Система вентиляции в шахте работает по принципу управляемого движения воздуха через сеть подземных выработок. Движущую силу создаёт вентилятор главного проветривания (ВГП), который формирует депрессию — разность давлений между входом и выходом вентиляционной сети. Благодаря этому свежий воздух поступает с поверхности, распределяется по участкам, а затем уходит по исходящим путям, вынося газы, пыль и тепло.
1) Главный контур: подача и выдача воздуха
В типовой схеме есть:
- Воздухоподающие пути: стволы и выработки, по которым свежий воздух идет к рабочим участкам.
- Исходящие пути: ветви сети, которые собирают загрязнённый воздух и выводят его к вентиляционному стволу/выходу.
- ВГП: устанавливается обычно на поверхности у исходящей струи и «тянет» или «прокачивает» воздух через сеть (в зависимости от схемы предприятия).
Важно: сам вентилятор задаёт общий расход и напор, но как именно воздух распределится по ветвям, зависит от сопротивлений этих ветвей. Поэтому шахтная вентиляция — это не «одна труба», а сеть, где сопротивления меняются и требуют управления.
2) Вентиляционная сеть и её сопротивление
Каждая выработка имеет сопротивление движению воздуха (сечение, длина, шероховатость, завалы, оборудование). Плюс есть сопротивления от вентиляционных сооружений. Чем больше сопротивление ветви, тем меньше воздуха через нее пройдет при прочих равных. Поэтому систему рассчитывают как сеть: определяют сопротивления, распределяют расходы, проверяют, что на всех участках соблюдаются требования по воздуху.
3) Управление потоками: вентиляционные сооружения
Чтобы свежая и исходящая струя не смешивались и воздух шел «как задумано», используют:
- вентиляционные двери и шлюзы (разделение потоков, удобство транспорта);
- перемычки (перекрытие ненужных путей, исключение утечек);
- регуляторы (дросселирование отдельных ветвей для перераспределения воздуха);
- перепускные устройства (если это предусмотрено схемой предприятия).
4) Местное проветривание: как воздух доводят до забоя
Даже при хорошем общем проветривании тупиковые и проходческие выработки требуют локального решения. Там ставят вентиляторы местного проветривания (ВМП) и протягивают воздуховоды. ВМП может работать:
- в нагнетательном режиме: свежий воздух подается по рукаву к забою;
- в всасывающем режиме: загрязненный воздух забирается от забоя по рукаву;
- в комбинированном режиме: для более устойчивого контроля потоков.
Критично поддерживать герметичность воздуховодов и наращивать рукав по мере продвижения забоя. Иначе расход у забоя падает, и система формально «работает», но фактически не обеспечивает требуемую вентиляцию.
5) Контроль качества воздуха и параметров вентиляции
Система вентиляции в шахте работает безопасно только при постоянном контроле:
- газовый контроль (концентрации опасных газов);
- пылевой контроль (уровень запыленности, эффективность пылеподавления);
- измерения расхода воздуха и депрессии по сети;
- контроль состояния оборудования (вибрации, температуры, электрические режимы).
6) Почему режимы меняются и что с этим делают
Любое изменение сети (новая выработка, закрытие участка, утечки, изменения сечения) влияет на распределение воздуха. Поэтому вентиляция — это постоянная работа: обследования, устранение подсосов, регулирование, корректировка местного проветривания, обслуживание ВГП и ВМП.
Итог: система вентиляции шахты работает за счет депрессии, создаваемой главным вентилятором, и управляемого распределения воздуха по вентиляционной сети. А для забоев и тупиков применяют ВМП с воздуховодами. Если вы хотите подобрать оборудование или улучшить режим, начинайте с расчетных требований по расходу воздуха и сопротивлению сети — это напрямую определяет тип и параметры вентиляторов.
