Wentylacja lutniowa

Przewietrzanie drążonych wyrobisk podziemnych o długości ponad 50 m realizowane musi być przy pomocy wentylacji odrębnej. Wentylacja odrębna wymaga zaprojektowania i zabudowy lutniociągu i wentylatorów lutniowych. Przewietrzanie przy pomocy lutniociągu może być ssące, tłoczące lub kombinowane. Projektowanie wentylacji odrębnej sprowadza się do obliczenia wymaganej ilości powietrza w przodku wyrobiska dla jego maksymalnego wybiegu i doborze elementów instalacji zapewniających taką ilość powietrza. Strumień powietrza, jaki należy doprowadzić do przodka winien w zasadzie zapewnić pracującej załodze odpowiedni komfort zdeterminowany składem chemicznym, temperaturą, wilgotnością i prędkością przepływu powietrza. W praktyce chodzi o rozrzedzenie do wartości dopuszczalnych gazów tworzących się podczas drążenia wyrobiska podziemnego (bądź też wydzielających się z górotworu) oraz ich usunięcie w żądanym okresie czasu. Z uwagi na coraz większą głębokość prowadzenia robót górniczych znaczenia nabiera również prognoza temperatury i wilgotności w wyrobisku oraz dobór urządzeń chłodniczych. Dodatkowo w przypadku drążenia wyrobiska kombajnem chodnikowym, lutniociąg musi być wyposażony w urządzenie odpylające. Lutniociągi kopalniane z uwagi na swą budowę i długość charakteryzują się nieszczelnościami powstającymi najczęściej przy łączeniu poszczególnych lutni, co powoduje ucieczki powietrza. Wyznaczenie wielkości ucieczek powietrza dla danego lutniociągu jest zasadniczym elementem projektowania wentylacji odrębnej.

Lutnie wentylacyjne są to cienkościenne rury metalowe, płócienne lub z tworzyw sztucznych. Lutnie płócienne i z tworzyw sztucznych określane są powszechnie jako lutnie elastyczne. Lutnie blaszane produkuje się o średnicach od 300 do 1000 mm i długościach 2,0 lub 2,5 m lutnie elastyczne o średnicach od 400 do 800 mm i długościach 10 do 15 m. Połączenia lutni mogą być tzw: wsuwane (kielichowe) lub kołnierzowe.

Lutnie wentylacyjne powinny się cechować:

• niewielką masą,

• możliwością wykonania szczelnych połączeń,

• wysoką wytrzymałością mechaniczną,

• małą chropowatością,

• łatwym transportem i szybkim montażem,

• nie powinny powodować powstawania ładunków elektrycznych.

Lutnie elastyczne mają wiele zalet, gdyż są lekkie, łatwe w transporcie, wymagają mniej połączeń, ale z powodu możliwości iskrzenia (elektryczność statyczna) i palność użycie ich w kopalniach węgla zostało ograniczone szczególnie w pokładach metanowych. Połączone ze sobą lutnie tworzą lutniociąg. Przepływ powietrza w lutniociągu uzyskuje się za pomocą jednego lub więcej wentylatorów lutniowych. Są to zwykłe wentylatory osiowe jedno lub dwu stopniowe z napędem elektrycznym lub pneumatycznym (na powietrze sprężone). Zabudowuje się je na początku lutniociągu w świeżym prądzie powietrza .

Rodzaje wentylacji odrębnej lutniowej:

1. tłocząca

2. ssąca

3. kombinowana

Schematy zabudowy lutniociągów przedstawia rys. nr.1

a) lutniociąg tłoczący b)lutniociąg ssący c) lutniociąg kombinowany (ssąco-tłoczący)

Wss-wentylator ssący , Wtł - wentylator tłoczący

Oraz rys nr.2

a) wentylacja ssąca

b) wentylacja kombinowana (tłocząco-ssąca)

Rys nr. 1

Rys nr.2

a) Wentylacja odrębna ssąca

b) wentylacja kombinowana (tłocząco-ssąca)

Przy wyborze sposobu przewietrzania bierze się pod uwagę następujące zagrożenia:

• metanowe,

• pożarowe,

• klimatyczne, w szczególności w wyrobiskach na dużych głębokościach,

• działaniem pyłów szkodliwych dla zdrowia,

• inne czynniki ruchowe (sposób urabiania, możliwości techniczne transportu i zabudowy

• lutniociągów, koszt wentylacji lutniowej).

Z analizy obecnego stanu systemów przewietrzania ślepych wyrobisk korytarzowych wyraźnie widać, że nastąpił odwrót od wykorzystania wentylacji tłoczącej jest to również wynik obowiązujących przepisów w zakresie odpylania powietrza przy urabianiu kombajnem. Liczba stosowanych lutniociągów elastycznych zrównała się w ostatnim okresie z liczbą lutniociągów metalowych. Zdecydowana większość lutniociągów elastycznych wykorzystywana jest przy wentylacji kombinowanej. Najczęściej stosuje się lutniociągi o średnicy 800 mm, natomiast lutniociągi o średnicach 1000 mm i więcej stosuje się wyłącznie do wentylacji ssącej. Zakres i stosowane urządzenia dokładnie zostały rozpisane w karcie karta zasadniczej infrastruktury systemowej.

Przepisy bhp

W okresie drążenia tunelu mają zastosowanie głównie przepisy Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 28 czerwca 2002 r. w sprawie bezpieczeństwa i higieny pracy, prowadzenia ruchu oraz specjalistycznego zabezpieczenia przeciwpożarowego w podziemnych zakładach górniczych. (Dz.U.02.139.1169) a w szczególności regulacje prawne działu - IV przewietrzanie i klimatyzacja:

§ 223.

1. Wyrobiska, które nie są przewietrzane prądami powietrza wytwarzanymi przez wentylator       główny, przewietrza się za pomocą lutniociągów.

2.   Lutniociągi powinny być wykonywane z lutni metalowych lub trudno palnych       antyelektrostatycznych lutni z tworzyw sztucznych.

§ 225.

1.   Przewietrzanie lutniociągiem może być ssące, tłoczące lub kombinowane.

2.   Odległość lutniociągu od czoła przodka nie może być większa niż:

1)   w polach niemetanowych i niezagrożonych wyrzutami gazów i skał − 10 m,

2)   w polach metanowych lub zagrożonych wyrzutami gazów i skał:

a) przy wentylacji ssącej − 6 m,

b) przy wentylacji tłoczącej lub kombinowanej − 8 m.

3.  W uzasadnionych przypadkach, stosując wentylacje tłocząca, odległość określona w ust. 2 pkt 1      może być zwiększona do 15 m, za zgoda kierownika ruchu zakładu górniczego.

4.  W wyrobiskach drążonych kombajnami:

1) odległość lutniociągu ssącego od czoła przodka przy wentylacji ssącej nie powinna być      większa niż 3 m,

2) odległość lutniociągu tłoczącego od czoła przodka przy wentylacji tłoczącej nie powinna      być większa niż:

a) w polach niemetanowych − 10 m,

b) w polach metanowych − 8 m,

3) przy wentylacji kombinowanej odległość lutniociągu ssącego od czoła przodka nie       powinna być większa niż 6m, a odległość lutniociągu tłoczącego − większa niż 12 m.

§ 227.

1. Lutniociąg wyprowadza się do przepływającego prądu powietrza na odległość co najmniej 8 m

    w takim kierunku, aby nie występowała recyrkulacja powietrza.

2. Przepis ust. 1 nie dotyczy lutniociągów pomocniczych stosowanych:

1) przy wentylacji kombinowanej,

2) dla usuwania nagromadzeń metanu,

3) dla poprawy warunków klimatycznych.

3. W wyrobisku, z którego pobierane jest powietrze do przewietrzania wyrobiska z użyciem     lutniociągu, powinna płynąć ilość powietrza uniemożliwiająca występowanie jego recyrkulacji,     natomiast na odcinku lutniociągu w prądzie przepływającym powinna być utrzymana wymagana     prędkość powietrza.

4. Przy wentylacji kombinowanej ilość powietrza doprowadzana lutniociągiem zasadniczym     powinna być większa od ilości pobieranej przez lutniociąg pomocniczy.

§ 228.

1. Prędkość prądu powietrza w wyrobisku przewietrzanym z użyciem lutniociągu powinna wynosić     co najmniej w polach:

1) niemetanowych i I kategorii zagrożenia metanowego − 0,15 m/s,

2) III, IV kategorii zagrożenia metanowego − 0,30 m/s.

2. W drążonym wyrobisku o przekroju poprzecznym w wyłomie ponad 20 m2 przewietrzany z      użyciem lutniociągu prędkość powietrza może być mniejsza niż określona w ust. 1, jeżeli      zapewnione jest utrzymanie dopuszczalnych zawartości gazów oraz właściwych warunków      klimatycznych.

§ 234.

Wentylatory lutniowe w polach metanowych powinny pracować bez przerwy; w przypadku przerwy awaryjnej w pracy wentylatora roboty wstrzymuje się, wycofuje ludzi, a wejście do wyrobiska zagradza.

---