Жерасты кеніштерін желдету тау-кен жұмыстарын қауіпсіз әрі тиімді жүргізу үшін қажет. Оның міндеті жер астына таза ауа берумен шектелмейді. Іс жүзінде ауа ағындарын бөлу, қауіпті газдардың концентрациясын төмендету, шаң мен дизель шығарындыларындағы қатты бөлшектерді (DPM) азайту, терең қазбалардағы жылуды әкету және тұрақты жұмыс жағдайларын сақтау да маңызды.[7][8]
Көптеген кеніште желдету электр энергиясын едәуір тұтынады. Сондықтан тиімділікті бір желдеткіштің сипаттамалары бойынша ғана емес, бүкіл жүйе бойынша бағалау қажет. Желдетудің жалпы энергия тұтынудағы үлесі мен ықтимал үнем әр кеніштің пайдалану деректерімен анықталуға тиіс; барлық кәсіпорынға ортақ бір пайыздық көрсеткішті қолдануға болмайды.[4]
Жерасты кеніштерін желдету дегеніміз не?
Жерасты кеніштерін желдету — ауа сапасы мен еңбек жағдайларын тиісті деңгейде ұстау үшін тау-кен қазбалары арқылы ауа қозғалысын ұйымдастыру. Таза ауа үңгілеу кенжарларына, өндіру учаскелеріне және басқа жұмыс аймақтарына жетуге тиіс, ал ластанған ауа арнайы шығару жолдарымен әкетіледі. Желдету тыныс алуға жарамды ауа берумен қатар, газдарды, шаңды, дизель шығарындыларын және жылуды бақылауға көмектеседі. Метан бөліну қаупі бар кеніштерде бұл қауіп жеке ескеріледі.[2][7][8]
1-сурет. Жерасты кенішін сорып желдетудің қарапайым сұлбасы: таза ауа тау-кен қазбаларына таратылады, ал ластанған ауа бас желдету желдеткіші арқылы жер бетіне шығарылады. Сұлба жалпы жұмыс қағидасын көрсетеді және барлық кеніштің нақты желдету жүйесін бейнелемейді.
Демек, жерасты желдетуі — бір жабдықты таңдау емес, бүкіл жүйені қамтитын инженерлік міндет. Ауа мөлшері, таза ауа беру және ластанған ауаны шығару жолдары, аэродинамикалық кедергі, ауаның жылыстауы, бақылау жүйелері және нақты жұмыс жағдайлары желдетудің жалпы нәтижесіне әсер етеді.[4][7]
Жерасты кеніштерін желдетудегі негізгі мәселелер
Энергияны көп тұтыну
Желдеткіштер ауаны ұзын қазбалар мен құбырлар арқылы өткізіп, желінің кедергісін жеңуге тиіс. Мәселе кейде ауа мөлшерінің аздығында емес, оның тиімсіз бөлінуінде болады. Қысымның шамадан тыс жоғалуы, ауаның жылыстауы, желінің дұрыс теңгерілмеуі және өзгермейтін жұмыс режимі қажетті учаскелердегі желдетуді жақсартпай-ақ электр энергиясының шығынын арттыруы мүмкін.[4][7]
Қауіпті газдардың, шаңның және дизель бөлшектерінің әсері
Тау-кен жұмыстары мен дизельдік техника ауаға газдар мен қатты бөлшектер бөледі. Қазақстанның бір жерасты металл кенішінде жүргізілген 2023 жылғы зерттеуде жұмыс аймағындағы және тиегіш жүргізушісінің кабинасындағы бөлшектер өлшенген. Бұл деректер ластануды нақты жұмыс орындары бойынша бағалаудың маңызын көрсетеді. Дизель бөлшектерін бақылау желдетумен қатар, шығарындылар көзін азайту мен техниканы дұрыс күтіп ұстауды да қамтуы керек.[3][8]
Терең кеніштердегі жылу жүктемесі
Тереңдік артқан сайын жылу жағдайы жобалау үшін маңыздырақ болады. Тау жыныстары массивінен бөлінетін жылу мен ыстық жерасты сулары қазбалардағы температураны көтеруі мүмкін. MSHA-ның халықаралық техникалық материалында осы жылу көздері және желдетудің оларды азайтудағы рөлі түсіндіріледі. Кейбір жағдайларда желдетуге қосымша салқындату қажет болады.[6]
Қазбалар сұлбасының өзгеруі және ауаға қажеттіліктің ауытқуы
Жаңа кенжарлардың ашылуы, өндіру учаскелерінің ауысуы, ауа жолдарының ұзаруы және техниканың қозғалысы ауаның қай жерге әрі қанша мөлшерде қажет екенін өзгертеді. Сондықтан тұрақты баптаулар уақыт өте нақты қажеттілікке сай келмеуі мүмкін. Қажеттілікке қарай желдету (Ventilation on Demand, VoD) ауа беруді жерасты жұмыстары мен өлшенген параметрлерге сәйкес реттеуге бағытталған; ол қауіпсіз желдету талаптарын сақтауға тиіс.[5]
Кеніштерді желдетудің практикалық шешімдері
Желдету шешімі дайын үлгіге емес, жобаның нақты жағдайларына сүйенуі керек. Қажетті ауа мөлшерін, қысым шығынын және желі кедергісін, таза ауа мен ластанған ауа жолдарын, газ бен шаң қаупін, кеніштің тереңдігін, жылу жағдайын және қазбалар дамыған сайын болатын өзгерістерді бірге қарастыру қажет.[4][7]
Қазақстандағы жоба үшін қолданылатын нормативтік талаптар кеніштің түріне қарай анықталады. Тау-кен және геологиялық барлау жұмыстарын жүргізетін объектілерге арналған № 352 бұйрық пен көмір шахталарына арналған № 351 бұйрық төменде бөлек берілген. Жобалау кезінде олардың қолданылу аясын және қолданыстағы редакциясын ресми дереккөзден тексеру қажет.[1][2]
Ауа ағынын жоспарлау және қысым шығынын азайту
Тиімді жүйе ауаны дұрыс бөлуден басталады. Таза ауа жұмыс істеп тұрған қазбаларға жетіп, ластанған ауа белгіленген шығару жолдарымен әкетілуі керек. Қысым шығыны мен ауаның жылыстауын шектеу ауаны қажетті нүктелерге жеткізуге көмектеседі. Өлшеулерге негізделген желі моделі ауа қозғалысына кедергі келтіретін учаскелерді анықтап, өзгерістердің әсерін бағалауға мүмкіндік береді.[4][7]
Газдарды, шаңды және дизель бөлшектерін бақылау
Дизельдік техника қолданылатын немесе шаң мен қауіпті газдар бөлінетін учаскелерде желдету кешенді бақылау бағдарламасының бір бөлігі болуы тиіс. Таза ауа жұмыскерлер бар аймақтарға жеткізіліп, ластанған ауа кенжарларға қайта түспей, шығару жолдарына бағытталуы керек. Жағдайға қарай қозғалтқыштарға техникалық қызмет көрсету, шығарындыларды тазарту, шаңды түзілген жерінде басу және жұмыс ортасын өлшеу шаралары қатар қолданылады.[3][7][8]
Терең кеніштердегі жылу жағдайын реттеу
Терең қазбаларды желдетуді жоспарлағанда жылу жүктемесі жоғары аймақтар анықталып, тек желдету жеткілікті ме, әлде қосымша салқындату қажет пе деген мәселе бағаланады. Тау жыныстары мен жерасты суларының жылуы ауа ағынының сұлбасымен және ылғалдылықпен бірге ескерілуі керек. Желдеткіш қуатын арттырудың өзі қолайлы жылу жағдайына кепілдік бермейді.[6]
Қажеттілікке қарай желдету, мониторинг және басқару
VoD жүйені үнемі бір режимде ұстаудың орнына, ауа беруді нақты жұмыстар мен ауа ортасының параметрлеріне сәйкес реттейді. Мұндай басқару жиілік түрлендіргіштерін, ауа шығынын өлшеу нүктелерін және қоршаған орта датчиктерін біріктіре алады. Ауа мөлшерін өзгерту желдету желісінің өзара байланысын ескеріп жүргізілуі керек. VoD туралы келтірілген халықаралық зерттеу модельдеу мен зертханалық тексеруге қатысты; оны Қазақстан кеніштеріндегі дайын енгізу нәтижесі деп қабылдауға болмайды.[5]
Механикалық желдету жүйесінің құрамдастары
Толық механикалық желдету шешімінде ауа ағынын жоспарлау, мониторинг, басқару және желдету жабдықтарын таңдау өзара үйлеседі. Жобаға қарай жүйеге бас желдету желдеткіштері, желдету құбырлары бар жергілікті желдету желдеткіштері, өлшеу нүктелері, басқару құрылғылары, реттелетін электр жетектері және ауа ортасының датчиктері кіреді. Бас және жергілікті желдеткіштер — кеңірек желдету желісінің құрамдастары, олар жеке өздері бүкіл міндетті шешпейді.[5][7]
Желдетуді бағалауға қажетті жоба деректері
Жаңа жүйені жоспарлау немесе қолданыстағы жерасты желдету жүйесін бағалау үшін мына деректерді дайындаған жөн:
Әр жұмыс аймағына қажетті ауа шығыны.
Есептік қысым шығыны және желінің аэродинамикалық кедергісі.
Кеніштің тереңдігі, ауа температурасы мен ылғалдылығы.
Газ, шаң және дизель шығарындыларындағы қатты бөлшектерге байланысты қауіптер.
Қазбалардың орналасуы, даму бағыты және жоспарланған кеңейту.
Таза ауа беретін және ластанған ауаны шығаратын қазбалардың сұлбасы.
Дизельдік техниканың саны, орналасуы және жұмыс режимі.
Электрмен жабдықтау параметрлері және басқару талаптары.
Нақты жоба деректері мен жұмыс жағдайларын көрсететін өлшеулер желдету желісін қауіпсіздік пен тиімділікті ескере отырып жобалауға немесе оңтайландыруға көмектеседі. Шешімдерді желдетуге жауапты маман кенішке қолданылатын талаптармен және нақты пайдалану жағдайларымен салыстырып қарауы керек.[1][2][4]
Шахталық желдету туралы жиі қойылатын сұрақтар
Жерасты кеніштеріндегі қажеттілікке қарай желдету дегеніміз не?
Қажеттілікке қарай желдету (VoD) — ауа шығынын жерасты жұмыстарының нақты қарқынына және ауа ортасының параметрлеріне сәйкес реттейтін басқару тәсілі. Өлшеу деректері желдеткіштердің жұмысын және ауаны бөлуді үйлестіруге қолданылады. Мақсат — қажетті ауа мөлшері мен қауіпсіз еңбек жағдайларын сақтай отырып, электр энергиясының артық шығынын азайту; энергия үнемдеу үшін ауа беруді негізсіз қысқартуға болмайды.[5]
Желдету дизель шығарындыларындағы қатты бөлшектерді азайтуға қалай көмектеседі?
Желдету таза ауа беру арқылы дизельдік техника шығарындыларының концентрациясын төмендетіп, ластанған ауаны ауа шығаратын қазбаларға бағыттайды. Бұл жұмыс аймақтарындағы дизель шығарындыларынан түзілетін қатты бөлшектердің (DPM) мөлшерін азайтуға көмектеседі. Оған қоса қозғалтқыштарды күтіп ұстау, шығарындыларды тазарту және жұмыскерлердің әсерге ұшырауын бағалау қажет; тек ауа шығынын көбейту бұл шараларды алмастырмайды.[3][8]
Терең кеніштерде жылу жағдайын реттеу неліктен маңызды?
Терең кеніштерде тау жыныстары мен ыстық жерасты суларынан бөлінетін жылу қазбалардағы жылу жүктемесін арттыруы мүмкін. Желдету осы жылудың бір бөлігін сыртқа шығарады, бірақ оның тиімділігі ауа шығынына, температурасына және ылғалдылығына байланысты. Желдету жеткіліксіз болғанда, қосымша салқындату және жұмыскерлерге түсетін жылу жүктемесін азайту шаралары қарастырылады.[6]
Шахталық желдетудің энергия тиімділігі неліктен маңызды?
Шахталық желдеткіштер ұзақ уақыт жұмыс істейді, сондықтан желінің кедергісі, ауаның жылыстауы және желдеткіштің жұмыс нүктесі электр энергиясын тұтынуға әсер етеді. Желдету желісін оңтайландыру және жабдықты нақты қажеттілікке сәйкестендіру қауіпсіз желдетуді сақтай отырып, артық энергия шығынын азайтуға көмектеседі. Нақты үнемді әр кеніштің өлшеулері мен пайдалану деректері бойынша бағалау қажет.[4][7]
Қорытынды
Жерасты кеніштерін желдету қауіпсіздікке, еңбек жағдайларына және пайдалану шығындарына әсер ететін жүйелі инженерлік міндет болып табылады. Тиімді тәсіл ауаны жеткізу мен бөлуді, қысым шығынын, газдар мен дизель бөлшектерін бақылауды, терең қазбалардағы жылуды және ауаға қажеттіліктің өзгеруін бірге қамтиды. Жүйе тек бүгінгі жұмысқа емес, кеніштің келешектегі дамуына да бейімделуі керек.
Жаңа жерасты желдету жүйесін жоспарлағанда немесе қолданыстағы жүйені бағалағанда ауа қажеттілігін, желі кедергісін, жылу жағдайын және ластаушы заттар қаупін жеке-жеке емес, өзара байланыста қарастырған дұрыс.
Жерасты желдету жобасы бойынша кеңес қажет пе?
Жобаңыздағы қажетті ауа шығынын, қысым шығынын, кеніштің тереңдігін және жұмыс жағдайларын жіберіңіз. Жүйені кешенді қарастыру ауа ағынын тиімдірек ұйымдастыру нұсқаларын және сәйкес желдету жабдықтарын анықтауға көмектеседі.
Пайдаланылған дереккөздер
Қазақстандық нормативтік құжаттар, зерттеулер және халықаралық техникалық материалдар төменде бөлек көрсетілген. Ғылыми немесе оқу материалы нормативтік талаптарды алмастырмайды. Нақты жоба үшін құжаттың қолданылу аясы мен қолданыстағы редакциясын тексеру қажет.
