Для определения параметров тепловых условий и величины депрессии естественной тяги были использованы данные температурной съемки. На момент проведения съемки температура воздуха в ряде основных воздухоподающих и вентиляционных выработках шахты не превышала допустимые нормы Правил безопасности.
Исключение составляют следующие выработки, в которых наблюдалось превышение температуры допустимых норм согласно Правилам безопасности: людской ходок северного полевого уклона - 26,2°С; наклонный квершлаг 16 северной лавы пл. k8 - 26,4°С; 16 северный конвейерный штрек пл. k8 - 29,4°С; 16 северная лава пл. k8 - 29,8°С; 16 северный вентиляционный штрек пл. k8 - 31,2°С; вентиляционный квершлаг - 30,6°С; наклонный конвейерный квершлаг гор. 555 м - 30,4 0С; откаточный квершлаг гор. 565 м - 31,2°С; северный грузовой ходок пл. k8 - 26,4°С; 16 южный конвейерный штрек пл. k8 - 29,6°С; 16 южная лава пл. k8 - 32,6°С; 16 южный вентиляционный штрек пл. k8 - 33,0 °С; 15 северный конвейерный штрек - 30,6°С; северный полевой уклон - 28,8°С; уклон № 7 пл. l21 - 26,4°С.
Температура воздуха в выработках подготовительных забоев составила: 14 южном конвейерном штреке пл. l21 - 28,8°С; 14 южном вентиляционном штреке пл. l21 – 29,2°С.
Относительная влажность воздуха составила: в основных воздухоподающих выработках - 88-92 %; в очистных и подготовительных выработках - 88-96 %; в основных выработках с исходящей струей - 92-98 %.
Необходимо отдельно отметить, что в тупиковых выработках: 14 южный конвейерный штрек пласта l21 температура воздуха в начале и конце выработки составляет 28,2°С, влажность 92% ; в откаточном квершлаге горизонта 550 м – 24,2°С, влажность 86%; в людском ходке северного уклона пласта k8 температура в начале выработке составила 16, 6°С, а в конце – 24,6°С, влажность 92%.В 16 северной лаве пласта k8 эти параметры соответственно следующие 29,4°С и 29,8°С, влажность составила 94 %, а в 16 южной лаве пласта k8 температура воздуха в начале выработки – 29,6°С, в конце – 32,6°С, влажность 98 %.
Следовательно, тепловые условия шахты не соответствуют требованиям Правил безопасности.
Основным фактором, вызывающим повышение тепловлажностных параметров рудничного воздуха по маршруту, является работа машин и механизмов, тепло отдаваемое от пород.
С целью снижения температуры и относительной влажности поступающего на объекты проветривания воздуха необходимо применить нижеследующие горнотехнические мероприятия.
Источником повышения влагосодержания воздушного потока являются технологическая вода и приток шахтных вод из горного массива. Вредное влияние технологической воды предлагается уменьшить путем оптимального расхода при технологических процессах выемки ископаемого, ликвидации ее утечек в трубопроводах, а также применяя сухих способов пылеподавления. Увлажнение вентиляционной струи при выемке угля комбайнами и транспортировке его конвейерами может быть снижено путем использования воздушно-механической пены, обладающей теплоизоляционными свойствами и уменьшающей испарение воды с поверхности отбитой массы. Рекомендуется локализовать приток шахтных вод и отводить по закрытым канавкам или трубам в водосборник, при необходимости – увеличить подачу насосов.
Тепловой режим выработок зависит также от величины внутренних и внешних утечек воздуха по шахте. Утечки воздуха снижают поступление свежего воздуха по выработкам, что приводит к повышению его температуры.
Для уменьшения энтальпии вентиляционной струи в выработках, непосредственно примыкающих к очистному забою, целесообразно применить схему с нисходящим проветриванием 16 северной лавы пл. k8.
Данная схема позволяет исключить влияние ряда факторов, способствующих нагреванию рудничного воздуха до лавы (тепловые потоки от транспортируемого ископаемого, машин и механизмов и т.п.). Особенно эффективен переход на нисходящее проветривание на участках с конвейерным транспортом.
Тепловой поток от окружающего выработки горного массива при нисходящем проветривании уменьшается вследствие меньшей температуры горного массива на вышележащем вентиляционном штреке по сравнению с конвейерным.
Переход на нисходящую схему проветривания позволит сократить путь движения воздуха к объекту проветривания.
Для увеличения расхода воздуха в лаве и на участке необходимо применять современные механизированные крепи с максимальным поперечным сечением призабойного пространства лавы.
При отработке глубоких горизонтов мощность электродвигателей машин и механизмов должна быть оптимальной по производительности и назначению.
Учитывая необходимость обеспечения устойчивого проветривания, была проанализирована шахтная вентиляционная сеть по степени устойчивости проветривания.
Установлено, что очистной выработки выемочного участка 16 северной лавы пл. k8 ветвями, опасными при уменьшении их сопротивления, являются следующие выработки: сбойка гор. 530 м; сбойка гор. 540 м; сбойка гор. 570 м; вентиляционный квершлаг 14 лав; северный конвейерный ходок пл. k8; вентиляционный штрек 16 южной лавы пл. k8; вентиляционный штрек 16 северной лавы пл. k8; бункер с наклонного квершлага 16 северной лавы пл. k8 на северный полевой уклон.
Все вышеперечисленные выработки могут быть определяющими, так как депрессия каждой из них больше депрессии, приложенной к выемочному участку 16 северной лавы пл. k8.
Так как очистная выработка 16 северной лавы пл. k8 является диагональю в вентиляционной сети шахты, поэтому был произведен расчет устойчивости проветривания по изменению направления движения воздуха в ней.
Для очистной выработки выемочного участка 16 северной лавы пл. k8 ветвями, опасными при увеличении их сопротивления, являются следующие выработки: людской ходок северного полевого уклона; вентиляционный квершлаг.
Все вышеперечисленные выработки могут быть определяющими, так как расход воздуха в каждой из них больше расхода воздуха в 16 северной лаве пл. k8.
Из всех вариантов возможного опрокидывания вентиляционной струи в очистной выработке выемочного участка 16 северной лавы пл. k8 наиболее опасным является маршрут возможного опрокидывания через вентиляционный штрек 16 северной лавы пл. k8, так как протяженность горных выработок данного маршрута и их аэродинамическое сопротивление является меньшим в отличие от других маршрутов.
Выемочный участок 16 северной лавы пл. k8 на основании вышепроизведенного анализа относится ко II категории по степени устойчивости.