Các yêu cầu đối với hệ thống thông gió đường hầm khai thác mỏ dưới lòng đất là gì?

Hệ thống thông gió đường hầm mỏ dưới lòng đất dựa vào quạt đường hầm như thiết bị cốt lõi, tuy nhiên chỉ riêng thiết bị quạt không thể đảm bảo hiệu suất thông gió đạt yêu cầu. Toàn bộ bố cục lưu thông không khí, độ kín của ống dẫn khí, các phụ kiện điều chỉnh, máy móc vận hành dưới lòng đất và việc giám sát thường xuyên các thông số không khí tại chỗ đều góp phần quyết định hiệu quả thông gió.

Đối với các nhà điều hành mỏ, nhà thầu kỹ thuật, chuyên gia thiết kế hệ thống thông gió và người mua thiết bị khai thác mỏ, việc chỉ tập trung vào lưu lượng gió định mức của quạt thông gió là chưa đủ. Tiêu chuẩn đánh giá cốt lõi nằm ở việc liệu toàn bộ hệ thống thông gió có còn cung cấp đủ lượng gió cần thiết cho các khu vực khai thác sau khi tính đến tổn thất do ma sát đường ống, rò rỉ khí, các khúc uốn cong của đường ống, chênh lệch độ cao và quy trình sản xuất năng động hay không. Các quy định khai thác mỏ địa phương và các kế hoạch tổng thể về hệ thống thông gió mỏ đã được phê duyệt chính thức có ưu tiên tuyệt đối. Tài liệu này đóng vai trò là tài liệu tham khảo thực tiễn về kỹ thuật và mua sắm chứ không phải là sự thay thế cho việc phê duyệt thiết kế chính thức tại chỗ.

Câu trả lời nhanh: Hệ thống thông gió đường hầm cần đạt được những gì?

Hệ thống thông gió hầm mỏ đạt tiêu chuẩn đầy đủ phải đáp ứng đồng thời tất cả các tiêu chí sau. Chỉ đáp ứng một hoặc hai tiêu chí sẽ không đủ—ngay cả khi lắp đặt quạt công suất cao, hầm mỏ vẫn có thể gặp phải tình trạng tuần hoàn không khí, các túi khí tù đọng, lưu lượng không khí không đủ tại các khu vực khai thác hoặc lượng không khí tươi đầu vào bị ô nhiễm.

• Lượng không khí cung cấp đầy đủ: Luồng không khí trong lành phải đến được tất cả các khu vực làm việc đang hoạt động với lượng đủ để đáp ứng nhu cầu hô hấp của con người, khí thải từ máy móc chạy bằng diesel, khói dư từ việc nổ mìn, bụi phát sinh, nhiệt địa nhiệt và khí độc hại tự nhiên.
• Điều chỉnh luồng không khí: Các đường dẫn khí hút và đường hầm khí hồi phải được tách biệt rõ ràng theo tiêu chuẩn. Thiết kế bố trí phải ngăn không cho khí thải ô nhiễm đi qua các khu vực làm việc sạch sẽ.
• Thông gió khu vực khai thác có mục tiêu: Luồng không khí cần phải làm sạch hoàn toàn các đường hầm khai thác cụt và khu vực thi công, thay vì bị tắc nghẽn gần các cửa thoát khí của quạt hoặc đầu ống dẫn.
• Ngăn chặn các chất gây ô nhiễm nguy hại: Nồng độ oxy, metan (nếu có), carbon monoxide, oxit nitơ, bụi mịn diesel, bụi hô hấp chứa silica, khói và khói nổ phải nằm trong giới hạn an toàn theo quy định.
• Kiểm soát môi trường nhiệt: Hệ thống phải tản nhiệt lượng thải ra từ máy móc khai thác và nhiệt địa nhiệt của khối đá, đồng thời điều chỉnh độ ẩm môi trường để tránh các sự cố say nắng đối với nhân viên làm việc dưới lòng đất.
• Vận hành ổn định và đáng tin cậy: Quạt, ống thông gió, vách ngăn, cửa điều chỉnh lưu lượng gió, bộ điều chỉnh lưu lượng khí, mạch cấp điện, hệ thống báo động an toàn và cấu hình thông gió dự phòng phải luôn hoạt động tốt.
• Cơ chế giám sát thời gian thực và ứng phó khẩn cấp: Lưu lượng không khí, tốc độ gió, áp suất đường ống, nồng độ khí độc, mức độ phơi nhiễm bụi và trạng thái hoạt động của quạt cần được kiểm tra định kỳ tại các điểm đo được chỉ định. Cần xây dựng các quy trình xử lý tiêu chuẩn cho các kết quả giám sát bất thường.

Tại sao chỉ riêng lượng không khí thôi là chưa đủ?

Lượng không khí là điểm khởi đầu, nhưng giá trị của nó phụ thuộc vào vị trí đo. Chỉ số đo tại cửa thoát khí của quạt có thể cho thấy lượng không khí tốt trong khi khu vực làm việc lại nhận được ít không khí hơn nhiều do rò rỉ hoặc lực cản trong đường ống. Do đó, thiết kế hệ thống thông gió ngầm tốt cần xem xét toàn bộ mỏ như một mạng lưới luồng không khí, chứ không phải là một tập hợp các quạt riêng lẻ.

Không khí trong lành phải đến được khu vực làm việc.

Các hầm mỏ cụt cần hệ thống thông gió phụ trợ vì không có đường dẫn khí tự nhiên. Điểm xả hoặc hút khí của ống dẫn phải được đặt đủ gần để quét sạch mặt hầm, nhưng đủ xa để tránh hư hại do nổ mìn và thiết bị di động. Khi hầm mỏ tiến triển, chiều dài ống dẫn và vị trí quạt cũng phải được điều chỉnh theo. Để lại một khoảng trống dài không được thông gió gần mặt hầm sẽ tạo ra các vùng nước tù đọng ngay cả khi tổng lưu lượng không khí trong mỏ ở mức chấp nhận được.

Luồng khí hút vào và luồng khí hồi phải được tách biệt.

Cửa thông gió, van chặn, bộ điều chỉnh, tấm chắn trên, tấm chắn dưới, gioăng và hệ thống ống dẫn được bố trí đúng cách sẽ dẫn luồng không khí đi theo đúng lộ trình. Các bộ phận điều khiển bị hỏng có thể gây ra hiện tượng đoản mạch, khiến không khí dễ dàng quay trở lại đường hồi mà không thông gió cho khu vực sản xuất. Hiện tượng tuần hoàn ngược cũng là một lỗi thiết kế nghiêm trọng. Không khí hồi bị ô nhiễm không nên được hút ngược vào cửa hút gió của quạt hoặc trộn lẫn với không khí trong lành phục vụ công nhân.

Hệ thống phải tuân theo chu trình sản xuất.

Nhu cầu thông gió thay đổi trong quá trình khoan, nạp thuốc nổ, nổ mìn, tái nhập hầm, xúc đất, vận chuyển, cạo vôi, bảo trì và lắp đặt. Một cài đặt cố định có thể đủ trong thời gian yên tĩnh nhưng lại không đủ khi nhiều máy móc chạy bằng diesel hoạt động trong cùng một khu vực. Kế hoạch thông gió cần xác định các trạng thái hoạt động, thời gian thông gió sau khi nổ mìn, giới hạn thiết bị theo từng khu vực và các phép đo cần thiết trước khi tái nhập hầm.

Cần tính toán thiết kế hệ thống thông gió ngầm như thế nào?

Thiết kế thực tế bắt đầu bằng việc xác định nhiệm vụ thông gió cao nhất có thể, sau đó kiểm tra xem quạt và đường dẫn khí được chọn có đáp ứng được nhiệm vụ đó tại nơi làm việc hay không. Các thông số sau cần được ghi lại trước khi lựa chọn quạt.

1. Thiết lập lưu lượng không khí cần thiết

Nhu cầu lưu lượng không khí thường được kiểm soát bởi sự kết hợp phức tạp nhất giữa lực lượng lao động, tải trọng động cơ diesel, lượng khí thải, nguồn bụi, khói nổ và nhiệt lượng. Mỗi khu vực pháp lý có thể sử dụng các công thức hoặc giá trị tối thiểu khác nhau. Khi nhiều tổ máy diesel hoạt động cùng nhau, phép tính cần phản ánh hoạt động đồng thời chứ không phải công suất của một máy riêng lẻ. Kết quả cũng cần có một biên độ dự phòng cho sự rò rỉ và phát triển trong tương lai, nhưng quạt có công suất quá lớn không tự động tốt hơn vì tốc độ quá cao có thể làm tăng bụi, tiếng ồn và mức tiêu thụ điện năng.

2. Tính toán tổn thất áp suất dọc theo tuyến đường.

Chiều dài đường hầm, tiết diện, độ nhám bề mặt, đường kính ống dẫn, vật liệu ống dẫn, các khúc uốn, bộ giảm đường kính, khớp nối, lưới lọc, bộ giảm âm và rò rỉ đều làm tăng sức cản. Ống dẫn mềm bị bẹp, rách, treo không chắc chắn hoặc nối bằng các khớp nối lỏng lẻo có thể làm lãng phí một lượng lớn áp suất của quạt. Quạt phải được lựa chọn dựa trên đường cong sức cản của hệ thống sao cho điểm hoạt động của nó cung cấp cả lưu lượng cần thiết và đủ áp suất cho tuyến đường đã lắp đặt.

3. Kiểm tra vận tốc, phạm vi phủ sóng và chất lượng không khí dưới lòng đất.

Quá trình nghiệm thu cần so sánh các giá trị thiết kế với các phép đo thực địa tại mặt trước, cửa hút gió, dọc theo ống dẫn, tại các điểm chuyển tiếp và ở đường hồi gió. Thử nghiệm khói hoặc các phương pháp trực quan hóa luồng không khí được phê duyệt khác có thể phát hiện các vùng chết và sự tuần hoàn ngược. Các chỉ số về khí và bụi cho thấy liệu lưu lượng không khí được cung cấp có thực sự kiểm soát được sự phơi nhiễm hay không. Nếu các phép đo không khớp với mô hình, nguyên nhân có thể là do rò rỉ, đường dẫn khí bị thay đổi, cài đặt cánh quạt không chính xác, ống dẫn bị tắc nghẽn hoặc điểm vận hành của quạt không phù hợp.

Hệ thống thông gió hầm mỏ cần những thiết bị gì?

Việc lựa chọn thiết bị phụ thuộc vào việc nhiệm vụ là thông gió chính, thông gió khu vực, thông gió tăng áp hay thông gió cục bộ tại một vị trí đang phát triển. Việc mua sắm nên bao gồm toàn bộ hệ thống thông gió chứ không nên coi quạt, ống dẫn, bộ điều khiển và phần cứng lắp đặt là các hạng mục riêng lẻ.

Người hâm mộ chính, người hâm mộ phụ và người hâm mộ địa phương có những vai trò khác nhau.

Quạt chính luân chuyển không khí qua mạng lưới thông gió chính của mỏ. Quạt phụ và quạt cục bộ cung cấp không khí cho các đường hầm mà mạch chính không thể trực tiếp làm sạch. Quạt hướng trục được sử dụng rộng rãi trong công tác đào hầm vì chúng có thể cung cấp lưu lượng gió lớn trong một thân máy nhỏ gọn và kết nối với hệ thống ống dẫn. (Lưu ý: Phần cuối "The selected" không liên quan đến nội dung chính và cần được loại bỏ để đảm bảo ngữ cảnh chính xác.) quạt thông gió hầm mỏ Vẫn phải đáp ứng các yêu cầu đã tính toán về lưu lượng gió, áp suất, không gian lắp đặt, nguồn điện, mục tiêu tiếng ồn và khả năng tiếp cận để bảo trì.

Hệ thống ống dẫn và điều khiển có thể quyết định quạt có hoạt động hiệu quả hay không.

Đường kính ống dẫn phải phù hợp với lưu lượng yêu cầu mà không gây ra tổn thất vận tốc và áp suất không cần thiết. Các khớp nối cần phải chống tách rời và rò rỉ. Các điểm treo phải ngăn ngừa hiện tượng võng và tiếp xúc với các máy móc đi qua. Điều khiển tốc độ biến đổi có thể giúp điều chỉnh lưu lượng không khí phù hợp với điều kiện hoạt động thay đổi, nhưng nó phải hoạt động trong phạm vi hiệu suất ổn định của quạt. Báo động, điều khiển từ xa, cảm biến áp suất hoặc lưu lượng và nguồn điện dự phòng có thể được yêu cầu theo đánh giá rủi ro tại công trường hoặc quy định địa phương.

Môi trường nguy hiểm đòi hỏi mức độ bảo vệ phù hợp.

Các mỏ than và các công trình khác có nguy cơ rò rỉ khí metan hoặc khí dễ cháy nổ cần thiết bị được thiết kế và chứng nhận phù hợp với môi trường đó. Không thể thay thế quạt công nghiệp tiêu chuẩn chỉ dựa trên lưu lượng gió. ZONGDA cung cấp một quạt thông gió khai thác mỏ chống cháy nổ Phạm vi hoạt động cho các nhiệm vụ thông gió cục bộ trong môi trường mỏ nguy hiểm. Trước khi đặt hàng, người mua nên xác nhận phân loại mỏ, chứng nhận cần thiết, điện áp, tần số, bảo vệ động cơ, đường dây cáp, logic điều khiển và các quy tắc chấp nhận tại quốc gia đến.

Cần thực hiện những biện pháp giám sát, kiểm tra và xử lý sự cố khẩn cấp nào?

Các yêu cầu đối với hệ thống thông gió dưới lòng đất vẫn tiếp tục sau khi vận hành. Các đường dẫn khí thay đổi khi mỏ được khai thác, các ống dẫn được mở rộng, cửa được mở và thiết bị được di chuyển. Kiểm tra định kỳ là cách duy nhất đáng tin cậy để xác nhận rằng thiết kế ban đầu vẫn hoạt động tốt.

Đo lường điều kiện làm việc của mọi người.

Các kiểm tra điển hình bao gồm lưu lượng và vận tốc không khí, áp suất chênh lệch hoặc áp suất tĩnh, dòng điện và độ rung của quạt, oxy, carbon monoxide, nitơ dioxide, metan (nếu có), mức độ phơi nhiễm bụi diesel, bụi hô hấp, nhiệt độ và độ ẩm. Các thiết bị và tần suất cụ thể phụ thuộc vào luật pháp địa phương và hồ sơ rủi ro của mỏ. Hồ sơ cần ghi rõ vị trí, thời gian, điều kiện hoạt động, thiết bị, kết quả và biện pháp khắc phục.

Kiểm tra toàn bộ đường thông gió.

Các bộ phận như cánh quạt, ổ bi, tấm chắn, bộ giảm âm, giá đỡ, khớp nối mềm, vỏ điện, khớp nối ống dẫn, giá đỡ, cửa, bộ phận chặn và bộ điều chỉnh cần được kiểm tra định kỳ. Bụi tích tụ, ăn mòn, ốc vít lỏng lẻo, rung động bất thường, dòng điện động cơ tăng hoặc áp suất giảm có thể là dấu hiệu của một vấn đề đang phát triển. Việc bảo trì cần tuân theo khuyến nghị của nhà sản xuất và lịch trình bằng văn bản của mỏ, với các phụ tùng thay thế quan trọng luôn sẵn sàng trước khi sự cố làm gián đoạn sản xuất.

Lên kế hoạch xử lý sự cố quạt và các chỉ số bất thường.

Kế hoạch ứng phó cần xác định rõ ai sẽ nhận được tín hiệu báo động, khu vực nào cần phải sơ tán, thiết bị nào phải tắt, cách thức kiểm tra chất lượng không khí và ai cho phép quay trở lại. Kế hoạch cũng cần bao gồm các trường hợp như mất điện, sập đường ống dẫn khí, hỏa hoạn, rò rỉ khí độc hại, khói lan rộng và thay đổi hệ thống thông gió có chủ đích. Hệ thống an toàn nhất là hệ thống mà phương án ứng phó được quyết định trước khi tín hiệu báo động xảy ra.

ZONGDA có thể hỗ trợ dự án thông gió đường hầm như thế nào?

của ZONGDA hệ thống thông gió dưới lòng đất Bao gồm quạt hầm, quạt thông gió khai thác mỏ dưới lòng đất và các tùy chọn quạt chống cháy nổ cho các điều kiện hầm mỏ và đường hầm khác nhau. Dòng sản phẩm này đảm nhiệm các vai trò thông gió chính, phụ trợ và cục bộ, với các cấu hình được thiết kế cho việc cung cấp khí qua ống dẫn, lắp đặt trong đường hầm và các dịch vụ ngầm đòi hỏi khắt khe.

Một yêu cầu hữu ích không chỉ dừng lại ở việc hỏi về đường kính quạt hay công suất động cơ. Người mua có thể cung cấp chiều dài và tiết diện đường hầm, lưu lượng gió yêu cầu tại mặt trước, điện trở ước tính, đường kính và loại ống dẫn, phân loại khí, độ cao, nhiệt độ, độ ẩm, điện áp và tần số, vị trí lắp đặt, yêu cầu về tiếng ồn và đội xe diesel dự kiến. ZONGDA cũng cung cấp Thiết bị khai thác mỏ không theo dõiĐiều này giúp các cuộc thảo luận về hệ thống thông gió tính đến các máy xúc, xe tải và xe chuyên dụng tạo ra nhiệt và khí thải dưới lòng đất.

Đối với dự án xây dựng mới, mở rộng hoặc thay thế, quyết định mua hàng tốt nhất dựa trên nhiệm vụ cụ thể và điều kiện tại công trường hơn là tên gọi chung chung của mẫu sản phẩm. Các nhóm dự án có thể liên hệ với ZONGDA Để lựa chọn sản phẩm, thảo luận kỹ thuật, báo giá và lựa chọn hệ thống quạt phù hợp với môi trường vận hành ngầm dự kiến.

Danh sách kiểm tra mua sắm thiết bị thông gió cuối cùng

• Xác nhận các quy định về khai thác mỏ và đào hầm hiện hành đối với quốc gia và loại mỏ.
• Xác định lưu lượng gió cần thiết tại mỗi mặt hoạt động và khu vực có người sử dụng, không chỉ tại cửa thoát khí của quạt.
• Liệt kê các thiết bị chạy bằng diesel, các kịch bản vận hành đồng thời, các hoạt động nổ mìn, nguồn khí, nguồn bụi và tải nhiệt.
• Tính toán tổng trở kháng cho hệ thống đường hầm và ống dẫn thực tế, bao gồm cả rò rỉ và khả năng mở rộng trong tương lai.
• Chọn loại quạt, điểm vận hành, động cơ, bộ điều khiển, ống dẫn, khớp nối, kiểu lắp đặt và cấp độ bảo vệ như một hệ thống duy nhất.
• Lập kế hoạch điểm đo, cảnh báo, kiểm tra, khoảng thời gian bảo trì, phụ tùng thay thế và phương án xử lý sự cố.
• Đưa hệ thống vào vận hành ngầm và điều chỉnh dựa trên kết quả đo đạc trước khi đưa vào sản xuất hàng loạt.

Khi những vấn đề này được giải quyết đồng thời, hệ thống thông gió đường hầm khai thác mỏ dưới lòng đất sẽ trở thành một hệ thống kỹ thuật được kiểm soát chứ không phải là việc mua quạt một cách vội vàng vào phút chót. Cách tiếp cận này giúp không khí trong lành hơn, sản lượng ổn định hơn, giảm thất thoát và lãng phí năng lượng, và ít xảy ra sự cố bất ngờ hơn khi đường hầm tiến sâu hơn.

Câu hỏi thường gặp

1. Yêu cầu chính về thông gió trong đường hầm khai thác mỏ là gì?

Hệ thống phải cung cấp đủ không khí trong lành cho mỗi khu vực làm việc và loại bỏ hoặc làm loãng các khí độc hại, bụi, khói, khí thải diesel, khói, nhiệt và độ ẩm. Lượng yêu cầu và giới hạn giám sát được quy định bởi kế hoạch thông gió của địa điểm và luật pháp địa phương.

2. Lưu lượng không khí cần thiết trong đường hầm được tính toán như thế nào?

Việc tính toán xem xét các yếu tố như số lượng công nhân, tải trọng động cơ diesel, khói nổ, khí thải, bụi, nhiệt lượng, việc sử dụng đồng thời các thiết bị, rò rỉ và chiều dài đường hầm trong tương lai. Sau đó, quạt cuối cùng được kiểm tra so với tổng trở kháng của hệ thống.

3. Quạt thông gió lớn hơn có phải lúc nào cũng an toàn hơn?

Không. Quạt lớn hơn có thể hoạt động kém hiệu quả, tạo ra tốc độ gió và bụi quá mức, làm quá tải hệ thống ống dẫn yếu, hoặc vẫn không thể thổi gió đến mặt nếu hệ thống bị rò rỉ. Việc lựa chọn điểm vận hành phù hợp quan trọng hơn chỉ riêng kích thước động cơ.

4. Khi nào cần sử dụng quạt thông gió chống cháy nổ?

Việc này là bắt buộc khi phân loại mỏ và đánh giá rủi ro xác định môi trường có khả năng gây nổ, chẳng hạn như các mỏ than dễ phát sinh khí metan. Chứng nhận và hệ thống bảo vệ điện phải phù hợp với thị trường đích và các quy định tại địa điểm khai thác.

5. Cần gửi những thông tin gì cho nhà cung cấp quạt thông gió?

Vui lòng cung cấp kích thước và chiều dài đường hầm, lưu lượng gió mặt cần thiết, điện trở ước tính, dữ liệu ống dẫn, phân loại khí, điều kiện môi trường, nguồn điện, phương pháp lắp đặt, nhu cầu điều khiển và thiết bị ngầm đang hoạt động trong khu vực.