URZĄDZENIA WENTYLACYJNE

Urządzenia wentylacyjne w kopalniach obejmują wentylatory głównego przewietrzania zains­talowane na stacjach jedno- i wielowentylatorowych oraz urządzenia pomocnicze instalowane na dole kopalni i na jej powierzchni. Wentylatory główne wywołują ustabilizowany przepływ powietrza przez kopalnię, natomiast urządzenia wentylacyjne pomocnicze służą głównie do rozprowadzenia żądanych ilości powietrza przez wyrobiska górnicze.

Urządzenia wentylacyjne pomocnicze ze względu na przeznaczenie dzieli się na:

a) urządzenia uniemożliwiające lub utrudniające przepływ powietrza w wyrobiskach gór­niczych: tamy wentylacyjne, zamknięcia zrębów szybów wentylacyjnych, włazy do kanałów wentylacyjnych,

b) urządzenia ułatwiające przepływ powietrza w wyrobiskach górniczych: kanały wentyla­cyjne i dyfuzory, urządzenia do rewersji wentylacji kopalni, mosty wentylacyjne, wentylatory pomocnicze i swobodne oraz urządzenia do wentylacji miejscowej (wentylatory lutniowe i lutniociągi).

Do urządzeń wentylacyjnych zalicza się też często nagrzewnice powietrza zlokalizowane na zrębach szybów wdechowych.

W rozdziale tym przedstawione zostaną pomocnicze urządzenia wentylacyjne. Wentylatory głównego przewietrzania i urządzenia do wentylacji miejscowej (lokalnej) stanowią bowiem temat osobnych rozdziałów.

I. Tamy wentylacyjne

Tamami wentylacyjnymi nazywamy przegrody zbudowane w poprzek wyrobisk górniczych przeznaczone bądź to do oddzielenia prądów powietrza, bądź do odizolowania wyrobisk wentylacyjnie czynnych od wyrobisk wentylacyjnie nieczynnych (np. zrobów), bądź też do regulacji rozpływu powietrza w bocznicach kopalnianej sieci wentylacyjnej.

Jeśli zachodzi konieczność podłużnego przegrodzenia wyrobiska na dwa przedziały, to tego typu urządzenie wentylacyjne nazywamy przegrodą wentylacyjną. Przegrody wentylacyjne stosuje się jednak w praktyce górniczej stosunkowo rzadko.

Zasady projektowania i wykonywania tam wentylacyjnych stosowanych w kopalniach podziemnych podano w Polskiej Normie PN-65/G-60101. W normie tej dla poszczególnych typów tam wentylacyjnych określono rodzaje materiałów budowlanych, części składowe tamy, dobór otworu komunikacyjnego i drzwi oraz sposób wykonania tam.

Ze względu na przeznaczenie tamy wentylacyjne dzielą się na:

- tamy izolacyjne,

- tamy oddzielające,

- tamy regulacyjne.

Ze względu na konstrukcję rozróżnia się:

- tamy głuche (pełne),

- tamy z drzwiami,

- tamy przesuwne.

Z uwagi na materiał zastosowany do budowy tam rozróżnia się:

- tamy drewniane (kloce, deski, kopalniaki),

- tamy murowe (z cegły, betonitów, betonu),

- tamy stalowe,

- tamy gipsowe i z korków podsadzkowych,

- tamy płócienne.

Tamy wentylacyjne należy budować w zwięzłym i nie spękanym górotworze. W spągu, stropie i ociosach w wybranym miejscu dla tamy należy wykonać wrąb do nienaruszonej calizny; wrąb ten powinno się wykonać bez użycia materiałów wybuchowych. Ścianę tamy należy wykonać w taki sposób, aby przylegała ona szczelnie do dna wrębów uprzednio wykonanych poza obudową wyrobiska.

W przypadku gdy zachodzi konieczność postawienia tamy w górotworze spękanym, konieczne jest uszczelnienie spągu, stropu i ociosów wyrobiska w sąsiedztwie tamy, np. przez wtłoczenie w szczeliny górotworu mleczka cementowego lub wapiennego.

6.1.1. Tamy izolacyjne

Tamy izolacyjne służą do odizolowania wyrobisk wentylacyjnie nieczynnych (np. zrobów lub czasowo zatrzymanych robót górniczych) od wyrobisk wentylacyjnie czynnych.

Dla uniknięcia powstania pożarów endogenicznych w zrobach otamowanych tamami izolacyjnymi oraz dla uniknięcia wypływu gazów z tych zrobów, tamy izolacyjne powinny być praktycznie szczelne. Dlatego też tamy te wykonuje się zawsze jako tamy pełne.

Dla umożliwienia pobrania próbek powietrza z otamowanego pola pożarowego oraz pomiaru temperatury i ciśnienia powietrza poza tamą izolacyjną, w tamie tej powinna być zabudowana co najmniej jedna rurka metalowa z odpowiednim zaworem.

W przypadku, gdy tama izolacyjna jest potrzebna na krótki okres czasu oraz gdy w miejscu zabudowania tamy ciśnienie górotworu jest małe, wówczas wystarczy zbudować tamę desko­wą. Deski o nie obrzynanych bokach łączy się na zakładkę (rys.I.59), przybijając je z góry na dół do specjalnie w tym celu postawionych dwóch lub więcej stojaków, oddalonych od siebie od 0,8 do 1,2 m. Przybite deski uszczelnia się (rapuje) gliną i bieli gęstym mlekiem wapiennym.

Jeżeli przewidywany czas trwania tamy izolacyjnej jest krótki a ciśnienie górotworu jest tak duże, że nie pozwala na stosowanie tam deskowych, to buduje się tamę ze stojaków, zwaną tamą organową (rys.I.60). Po wykonaniu odpowiednio głębokiego wrębu stawia się w poprzek chodnika szereg stojaków jeden obok drugiego, przy czym szczeliny między tymi stojakami uszczelnia się klinami z drewna i zalepia gliną (rapuje). Po postawieniu tamy organowej bieli się ją mlekiem wapiennym.

*

*

*

*

**

Wskazane jest, aby deski i kloce, z których buduje się jakiekolwiek tamy, były impregnowane antypirogenem, mającym zarazem własności grzybobójcze.

*

*

*

**

*

*

Tamami regulacyjnymi nazywa się dławiące tamy wentylacyjne z oknem regulacyjnym, którego pole można zmieniać za pomocą przesuwnej lub obrotowej zasuwy regulacyjnej.

Tamy takie przeznaczone są do regulacji rozpływu powietrza w kopalnianych sieciach wentylacyjnych.

Tamy regulacyjne buduje się zazwyczaj jako tamy pojedyncze z drzwiami (rys.I.71), a rzadziej jako tamy bez drzwi (rys.I.72).

Tamy regulacyjne wykonuje się zazwyczaj jako tamy deskowe. W przypadku gdy tamy regulacyjne są zarazem tamami bezpieczeństwa, buduje się je z materiału niepalnego. W wyrobiskach z tamami regulacyjnymi, przez które odbywa się intensywny ruch załogi, urobku lub materiałów, należy wykonać co najmniej dwie tamy regulacyjne w układzie szeregowym, tworzące pewnego rodzaju kaskadę regulacyjną. Kaskadę taką wskazane jest także stosować w przypadku konieczności wykonania tamy regulacyjnej w wyrobiskach wykonanych w pokładach skłonnych do samozapalenia oraz w wyrobiskach w spękanym górotworze.

Opór *

^*

^*

^*

^*

^*

^*

^*

^***

^*

^*

^*

^*

3) długość kanału powinna być mała przy czym ze względu na możliwość wybuchu metanu lub pyłu w kopalni nie zaleca się umieszczać wentylatora bliżej niż 7,5 m od szybu wentylacyjnego,

4) kształt przekroju kanału powinien być kołowy lub zbliżony do kołowego,

5) oś kanału i oś wentylatora promieniowego jednostronnie ssącego lub osiowego powinny znajdować się w jednej płaszczyźnie, a w przypadku wentylatora promieniowego dwustronnie ssącego - osie te powinny być prostopadłe względem siebie.

Opory kanałów w przekrojach poprzecznych większych od 10 m^{2 wynoszą od 0,005 do 0,02 kg/m7, a o przekrojach poprzecznych mniejszych od 10 m2 wynoszą od 0,02 do 0,1 kg/m7.}

^{Zaleca się, aby dysypacja energii w kanałach nie przekraczała 100 do 200 J/m3.}

^{Przykłady rozwiązań stacji wentylatorowych jedno-, dwu- i trójwentylatorowej przedstawiono na rys. 17.18, 17.19 i 17.20.}

^*

D1a uniknięcia ucieczek powietrza mosty wentylacyjne powinno się wykonywać bez drzwi. Gdy drzwi w moście wentylacyjnym są konieczne ze względów ruchowych lub dla stworzenia możliwości ucieczki załogi wtedy powinno się budować z jednej strony mostu śluzę, złożoną z dwóch tam z drzwiami samoczynnie zamykającymi się w przeciwne strony.

W przypadku długiego czasu istnienia mostu wentylacyjnego, jak również w razie gdy przez most przepływa więcej niż 20 m^{3/s powietrza zaleca się wykonanie mostu wentylacyjnego w postaci chodnika objazdowego w górotworze nie spękanym. Most taki może być wykonany zarówno bez drzwi (rys. I.79a), jak i z drzwiami (rys.I.79b).}

^*

^**

^*

^**

^*

^*

^*

^*

^*

^*

^*

^*

^*

^*

Charakterystyki wentylatorów swobodnych

Dla wyprowadzenia równania charakterystyki wentylatora swobodnego wychodzi się z zasady zachowania energii, przy czym przyjmuje się model strumienia swobodnego przedstawiony schematycznie na rys. 7.2.

1

28

---