Die ontwerp van ondergrondse mynventilasie bepaal hoe lug deur skagte, opritte, gange, ontginningsgebiede, ontwikkelingsfronte en retourlugweë beweeg, versprei en beheer word. Die stelsel moet vars lug voorsien, besoedelende stowwe en hitte na die aangewese retourlugweë afvoer, die verwydering van skietdampe en lugtoetsing vóór herbetreding ondersteun, en doeltreffend bly werk namate die mynuitleg verander.
Ventilasie moet eers as ’n netwerkvraagstuk en daarna as ’n toerustingvraagstuk benader word. Die netwerk bepaal waarheen die lug moet beweeg, hoeveel elke ventilasiedistrik benodig en watter weerstand oorkom moet word. Waaiers lewer die nodige druk, maar ’n groter waaier alleen herstel nie ’n swak lugweguitleg, oormatige lekkasie, ongebalanseerde takke of lugkortsluiting tussen intreklug- en retourlugroetes nie.
Omvang van hierdie gids: Hierdie blad handel oor die beplanning van ondergrondse ventilasiestelsels, ventilasiekringe, weerstand, besoedelingsbeheer, monitering en bedryfstrategie. Vir waaierkategorieë, prestasiekurwes, vergelyking van waaiermodelle, installasierangskikkings en toerustingkeuse, raadpleeg ons gids oor mynventilasiewaaiers. Bepaal eers ’n voorlopige stelselwerkpunt en bedryfsreeks; vergelyk daarna waaieropsies en bevestig die netwerkveronderstellings teen die gekose toerusting en installasie.
Ingenieursopsomming
-
Lugbehoefte. Bepaal die vereiste lugdebiet by elke aktiewe werksplek en vir elke realistiese bedryfstoestand, nie bloot die totale lugdebiet by die waaier nie.
-
Lugroete. Bevestig ’n beheerde roete vanaf die intreklugkant, deur die werksgebied en tot by die aangewese retourlugroete, sonder lugkortsluiting of hersirkulasie.
-
Grondslag vir die werkpunt. Meld die lugdebiet, drukdefinisie, meetplekke, lugdigtheidsgrondslag en die minimum, normale en maksimum bedryfsreeks.
-
Verifikasie. Kalibreer die netwerkmodel met ondergrondse metings en bepaal alarmvlakke, optrede by onklaarraking en prosedures vir veranderingsbeheer.
Skrywer: BOFENG FAN se tegniese span
Uitgewer: Shandong Bofeng Fan Co., Ltd.
Wat is ondergrondse mynventilasie?
Ondergrondse mynventilasie is die beheerde sirkulasie van lug deur ’n ondergrondse mynbedryf om aanvaarbare luggehalte, temperatuur en werksomstandighede te handhaaf. Vars intreklug word na bemande en aktiewe gebiede gelei. Lug wat besoedelende stowwe, oortollige hitte of vog bevat, word daarna deur aangewese retourlugweë uit die myn afgevoer.
Die stelsel sluit gewoonlik die volgende in:
-
oppervlakopeninge, skagte, mynportale, opritte, opwaartse ventilasieverbindings en ondergrondse lugweë;
-
intreklug- en retourlugkringe;
-
lugverdelingsvertakkings wat produksie- en ontwikkelingsgebiede bedien;
-
ventilasieafskortings, deure, reguleerders, verseëlings, lugkruisings en ander ventilasiebeheermaatreëls;
-
ventilasiekanale vir blindgange en plaaslike werksgebiede;
-
hoofventilasietoerusting, aanjawaaiers waar toegelaat, en hulp- of plaaslike ventilasietoerusting; en
-
monitering van lugdebiet, druk, gasse, temperatuur, humiditeit en toerustingtoestand.
Hierdie onderdele moet as een stelsel beoordeel word. Metings by die oppervlak alleen toon nie hoeveel lug ’n afgeleë werksfront bereik nie: takweerstand, lekkasie, beheerinstellings en die toestand van plaaslike kanale bepaal die nuttige lugdebiet. In die Suid-Afrikaanse konteks moet die ventilasieplan, risikobeoordeling en toepaslike mynspesifieke praktykkodes daarom saam met monitering en die reaksie op onklaarraking toegepas word. [1] [6]

Figuur 1. Vereenvoudigde ondergrondse mynventilasiekring met uitsuigventilasie: vars intreklug word deur die werkvlakke versprei en retourlug word by die oppervlak afgevoer. Die skets is ter illustrasie; werklike mynuitlegte verskil.
Hoe ’n ondergrondse ventilasiekring werk
Lug beweeg deur ’n myn wanneer daar ’n drukverskil tussen die intreklug- en retourlugkant van die netwerk bestaan. Dié drukverskil moet die weerstand in skagte, opritte, gange, opwaartse ventilasieverbindings, ventilasiekanale, draaie, aansluitings, ventilasiebeheerstrukture en oppervlakverbindings kan oorkom.
’n Vereenvoudigde kring bestaan uit vyf stappe:
1. Lug kom die myn binne. Vars lug word deur ’n skag, mynportaal, aflopende toegangstonnel of ander aangewese intreklugopening ingetrek of ingeblaas.
2. Die hooflugstroom word verdeel. Die totale lugdebiet word volgens ventilasiebehoefte tussen werkvlakke, ontginningsgebiede, werkswinkels, loopweë, pompstasies en ander gebiede verdeel.
3. Lug bereik die aktiewe werksplekke. Gebiede wat deel van ’n volledige intreklug-tot-retourlugkring vorm, word deur die hoofnetwerk geventileer. Blindgange en ontwikkelingsfronte benodig gewoonlik hulpwaaiers en ventilasiekanale.
4. Besoedelde lug gaan die retourlugstelsel binne. Lug behoort vanaf skoner gebiede na besoedelingsbronne te beweeg en dan die retourlugweë binne te gaan. Waar dit vermy kan word, behoort dit nie eers deur ’n ander bemande werksplek te vloei nie.
5. Retourlug verlaat die myn. Die retourlugkring voer die lug na ’n uitlaatskag, opwaartse ventilasieverbinding, mynportaal of oppervlakwaaierstasie.
Die werklike netwerk is selde ’n enkele reguit roete. Dit bestaan uit vertakkings in serie en parallel. Deure kan oopgaan, reguleerders kan verstel word, nuwe gange kan aansluit, ou gebiede kan verseël word en lekkasieroetes kan verander. Ondergrondse ventilasie is dus ’n deurlopende bedryfsproses, nie ’n eenmalige installasie nie.
Hoe hoofventilasie, distrikverspreiding, hulpventilasie en aanjawaaiers saamwerk
’n Ondergrondse ventilasienetwerk kombineer lugbeweging deur die hele myn, verdeling na ventilasiedistrikte en plaaslike ventilasie by blindgange. Waar dit toegelaat word, voeg aanjawaaiers (booster fans) druk in bepaalde kringe by. Monitering en beheer verbind hierdie onderdele deur te bevestig dat gemete toestande met die ventilasieplan ooreenstem.
Hoof- of primêre ventilasie
Hoof- of primêre ventilasie beweeg lug tussen die myn se belangrikste intreklugopeninge en retourlugroetes. Die nodige kapasiteit hang af van myndiepte, ontginningsmetode, lugwegafmetings, toerustingvloot, besoedelings- en hitteladings, asook toekomstige ontwikkeling. Oppervlakverbindings, skagte, hooflugweë, lekkasiebeheer en retourlugroetes beïnvloed almal die werkpunt. Daarom moet die keuse van ’n hoofmynwaaier op netwerkanalise berus. [5] [11]
Lugverspreiding na ventilasiedistrikte en takke
Distrikverspreiding verdeel die hooflugstroom tussen produksie- en dienstakke. Reguleerders herverdeel lug deur weerstand by te voeg, maar oormatige smoring gebruik beskikbare druk en kan die lugdebiet elders verminder. Waar uitvoerbaar, kan verbetering van ’n lugweg, herstel van lekkasies, ’n meer direkte retourlugroete of ’n bykomende parallelle lugweg ’n beter langtermynoplossing bied.
Hulp- of sekondêre ventilasie
Blindgange benodig gewoonlik hulp- of sekondêre ventilasie deur kanaalwerk omdat hulle nie ’n volledige deurvloeikring vorm nie. Die stelsel moet genoeg vars lug uit die primêre kring ontvang, die vereiste lugdebiet by die ontwikkelingsfront lewer of onttrek, en besoedelde lug sonder hersirkulasie afvoer. Inblaas-, uitsuig- en gekombineerde rangskikkings word verderaan bespreek. Raadpleeg die gids oor mynventilasiewaaiers vir die toerustingvergelyking tussen hierdie rangskikkings.
Aanjawaaiers (booster fans) en hul invloed op die netwerk
Waar die toepaslike vereistes en die myn se goedgekeurde ventilasieplan dit toelaat, verhoog ’n aanjawaaier die beskikbare druk in ’n bepaalde ondergrondse kring en verander dit die drukverdeling in gekoppelde takke. Die aanjawaaier moet saam met hoofwaaiers, hersirkulasierisiko, omleidings, optrede by onklaarraking, beheer en monitering beoordeel word—nie as ’n losstaande toerustingvervanging nie.
Hoe lugdebiet- en drukvereistes bepaal word
’n Nuttige ventilasiebeoordeling onderskei tussen twee vrae:
1. Hoeveel lug word by elke werksplek en in elke bedryfscenario benodig?
2. Hoeveel druk is nodig om daardie lug deur die gekose roetes te beweeg?
Die gevare en aktiwiteite wat beheer moet word, bepaal die lugbehoefte. Afhangend van die myn sluit dit personeel, dieseltoerusting, gasvrystelling, skietdampe, stof, hitte, humiditeit, batterylaaigebiede, werkswinkels en prosesvrystellings in. Toepaslike regulasies en die myn se ventilasieplan kan ook minimum lugdebiete of lugsnelhede bepaal. Die maatgewende vereiste moet vir elke gebied en vir realistiese kombinasies van gelyktydige aktiwiteite bereken word, nie bloot uit die totale waaierlugdebiet afgelei word nie.
Hierdie basiese mynventilasieberekeninge help om lugdebiet- en drukdata te orden. Hulle vervang nie ’n gekalibreerde netwerkmodel, terreinspesifieke risikokriteria of die myn se goedgekeurde ventilasieplan nie.
Lugdebiet en lugsnelheid
Vir ’n bepaalde lugweg se dwarsdoorsnee geld die volgende basiese verband:
Q = A × v
-
Q = volumetriese lugdebiet, gewoonlik in m³/s
-
A = effektiewe dwarsdoorsnee-oppervlakte van die lugweg in m²
-
v = gemiddelde lugsnelheid in m/s
Hierdie eenvoudige verband is belangrik tydens ventilasieopnames. ’n Snelheidslesing sonder ’n betroubare dwarsdoorsnee-oppervlakte lewer nie ’n akkurate lugdebiet nie. ’n Enkelpuntlesing verteenwoordig ook nie noodwendig die gemiddelde oor ’n onreëlmatige dwarsdoorsnee nie. Meetprosedures moet die metode, meetstasie, dwarsdoorsnee-afmetings, instrumenttoestand en enige vereiste korreksiefaktore vaslê.
Lugbalans by vertakkings en aansluitings
Vir takke wat by ongeveer dieselfde plaaslike lugdigtheid beoordeel word, vereis volumetriese kontinuïteit dat die invloei by ’n aansluiting ongeveer aan die uitvloei gelyk is, met inagneming van geïdentifiseerde lekkasie en meetonsekerheid:
ΣQ_in ≈ ΣQ_out
Waar die lugdigtheid tussen meetplekke beduidend verskil, moet massavloei vergelyk word of volumetriese lugdebiete eers na dieselfde verwysingstoestand herlei word voordat die balans opgestel word. In die formule dui in op invloei en out op uitvloei.
Lugbalanse is nuttig by ingange na vlakke, distrikvertakkings, retouraansluitings en hulpwaaierposisies. ’n Groot, onverklaarde verskil kan op lekkasie, ’n ongeregistreerde verbinding, ’n ongeskikte meetstasie of lesings uit verskillende netwerktoestande dui.
Netwerkweerstand en drukverlies
Vir ’n vereenvoudigde mynlugwegtak word drukverlies gewoonlik soos volg uitgedruk:
ΔP = R × Q²
-
ΔP = drukverlies oor die tak, gewoonlik in Pa
-
R = ekwivalente takweerstand, byvoorbeeld in Pa/(m³/s)² of N·s²/m⁸
-
Q = lugdebiet deur die tak, gewoonlik in m³/s
Hierdie vereenvoudigde kwadraatwet word gewoonlik op turbulente mynlugvloei toegepas vir ’n bepaalde lugwegtoestand en lugdigtheidsgrondslag. Die weerstand moet hersien word wanneer geometrie, ruheid, obstruksies, beheerinstellings of die lugdigtheidsgrondslag verander.
In mynventilasie staan die ekwivalente waarde in dié verband as lugwegweerstand of Atkinson-weerstand bekend. Die numeriese waarde moet saam met die eenheidstelsel en die gebruikte lugdigtheidskonvensie vertolk word. In hierdie gids is die lugdigtheid by die vermelde toestand in R verreken. Sommige naslaanwerke skryf die digtheid afsonderlik in die drukverliesvergelyking; dié weerstandswaardes kan dus nie sonder omskakeling uitruilbaar gebruik word nie. [11]
Weerstand verteenwoordig die gesamentlike invloed van lugweglengte, omtrek, dwarsdoorsnee-oppervlakte, oppervlakruheid, obstruksies, draaie, aansluitings, beheerstrukture en ander verliese. Die dwarsdoorsnee-oppervlakte is veral belangrik: ’n vernoude of vervalle lugweg kan ’n groot drukverlies veroorsaak. [11]
Die kwadraatwet verduidelik ook waarom meer lug duur kan word. By onveranderde weerstand vereis ’n verdubbeling van die lugdebiet ongeveer vier maal die drukverlies. Die ideale lugdrywing, bereken as lugdebiet maal druk, word dan ongeveer agt keer groter voordat waaier- en motordoeltreffendheid verreken word. Daarom kan die verwydering van ’n knelpunt of die toevoeging van ’n geskikte parallelle lugweg doeltreffender wees as om die waaierdruk voortdurend te verhoog.
Drukdefinisie, lugdebietgrondslag en lugdigtheid
Projekdata moet aandui of ’n drukwaarde statiese druk, totale druk of ’n drukverskil is, en waar dit gemeet is. Vir ’n differensiële lesing moet albei meetplekke en die drukgroothede wat vergelyk word, aangedui word. ’n Drukverskil oor ’n waaier kan nie direk met ’n tak se drukverlies vergelyk word as die definisies, meetplekke en lugdigtheidsgrondslag nie versoenbaar is nie.
Lugdebiete moet ook aandui of dit werklike volumetriese vloei by plaaslike ondergrondse toestande of vloei herlei na ’n verwysingstoestand verteenwoordig. Waaierdrukstyging en lugdrywing by ’n gegewe spoed is van lugdigtheid afhanklik. Hoogte bo seevlak, temperatuur, humiditeit en barometriese druk moet dus in ag geneem word wanneer terreinmetings met waaierkurwes of aanvaardingsdata vergelyk word. ’n Suid-Afrikaanse studie oor ondergrondse waaiervervanging het juis die verskil tussen ondergrondse lugdigtheid en toetskanaaltoestande verreken. [11] [12]
Moenie hierdie projekwaardes met mekaar verwar nie
-
waaierlugdebiet en die lugdebiet wat werklik by ’n inblaaskanaal se uitlaat gelewer of by ’n uitsuigkanaal se inlaat opgevang word;
-
statiese druk, totale druk en differensiële lesings sonder duidelike meetplekke;
-
werklike volumetriese lugdebiet en lugdebiet by ’n standaard- of ander verwysingstoestand; of
-
modelwaardes en metings wat onder ’n ander netwerkrangskikking verkry is.
Lugweë in serie en parallel
Lugweë in serie voer, by vergelykbare digtheid en sonder tussenliggende lekkasie, dieselfde lugstroom agtereenvolgens. Hul weerstandswaardes word bymekaargetel:
R_total = R_1 + R_2 + R_3 +...
Parallelle lugweë verdeel die lugdebiet tussen twee of meer roetes. Vir takke tussen dieselfde aansluitings, sonder afsonderlike drukbronne in die takke en met weerstand volgens die kwadraatwet, geld:
1 / sqrt(R_total) = 1 / sqrt(R_1) + 1 / sqrt(R_2) + 1 / sqrt(R_3) +...
Hier dui sqrt(R) die vierkantswortel van weerstand aan, en R_total die gesamentlike weerstand.
Twee identiese parallelle lugweë kan die gesamentlike weerstand tot ’n kwart van een lugweg se weerstand verlaag, mits albei roetes beskikbaar bly en korrek verbind is. Behoorlik beplande parallelle intreklug- of retourlugweë kan dus die vereiste druk verminder en bedryfsbuigsaamheid verbeter. Die voordeel neem af as een roete vernou, versper raak, swak onderhou word of besoedelde lug na ’n ander aktiewe werksgebied lei. [11]
Luglekkasie en plaaslike drukverliese
Nie al die lug wat die hoofstelsel beweeg, bereik die beoogde werksplek nie. Lug kan deur beskadigde deure, afskortings, verseëlings, kanaalvoege, swak aansluitings en onbedoelde openinge ontsnap. Bykomende drukverliese ontstaan by reguleerders, skielike deursneeveranderings, draaie, aansluitings, skerms, geluidsdempers, oorgangstukke en ander plaaslike beperkings.
’n Nuttige stelselbeoordeling onderskei daarom tussen:
-
lug wat die myn binnekom;
-
lug wat elke werksgebied bereik;
-
lug wat elke aktiewe werksplek bereik;
-
lug wat by ’n inblaaskanaal se uitlaat gelewer of by ’n uitsuigkanaal se inlaat opgevang word; en
-
lug wat deur die beoogde retourkring terugvloei.
Nadat ’n voorlopige stelselwerkpunt, bedryfsreeks en installasietoestande vasgestel is, kan waaiertipe, model, kurwe, motor en beheermetode op die blad oor die keuse van mynventilasiewaaiers vergelyk word. Die netwerkveronderstellings moet daarna teen die gekose toerusting en werklike installasie bevestig en, waar nodig, verfyn word.
Ontwerp van intreklug-, werksgebied- en retourlugroetes
Lei lug vanaf skoner gebiede na besoedelingsbronne
Waar die mynuitleg dit toelaat, behoort vars lug eers deur bemande en skoner gebiede te beweeg voordat dit plekke bereik waar gas, stof, dieselvrystellings, skietdampe of hitte ontstaan. Besoedelde lug behoort daarna die retourlugstelsel binne te gaan sonder om in ’n ander werksplek hergebruik te word. Hierdie beginsel—van skoner na meer besoedelde gebiede—beperk sekondêre blootstelling en maak afwykende toestande makliker om te identifiseer.
Waar ventilasie in serie toegelaat word en in die goedgekeurde ventilasieplan opgeneem is, moet die uitwerking van besoedelende stowwe, hitte, rook en noodtoestande op gebiede verder stroomaf uitdruklik beoordeel word. Die volgende werksgebied ontvang lug wat reeds besoedeling of hitte kan bevat; ’n brand of vrystelling stroomop kan dus ook die daaropvolgende kring beïnvloed.
Voorkom lugkortsluiting en hersirkulasie
’n Lugkortsluiting ontstaan wanneer lug ’n onbedoelde laeweerstandroete vanaf die intreklugkant na die retourlugkant volg sonder om die beoogde werksgebied te ventileer. Hersirkulasie ontstaan wanneer besoedelde retourlug weer in ’n intreklugroete of hulpwaaier ingetrek word. Albei kan misleidende waaierlesings oplewer: die toerusting beweeg moontlik baie lug, maar die werksfront ontvang steeds te min vars lug.
Algemene oorsake sluit in:
-
’n oop of beskadigde ventilasiedeur;
-
lekkasie rondom ’n afskorting of verseëling;
-
’n hulpwaaier wat geplaas is waar onvoldoende vars lug beskikbaar is;
-
onvoldoende skeiding tussen die plaaslike uitlaat en die waaierinlaat;
-
’n verkeerd ingestelde reguleerder;
-
’n nuwe verbinding tussen intreklug- en retourlugweë; of
-
veranderings aan waaierbedryf wat die drukverhouding tussen takke verander.
Gebruik ventilasiebeheerstrukture volgens ’n vasgestelde plan
Afskortings, deure, reguleerders, ventilasiekruisings bo of onder ander lugweë, verseëlings en afsluitmure rig en skei lugstrome. Hul toestand is net so belangrik soos die oorspronklike ontwerp. ’n Beskadigde afskorting of ’n deur wat oop bly, kan die lugverdeling ver buite die onmiddellike omgewing verander. Beheerstrukture moet geïnspekteer, op die ventilasieplan aangedui en by veranderingsbestuur ingesluit word.
Reguleerders verg besondere aandag. Hulle herverdeel lug deur weerstand in ’n tak by te voeg, maar skep nie vanself meer totale lugdebiet nie. Die sluiting van ’n reguleerder kan die lugdebiet in een gebied verhoog terwyl drukverlies toeneem of lugdebiet elders afneem. Beduidende verstellings moet daarom teen die hele netwerk beoordeel en met metings bevestig word.
Beplan vir die myn se toekomstige uitleg
Die ventilasienetwerk verander namate ontwikkelingsfronte vorder, ontginningsruimtes oopgemaak of afgesluit word, vervoerroetes verskuif en retourverbindings verleng word. ’n Rangskikking wat in die huidige produksiefase voldoende is, kan ontoereikend raak wanneer ’n volgende vlak aansluit of ’n kanaal langer word.
Ventilasiebeplanning behoort minstens die volgende te oorweeg:
-
die huidige bedryfsuitleg;
-
die volgende ontwikkelings- en ontginningsfases;
-
die langste verwagte intreklug- en retourlugroetes;
-
toekomstige ontplooiing van diesel- of elektriese toerusting;
-
waarskynlike hitte- en watertoestande op groter diepte;
-
beplande afsluitings, verseëlings of veranderings aan lugweë; en
-
scenario’s vir normale bedryf, verminderde produksie, skietwerk, instandhouding en noodgevalle.
Hulpventilasie by ontwikkelingsfronte
Hulpventilasie moet herbeoordeel word namate ’n ontwikkelingsfront vorder. Langer kanale verhoog die weerstand en voeg meer verbindings by waar lekkasie kan ontstaan. Drukverlies en lekkasie beïnvloed die werkverrigting egter op verskillende maniere.
Wrywing en obstruksies verhoog die druk wat vir ’n bepaalde lugdebiet nodig is. By ’n gegewe waaierspoed en lemhoek kan hulle die bedryfslugdebiet verander waar die waaier- en stelselkurwes mekaar sny. Wrywing verwyder nie vanself lug uit ’n digte kanaal nie. Sonder lekkasie bly massavloei langs die kanaal behoue, hoewel volumetriese lesings kan verskil wanneer die lugdigtheid verander. [10] [11] [12]
Lekkasie verander die verhouding tussen waaierlugdebiet en die lug wat by die front gelewer of opgevang word. ’n Inblaaskanaal kan lug verloor voordat dit die uitlaat bereik. ’n Uitsuigkanaal kan ganglug deur lekkasies intrek, sodat die waaier meer lug hanteer as wat by die front opgevang word. Hersirkulasie is ’n afsonderlike probleem: die vars lugtoevoer kan afneem selfs wanneer die totale waaierlugdebiet hoog bly. [10] [11]
’n Beoordeling op stelselvlak moet die volgende nagaan:
-
die vars lugdebiet wat by die hulpwaaier se posisie beskikbaar is;
-
die waaier se ligging teenoor die intreklug- en retourlugroetes;
-
kanaaldeursnee, lengte, materiaal, verbindings, draaie en beskadiging;
-
die afstand tussen die kanaaluitlaat of uitsuiginlaat en die ontwikkelingsfront;
-
die werklike lugdebiet by die inblaaskanaal se uitlaat of die uitsuigkanaal se inlaat, eerder as slegs die waaier se naamplaatwaarde;
-
die lugweg buite die kanaal wat die plaaslike intreklug-tot-retourlugkring voltooi;
-
toestande rakende stof, gas, hitte en skietdampe;
-
die invloed van toerustingbeweging en kanaalverlenging; en
-
vergrendelings, alarms en die reaksie op verlies van ventilasie.
Inblaasstelsels gebruik gewoonlik toevoerkanale onder positiewe druk. Uitsuigstelsels benodig kanale wat nie onder suigdruk inval nie. Gekombineerde stelsels kan beheer in sekere toepassings verbeter, maar vereis gekoördineerde lugdebiete en kanaalposisies. ’n Inblaasinstallasie kan nie bloot deur die motor se draairigting om te keer as ’n uitsuigstelsel gebruik word nie. Waaieraërodinamika, kanaalkonstruksie, inlaat- en uitlaatrangskikkings, beheer en die retourroete moet almal vir die bedoelde diens geskik wees.
Verdere besonderhede oor toerusting en kanaalwerkpunte verskyn op die blad oor plaaslike mynventilasiewaaiers.
Belangrikste uitdagings in ondergrondse mynventilasie
Gasse en skietdampe
Gasgevare hang van die myn en sy geologie af. Metaan is ’n kernrisiko in ondergrondse steenkoolmynbou, terwyl ander myne onder meer skietgasse, koolstofmonoksied, stikstofoksiede, swaelverbindings, radon of prosesgasse moet beheer. Die ventilasieplan moet waarskynlike bronne, verwagte vrystellingstempo’s, meetplekke, alarmvlakke, uitklaringsperiodes en herbetredingsprosedures identifiseer. Vlambare gas moet ook buite steenkoolmyne beoordeel word waar die geologie of bedryf daarop dui. [8] [13]
Die heraanskakeling van ’n waaier ná skietwerk bewys nie dat die werksplek veilig is nie. Die tyd wat nodig is om skietdampe te verwyder, hang af van hul hoeveelheid en ligging, beskikbare lugvloei, die afstand na die retour, stilstaande lugsones en die toestand van plaaslike kanale. Herbetreding moet aan die myn se goedgekeurde prosedures en lugtoetsvereistes voldoen.
Dieselpartikelmateriaal (DPM) en gasvrystellings
Dieseltoerusting stel dieselpartikelmateriaal (DPM; diesel particulate matter) en gasse soos koolstofmonoksied, koolstofdioksied, stikstofoksiede, swaelverbindings en koolwaterstowwe in ondergrondse steenkool-, metaal- en nie-metaalmyne vry. ’n Suid-Afrikaanse navorsingsraamwerk deur Badenhorst en medewerkers beklemtoon ’n geïntegreerde beheerprogram eerder as ventilasie alleen. [3]
’n Praktiese DPM-beheerstrategie kan die volgende kombineer:
-
voldoende lugvloei om vrystellings te verdun en af te voer;
-
enjins met laer vrystellings en brandstof van gepaste gehalte;
-
instandhouding en uitlaattoetsing;
-
dieseldeeltjiefilters of ander geskikte uitlaatbehandeling;
-
beheer van verkeer en onnodige luierloop;
-
toerustingskedulering en beperkings op die gelyktydige vloot per ventilasiedistrik; en
-
blootstellings- en omgewingsmonitering.
Meer lug kan die konsentrasie verlaag, maar kan ook energieverbruik verhoog en swak onderhoude toerusting se vrystellingsprobleem onopgelos laat. Ventilasie moet met bronbeheer saamwerk. Blootstellingsbeoordeling moet die toepaslike Suid-Afrikaanse regulasies en meetgrondslag volg; ’n navorsingsartikel se aangehaalde grenswaardes vervang nie latere regulasiewysigings nie. [2] [3]
Stofbeheer
Ventilasie help om luggedraagde stof te verdun en af te voer, maar vang dit nie outomaties by die bron op nie. Oormatige lugsnelheid kan in sommige uitlegte afgesette stof weer in suspensie bring. Snywerk, boorwerk, vergruising, laaiwerk, oordragpunte en spuitbetonwerk kan, benewens algemene ventilasie, watersproei, omsluiting, lugwassers, nat stofvangers of plaaslike afsuiging vereis.
Waar stofopvang of lugbehandeling nodig is, moet die afsuiglugdebiet, opvangkap se posisie, kanaalweerstand, water- of filterstelsel en finale uitlaatroete as ’n afsonderlike bronbeheerstelsel ontwerp word. Raadpleeg die gids oor mynstofonttrekkingstoerusting vir hierdie toerustingkategorie.
Hitte en humiditeit in diep myne
Hittelading kan uit die omliggende gesteente, outokompressie in afgaande intrekskagte, warm grondwater, dieselenjins, motors, elektriese toerusting, skietwerk en menslike aktiwiteit ontstaan. In Suid-Afrika se diepmyne moet ventilasie en verkoeling saam met die myn se beroepsgesondheidsprogram oor termiese stres beoordeel word. Die plaaslike riglyn vereis ’n gestruktureerde benadering tot risiko, blootstelling en beheer; ventilasie alleen is nie in alle hitte-omstandighede voldoende nie. [4] [11]
Meer lug is nie altyd die volledige antwoord nie. As die intreklug reeds warm en vogtig is, kan bykomende lug min ekstra verkoeling bied. Hoë lugsnelhede kan ook stof- of geriefsprobleme in loopweë veroorsaak. ’n Hittebestuurstudie moet moontlik die volgende ondersoek:
-
droëbol- en natboltemperatuur;
-
humiditeit en water wat in die intreklugroetes voorkom;
-
hitte uit gesteente en grondwater;
-
hitte uit toerusting en skietwerk;
-
lugweglengte en outokompressie;
-
plaaslike verkoeling of grootmaat-lugverkoeling; en
-
werk-rus-siklusse en hittestresprosedures.
Veranderende produksie en lugbehoefte
Die lugbehoefte verander wanneer toerusting en werknemers beweeg, produksie tussen vlakke verskuif, skietwerk plaasvind en ontwikkelingsfronte vorder. Vaste beheerinstellings kan te veel lug na onaktiewe gebiede stuur terwyl ’n aktiewe ontwikkelingsfront onvoldoende geventileer bly. Die vermindering van lugvloei sonder betroubare inligting kan egter ’n belangrike veiligheidsmarge wegneem.
Die stelsel moet daarom normale en afwykende bedryfstoestande, minimum toelaatbare lugdebiete, moniteringsvereistes en die bevoegdheid om beheerinstellings of waaierbedryf te verander, vaslê.
Energiegebruik en stelseldoeltreffendheid
Ventilasie is dikwels een van die groot deurlopende elektriese laste in ’n ondergrondse myn. Suid-Afrikaanse studies oor gekalibreerde ventilasiemodelle en veranderlikespoedaandrywings toon waarom die hele netwerk saam met die waaier se bedryfstoestand ondersoek moet word. Die energieaandeel en moontlike besparing moet uit die betrokke myn se metings bepaal word. Dit wissel met diepte, uitleg, klimaat, ontginningsmetode en toerusting; ’n persentasie uit ’n ander projek is nie ’n algemene ontwerpnorm nie. [5] [9]
Stelseldoeltreffendheid kan nie tot waaierdoeltreffendheid alleen beperk word nie. Energie kan vermors word deur:
-
intreklug- of retourlugroetes met hoë weerstand;
-
onnodige reguleerders en obstruksies;
-
lekkasie deur beheerstrukture of kanaalwerk;
-
swak rangskikkings by oppervlak-intreklug- of uitlaatopeninge;
-
lugtoevoer na onaktiewe ventilasiedistrikte;
-
verkeerde beheerinstellings; en
-
toerusting wat ver van die vereiste stelselwerkpunt bedryf word.
Ventilasiemonitering en -opnames
’n Ontwerp of rekenaarmodel bly ’n voorspelling totdat ondergrondse metings dit bevestig. Ventilasieopnames bepaal die werklike lugverspreiding en drukverhoudings in die myn. Monitering verskaf daarna deurlopende inligting oor kritieke toestande tussen opnames.
Wat moet gemeet word?
Lugsnelheid en die lugweg se dwarsdoorsnee-oppervlakte. Saam bepaal hierdie metings die lugdebiet deur ’n tak of werksplek. Hulle help om die lugverdeling te bevestig, ’n afname in lugdebiet op te spoor en die ventilasiemodel by te werk.
Drukmetings. Teken aan of die lesings statiese druk, totale druk of ’n verskil tussen twee omskrewe meetplekke verteenwoordig. Saam met lugdebietdata ondersteun konsekwente drukmetings kontroles van die waaierwerkpunt en ondersoeke na obstruksies, lekkasie of beheerwysigings.
Gas- en besoedelingskonsentrasie. Gebruik instrumente en monsternemingsmetodes wat by die geïdentifiseerde gevare pas. Die resultate ondersteun luggehaltebeoordeling, blootstellingsevaluering, alarms, toerustingbeheer en die myn se herbetredingsprosedures.
Temperatuur en humiditeit. Hierdie metings ondersteun die beoordeling van hittestres en verkoeling. Vergelyk hulle tussen werksgebiede en bedryfstoestande om die hittelading in diep myne, seisoenale variasie en verkoelingsprestasie te verstaan.
Waaierbedryfstoestand. Teken waaierstatus, spoed, drywing, vibrasie en laertemperatuur aan. Die data help om agteruitgang of onklaarraking van toerusting te identifiseer en dit met veranderinge in die ventilasienetwerk in verband te bring.
Deur-, reguleerder- en beheerposisies. Bevestig dat die werklike rangskikking met die ventilasieplan ooreenstem. ’n Veranderde instelling kan ’n onverwagte verskuiwing in lugdebiet in die tak verklaar, selfs wanneer niks aan die waaier verander het nie.
Suid-Afrika se riglyn vir gehalteversekering van beroepshigiëne- en ventilasie-ingenieursmetings plaas die klem op betroubare metings, instrumentbeheer en naspeurbare data. [6] Die nodige instrumente, meetplekke, alarmvlakke en meetfrekwensie moet volgens die myn se gevare, toepaslike regulasies en praktykkodes bepaal word. Die verantwoordelike beroepshigiëne- en ventilasiepersoneel moet dié vereistes op die terrein toepas; ’n meetinterval uit ’n ander land mag nie sonder beoordeling oorgeneem word nie. [2]
Meetgehalte maak saak
Algemene meetfoute sluit ongeskikte meetstasies, onakkurate lugwegafmetings, turbulensie naby draaie of deure, ongekalibreerde instrumente, te min meetpunte oor die deursnee en lesings onder ’n ongedokumenteerde netwerkrangskikking in. ’n Nuttige meetrekord toon die datum, ligging, deursnee, metode, instrument, bedryfstoestand en enige nabygeleë beheerstruktuur of obstruksie.
Vergelyk die model met die werklike myn
Wanneer gemete lugvloei van die model verskil, is hoër waaierdruk nie outomaties die regte antwoord nie. Die verskil kan op die volgende dui:
-
’n verkeerde lugwegweerstand;
-
’n deur of reguleerder in die verkeerde posisie;
-
lekkasie deur ’n afskorting of ou mynwerk;
-
’n vernoude of vervalle lugweg;
-
’n kanaallek of beskadigde verbinding;
-
’n nuwe aansluiting wat nie by die model gevoeg is nie; of
-
’n waaier of beheermaatreël wat anders werk as wat in die model aanvaar is.
Die model moet teen metings gekalibreer en ná beduidende veranderings aan die myn bygewerk word. [5]
Algemene waarskuwingstekens en eerste kontroles
Die onderstaande patrone is vertrekpunte vir ondersoek, nie finale diagnoses nie. Volg die myn se goedgekeurde prosedures en teken die netwerkrangskikking aan. Druk-vloeivergelykings vereis ook vergelykbare waaierinstellings, meetplekke en lugdigtheidstoestande. [5] [6] [11] [12]
Die ventilasie by die front verswak hoewel die waaier skynbaar normaal werk.
Kanaallekkasie, beskadigde voeë, ’n verlengde kanaal, invalling, obstruksies of ’n ongeskikte kanaalopening kan die gelewerde of opgevange lugdebiet beïnvloed. Hersirkulasie kan die vars lugtoevoer verminder, selfs wanneer die gemete waaierlugdebiet hoog bly.
Vergelyk die gemete waaierlugdebiet met die vloei by die inblaaskanaal se uitlaat of die uitsuigkanaal se inlaat onder dieselfde bedryfstoestande. Inspekteer die kanaal en kontroleer die plaaslike intreklug-tot-retourlugroete.
Die lugdebiet in ’n tak neem af sonder ’n beplande verandering aan die waaierbedryf.
’n Veranderde deur- of reguleerderposisie, beskadigde afskorting, nuwe verbinding of obstruksie kan druk en lugvloei herverdeel. Die oorsaak kan in ’n gekoppelde tak lê eerder as by die betrokke werksplek self.
Bevestig beheerposisies, inspekteer die roete en herhaal lugdebiet- en drukmetings. Vergelyk die werklike rangskikking met die huidige ventilasieplan.
Die waaierdruk styg terwyl die lugdebiet daal.
By onveranderde waaierinstellings en bedryf op ’n stabiele deel van die waaierkurwe kan dié patroon met toenemende stelselweerstand ooreenstem. Moontlike beperkings sluit ’n ingevoude kanaal, verstopte skerm, beskadigde oorgangstuk of verswakte lugweg in.
Bevestig die waaierinstellings, drukdefinisie en meetplekke. Vergelyk druklesings langs die roete en inspekteer komponente waar die verliese toegeneem het.
Die waaierlugdebiet styg onverwags terwyl die waaierdruk daal.
By vergelykbare waaierinstellings kan ’n geopende beheerstruktuur, groot lekkasieroete of lugkortsluiting tussen intreklug en retourlug die effektiewe stelselweerstand verminder sonder om nuttige lugvloei by die werksplek te verbeter.
Stel ’n lugbalans op en inspekteer deure, afskortings, verseëlings, reguleerders en nuwe aansluitings. Bevestig waarheen die bykomende lug werklik beweeg.
Gas-, temperatuur- of DPM-tendense versleg nadat produksie verskuif het.
Die ventilasiebehoefte kan verskuif het sonder ’n ooreenstemmende beheerwysiging. Toerustingskedulering, taklugvloei of die gehalte en ligging van metings kan ook verander het.
Bevestig aktiwiteite en toerustingposisies, kontroleer die toepaslike instrumente of monsternemingsresultate en meet die lugdebiet deur die betrokke ventilasiedistrik.
Modelwaardes en gemete lugvloei bly beduidend van mekaar verskil.
Moontlike verklarings sluit verkeerde geometrie of weerstand, ongeregistreerde beheerposisies of verbindings, lekkasie, ongeskikte meetstasies en metings uit verskillende bedryfstoestande in.
Herhaal die opname onder ’n gedokumenteerde rangskikking, bring die plan in ooreenstemming met die myn en herkalibreer die model voordat die waaierwerkpunt verander word.
Ventilasie op aanvraag en aanpasbare beheer
Ventilasie op aanvraag (VoD) pas die lugdebiet by werklike aktiwiteite en omgewingstoestande aan, eerder as om elke beheerbare deel van die stelsel voortdurend op een instelling te bedryf. Insette kan produksieskedules, voertuig- en personeelligging, gas- en temperatuurmetings, taklugdebiet, druk, deurposisies en toerustingstatus insluit.
VoD kan prakties in stappe soos die volgende ontwikkel:
1. Tydgebaseerde beheer: voorafbepaalde instellings vir skofte, skietwerk, instandhouding of onaktiewe tydperke.
2. Gebeurtenisgebaseerde beheer: lugvloei verander wanneer toerusting ’n ventilasiedistrik binnegaan of ’n produksieaktiwiteit begin.
3. Omgewingsterugvoer: beheer reageer op gemete gas, temperatuur, druk of lugvloei.
4. Netwerkgekoördineerde beheer: waaiers, reguleerders, deure en distriksinstellings word oor die myn heen gekoördineer.
’n Suid-Afrikaanse studie deur Nel en medewerkers uit 2019 het die haalbaarheid van veranderlikespoedaandrywings en VoD in tien Suid-Afrikaanse mynventilasienetwerke ondersoek. [9] Die ondersoek het energiemetings en modellering gebruik; die berekende moontlike besparings is nie ’n waarborg vir ’n ander myn nie. Die werklike voordeel hang van wisselende lugbehoefte, netwerkbeheerbaarheid, sensors, kommunikasie, ingebruikneming en bestaande bedryfspraktyk af.
VoD is nie toestemming om lugvloei te verminder bloot omdat ’n ventilasiedistrik onaktief lyk nie. ’n Betroubare stelsel vereis:
-
vasgestelde minimum lugdebiete en veiligheidsbeperkings;
-
bevestigde sensorposisies en gekalibreerde instrumente;
-
veilige terugvaltoestande by verlies van kommunikasie of sensors;
-
vergrendelings en prosedures vir alarmreaksie;
-
’n netwerkmodel of getoetste beheerlogika wat gekoppelde takke verreken;
-
goedgekeurde prosedures vir handbeheer en die oorname van outomatiese beheer; en
-
verifikasie dat die ondergrondse lugvloei werklik volgens die beheeropdrag verander.
Beplanning vir ventilasieonderbrekings en veranderingsbestuur
Ventilasie kan vinnig verander wanneer ’n waaier uitskop, krag uitval, brand ontstaan, ’n beheerstruktuur beskadig word, ’n reguleerder verstel word, ’n verbinding oopgemaak word of ’n hulpventilasiekanaal faal. Die gevolge kan verder strek as die gebied waar die verandering plaasgevind het.
’n Terreinspesifieke reaksieplan moet voorsiening maak vir:
-
stilstand van hoofwaaiers, aanjawaaiers en hulpwaaiers;
-
verlies van krag, beheer, sensors of kommunikasie;
-
alarms vir lae druk of onvoldoende lugvloei;
-
gas-, rook-, temperatuur- of ander besoedelingsalarms;
-
die terugtrekking van betrokke personeel en die isolering van toerusting;
-
beperkings op die heraanskakeling van toerusting;
-
inspeksie en lugtoetsing voordat personeel weer ingaan;
-
goedgekeurde tydelike ventilasiereëlings; en
-
rekordhouding, ondersoek en magtiging van die verandering.
Vir Suid-Afrikaanse projekte vorm die Wet op Gesondheid en Veiligheid in Myne, toepaslike regulasies en mynspesifieke praktykkodes die regs- en bestuurskonteks. Die 2025-riglyn oor veranderingsbestuur ondersteun ’n gestruktureerde beoordeling van veranderings; steenkoolmynrisiko’s soos vlambare gas en steenkoolstof moet ook teen die toepaslike riglyne beoordeel word. [1] [7] [8] Hierdie dokumente het verskillende toepassingsgebiede. Die betrokke myn moet die geldende vereistes, noodprosedures en verantwoordelikhede toepas, eerder as om ’n buitelandse voorbeeld onveranderd oor te neem.
’n Praktiese proses vir die beoordeling van ondergrondse ventilasie
1. Bepaal die mynfases en bedryfscenario’s. Oorweeg die huidige mynwerke, beplande ontwikkeling, produksiegebiede, toerustingskedules, skietsiklusse, instandhoudingstoestande en toekomstige uitbreiding.
2. Identifiseer gevare en lugvloeikriteria. Lys die bronne van gas, DPM, stof, skietdampe, hitte, humiditeit, brand en prosesvrystellings. Bevestig die toepaslike minimum lugdebiete, lugsnelhede, blootstellingsperke en terreinkriteria.
3. Karteer die ventilasienetwerk. Teken intreklug- en retourlugopeninge, takverbindings, beheerstrukture, hulpkringe, verseëlings, lekkasieroetes, waaierposisies en meetpunte aan.
4. Meet die bestaande stelsel. Voer lugvloei-, druk-, luggehalte- en temperatuuropnames onder bekende bedryfstoestande uit. Kontroleer, soos toepaslik, die lugdebiet wat by die inblaaskanaal se uitlaat gelewer of by die uitsuigkanaal se inlaat opgevang word.
5. Bou die netwerkmodel of werk dit by. Gebruik gemete druk en lugvloei om takweerstand te beraam en die model te kalibreer. Moenie slegs op ontwerptekeninge of veronderstelde oppervlakruheid staatmaak nie.
6. Toets alternatiewe scenario’s. Beoordeel lugwegverbeterings, lekkasieherstel, parallelle roetes, beheerwysigings, produksievolgorde, waaierinstellings en toekomstige ontwikkelingsfases.
7. Vergelyk toerusting nadat ’n voorlopige stelselwerkpunt bepaal is. Stel die lugdebiet, druk, bedryfsreeks, lugdigtheidsgrondslag, installasierangskikking, beheervereistes en beplande reaksie op onklaarraking vas. Vergelyk daarna waaieropsies en verfyn die netwerkmodel waar die gekose toerusting of installasie dit vereis.
8. Neem in gebruik en verifieer. Bevestig die geïnstalleerde werkverrigting met terreinmetings, alarmtoetse, beheerkontroles en, waar vereis, fabrieks- of terreinaanvaardingsdata. Meer inligting is beskikbaar op ons blad oor vervaardiging en gehaltebeheer van mynventilasiewaaiers. Die projek se ooreengekome toetsstandaard en aanvaardingskriteria bly bepalend.
9. Onderhou en hersien. Werk die plan en model ná beduidende netwerkveranderings by, vergelyk tendense, inspekteer beheerstrukture en kanale, en ondersoek onverklaarde afwykings.
Hoe ventilasieprioriteite tussen myntipes verskil
Ondergrondse steenkoolmyne. Metaan, steenkoolstof, selfverhittings- en ontbrandingsrisiko’s, en ontstekingsbeheer kan die ventilasieplan sterk beïnvloed. Die skeiding van lugstrome, monitering, toerustinggoedkeuring, waaierbedryf en voorkoming van hersirkulasie moet aan die vereistes vir die betrokke myn voldoen.
Ondergrondse metaalmyne. Dieselvrystellings, skietdampe, silika- of ertsstof en hitte op groot diepte is algemene prioriteite. Lang opritte en verspreide ontginningsgebiede maak netwerkweerstand, toerustingskedulering, plaaslike ventilasie by ontwikkelingsfronte en die ontwikkeling van toekomstige vlakke belangrike beplanningsfaktore.
Ondergrondse nie-metaalmyne. Dieselvrystellings, stof en skietdampe bly belangrik. By groot ontginningsruimtes of kamer-en-pilaaruitlegte moet die lug doelmatig tussen werksgebiede versprei word. Lugkortsluiting moet voorkom word, lugtoevoer moet by toerustinggebruik pas en lugdebiet in die tak moet bevestig word namate produksiesones verander.
Hierdie vergelyking is algemeen. Die geologie, ontginningsmetode, diepte, regsgebied en werklike risikobeoordeling bepaal die finale ventilasieplan. Ook ’n metaal- of nie-metaalmyn kan ’n vlambaregasrisiko hê; die myntipe alleen bewys nie dat die atmosfeer gasvry is nie.
Bron [8] behandel vlambare gas en steenkoolstof in Suid-Afrikaanse steenkoolmyne. Bron [13] behandel vlambaregasontploffings in myne anders as steenkoolmyne. Bronne [2] en [3] behandel beroepshigiëne en dieselblootstelling. Plaaslike navorsing oor hulpwaaiers en die algemene ingenieursbeginsels vir groot lugweë word in bronne [10] en [11] bespreek. Die toepaslike mynspesifieke vereistes moet telkens bevestig word.
Projekinligting vir die beoordeling van ’n ventilasiestelsel
Verskaf vir ’n nuttige voorlopige beoordeling soveel as moontlik van die volgende inligting:
-
die huidige en beplande mynuitleg, insluitend vlakke, skagte, portale, opritte, opwaartse ventilasieverbindings en hooflugweë;
-
intreklug- en retourlugposisies en die beoogde lugvloeirigtings;
-
lugwegafmetings, lengtes, toestand en belangrike beperkings;
-
minimum, normale en maksimum lugdebiet-drukscenario’s vir huidige en beplande bedryfstoestande;
-
gemete lugdebiet en druk by hoofmeetstasies en aktiewe werksplekke, met die meetplekke en bedryfstoestande;
-
of die lugdebiet vir werklike of verwysingstoestande aangegee word, en of die druk staties, totaal of ’n verskil tussen omskrewe meetplekke is;
-
die lugdigtheid of verwysingstoestande vir berekeninge, waaierkurwes en aanvaardingsdata;
-
myndiepte, hoogte bo seevlak, temperatuur, humiditeit en grondwatertoestande;
-
ontginningsmetode, ontwikkelingskedule en toekomstige uitbreidingsfases;
-
dieseltoerusting se tipe, drywing, getal, ligging en bedryfskedule;
-
gas-, stof-, DPM-, skietdamp-, hitte- of prosesgevare;
-
hulpventilasiekanale se deursnee, materiaal, lengte, draaie, lekkasietoestand en vereiste lugdebiet by die ontwikkelingsfront;
-
bestaande waaiernaamplaatdata, beskikbare kurwes, spoed of lemhoek, gemete bedryfsdata, beheer en die diens-/bystandrangskikking;
-
beskikbare spanning, frekwensie, aanloop- of spoedbeheermetode en beheerkoppelvlak waar toerusting gekies moet word;
-
deure, reguleerders, afskortings, verseëlings, lekkasieroetes en ander ventilasiebeheerstrukture;
-
meetpunte, alarmvlakke en beskikbare tendensdata; en
-
toepaslike regulasies, die myn se ventilasieplan en die projek se aanvaardingskriteria.
Onvolledige data verhinder nie ’n aanvanklike gesprek nie, maar beperk die akkuraatheid van aanbevelings oor lugdebiet en druk. Gemete takdata en ’n bygewerkte ventilasieplan is gewoonlik nuttiger as motordrywing of waaierdeursnee alleen.
Gereelde vrae oor ondergrondse mynventilasie
Wat is die verskil tussen ’n mynventilasiestelsel en ’n mynventilasiewaaier?
Die ventilasiestelsel omvat die hele netwerk van intreklugopeninge, retourlugroetes, lugweë, beheerstrukture, kanaalwerk, monitering, prosedures en waaiers. ’n Waaier lewer die druk wat lug deur dié netwerk beweeg. Bepaal eers die voorlopige stelselwerkpunt; vergelyk daarna toerusting en bevestig die netwerk weer teen die gekose installasie.
Wat is die verskil tussen hoofventilasie en hulpventilasie?
Hoofventilasie beweeg lug deur die myn se belangrikste intreklug- en retourlugkringe. Hulpventilasie bedien blindgange en ander plaaslike werksgebiede sonder voldoende deurvloei. Dit is afhanklik van genoeg vars lug uit die hoofkring.
Waarom kan die lugdebiet by die werksfront veel laer wees as by die waaier?
In ’n inblaasstelsel verminder lekkasie die lug wat by die kanaaluitlaat gelewer word. In ’n uitsuigstelsel kan ganglug deur lekkasies ingetrek word, sodat die waaier se lugdebiet groter is as die lugdebiet wat by die werksfront opgevang word. Wrywing en obstruksies verander die bedryfslugdebiet; hulle verwyder nie lug langs ’n digte kanaal nie. Hersirkulasie kan vars lugtoevoer verminder sonder dat die totale waaierlugdebiet afneem. Vergelyk die betrokke metings by versoenbare lugdigtheidstoestande.
Sal ’n hoër waaierspoed altyd onvoldoende lugdebiet regstel?
Nee. Vernoude lugweë, beskadigde beheerstrukture, lekkasie, lugkortsluiting, hersirkulasie, swak takbalansering of ontoereikende kanaalwerk kan die werklike oorsaak wees. Hoër druk sonder ’n netwerkondersoek kan drywing en geraas verhoog sonder veel nuttige ekstra lugdebiet. Identifiseer eers die beperking in die stelsel.
Hoe gereeld moet ’n ondergrondse ventilasieopname gedoen word?
Die frekwensie hang van die toepaslike regsvereistes, myntipe, gevare, ventilasieplan en tempo van verandering af. Benewens enige voorgeskrewe intervalle behoort opnames ná beduidende netwerkveranderings, onverwagte lesings, waaier- of beheerwysigings, nuwe verbindings of omvangryke ontwikkeling hersien en waar nodig herhaal te word. Gebruik die myn se toepaslike praktykkode en meetprogram.
Kan ventilasie alleen die hitte in ’n diep myn beheer?
Soms, maar hoë gesteentetemperatuur, grondwater, humiditeit, outokompressie en toerustinghitte kan meer verkoeling verg as wat lugvloei alleen bied. Plaaslike verkoeling, verkoelde water, verkoelingsaanlegte, verbeterde dreinering of grootmaat-lugverkoeling kan ook nodig wees.
Is dieselfde ventilasieontwerp vir steenkool-, metaal- en nie-metaalmyne geskik?
Geen enkele ontwerp pas elke myn nie. Metaan, steenkoolstof, selfverhitting, ontbrandingsrisiko’s en toerustinggoedkeuring kan bepalend in steenkoolmyne wees. DPM, skietdampe, silika- of ertsstof, hitte en lang verspreide mynwerke kan metaal- en nie-metaalmyne oorheers. Elke ontwerp moet die werklike gevare en toepaslike vereistes volg, insluitend enige vlambaregasrisiko buite steenkoolmynbou.
Gevolgtrekking
Doeltreffende ondergrondse mynventilasie hang daarvan af dat die vereiste lugdebiet elke aktiewe gebied bereik, nie bloot van die totale waaierlugdebiet nie. Bepaal die behoefte, meet en modelleer die netwerk, stel vermybare weerstand en lekkasie reg en bepaal ’n voorlopige lugdebiet- en drukreeks. Vergelyk daarna toerusting en bevestig die netwerkveronderstellings teen die gekose waaier en installasie. Só bly stelselingenieurswese en waaierkeuse verbind sonder om dit as dieselfde taak te behandel.
Benodig u ’n voorlopige beoordeling van die waaierwerkpunt vir ’n ondergrondse myn?
Wat om te stuur
Verskaf die huidige ventilasie-uitleg, intreklug- en retourlugrangskikking, gemete lugdebiet en druk met hul meetgrondslag, myndiepte en hoogte bo seevlak, aktiewe ontwikkelingsfronte, kanaalbesonderhede, toerustingskedule, kragtoevoer en die belangrikste gas-, stof-, DPM- of hittekwessies.
Waar die ingediende data voldoende is, kan ’n voorlopige beoordeling die volgende lewer:
-
’n lys van ontbrekende, teenstrydige of onseker insette vir waaierkeuse;
-
’n voorlopige minimum, normale en maksimum lugdebiet- en drukreeks by ’n omskrewe lugdigtheid;
-
installasie-, beheer- en koppelvlakbeperkings wat by toerustingvergelyking in ag geneem moet word; en
-
die inligting oor waaierkurwes, aansluitings en prestasie-aanvaardingstoetse wat vir ’n tegniese voorstel en kwotasie nodig is.
Die finale ventilasieontwerp vir die hele myn, asook die vereiste statutêre beoordeling en goedkeuring, moet deur die myn se toepaslik bevoegde ventilasiepersoneel of aangestelde ingenieurskonsultant hanteer word, met nakoming van die bevoegde owerheid se vereistes waar van toepassing.
Bronverwysings
Die onderstaande bronne is vir die Suid-Afrikaanse mynbou-omgewing gekies. Bron [11] is ’n aanvullende internasionale ingenieursnaslaanbron. Bron [14] is ’n Afrikaanse terminologiebron wat onder meer die terme primêre en sekondêre ventilasiemetodes, mynlugbeheer en waaiers en hul werkvermoëns gebruik. Die ander gekoppelde oorspronklike dokumente is in Engels; hul titels en beskrywings is hier in Afrikaans weergegee en is nie aansprake op amptelike Afrikaanse uitgawes nie. Wette en praktykkoderiglyne moet binne hul toepaslike omvang gebruik word; navorsingsuitkomste is nie algemene ontwerpnorme nie. [14]
Nakomingsnota: Hierdie artikel verskaf algemene ingenieursinligting. Dit vervang nie ’n mynventilasieopname, netwerkstudie, goedgekeurde ventilasieplan, regsbeoordeling, klassifikasie van gevaarlike gebiede, terreinspesifieke bedryfsprosedure of beoordeling deur ’n bevoegde ventilasiedeskundige nie. Suid-Afrikaanse wetgewing en riglyne moet binne hul toepaslike omvang en saam met latere geldende wysigings gebruik word.