о покупке принимается с учетом назначения и условий на объекте, а не на основе общего названия модели. Проектные группы могут связаться с ЗОНГДА для выбора продукции, технического обсуждения, составления коммерческого предложения и подбора ветроэнергетического агрегата в соответствии с планируемой подземной эксплуатационной средой.

Контрольный список для окончательной закупки вентиляционного оборудования

• Уточните действующие правила добычи полезных ископаемых и прокладки туннелей для данной страны и типа шахты.
• Определите требуемый расход воздуха на каждой активной поверхности и в каждой занятой зоне, а не только на выходе вентилятора.
• Перечислите дизельное оборудование, сценарии одновременной работы, взрывные работы, источники газа, источники пыли и тепловые нагрузки.
• Рассчитайте общее сопротивление для фактической конфигурации туннеля и воздуховода, включая утечки и возможное расширение в будущем.
• Выберите тип вентилятора, режим работы, двигатель, элементы управления, воздуховоды, муфты, способ крепления и уровень защиты как единую систему.
• Планирование точек измерения, сигналов тревоги, проверок, интервалов технического обслуживания, запасных частей и реагирования на отказы.
• Перед началом полномасштабного производства необходимо ввести систему в эксплуатацию под землей и скорректировать ее на основе полученных результатов измерений.

При одновременном решении этих вопросов вентиляция подземных шахтных тоннелей превращается в управляемую инженерную систему, а не в покупку вентилятора в последний момент. Такой подход обеспечивает более чистый воздух, более предсказуемое производство, меньшие утечки и потери энергии, а также меньше неожиданностей по мере продвижения забоя.

Часто задаваемые вопросы

1. Каковы основные требования к вентиляции в шахтном туннеле?

Система должна обеспечивать достаточное количество свежего воздуха в каждом рабочем месте и удалять или разбавлять вредные газы, пыль, пары, выхлопные газы дизельных двигателей, дым, тепло и влажность. Требуемое количество и пределы контроля определяются планом вентиляции объекта и местным законодательством.

2. Как рассчитывается необходимый расход воздуха в туннеле?

При расчете учитываются рабочие, нагрузка на дизельный двигатель, дымовые газы, выбросы газов, пыль, тепло, одновременное использование оборудования, утечки и будущая длина туннеля. Затем окончательный вентилятор проверяется на соответствие общему сопротивлению системы.

3. Всегда ли более мощный вентилятор безопаснее?

Нет. Вентилятор большей мощности может работать неэффективно, создавать чрезмерную скорость потока и пыль, перегружать слабые воздуховоды или даже не достигать поверхности лица, если система протекает. Правильный выбор режима работы важнее, чем просто размер двигателя.

4. В каких случаях необходим взрывозащищенный вентилятор?

Это необходимо в тех случаях, когда классификация шахты и оценка рисков выявляют потенциально взрывоопасную атмосферу, например, в угольных выработках, где образуется метан. Сертификация и электрозащита должны соответствовать целевому рынку и правилам объекта.

5. Какую информацию следует отправить поставщику вентиляторов?

Укажите размеры и длину туннеля, требуемый расход воздуха на забое, расчетное сопротивление, характеристики воздуховода, классификацию газа, условия окружающей среды, источник питания, способ монтажа, потребности в управлении, а также подземное оборудование, работающее в этом районе.