Авторы: Трофимов В. О.,Кавера А. Л.
Источник: Вентиляция подземных сооружений – Донецьк: ДонНТУ.–2013.
На модели сети вентиляции двух шахт исследовались последствия закрытия пожарных ляд в устье воздухоподающего ствола при пожаре в надшахтном здании. При составлении планов ликвидации аварии на угольных шахтах, в случае пожара в надшахтном здании воздухоподающего ствола, предусматривают закрывание пожарных ляд в устье этого ствола и перевод шахты в реверсивный режим проветривания. В тоже время, в нормативных документах [1, 2] нет рекомендаций или требований к последовательности действий при возникновении пожара в этой позиции. В частности, не определено, какое действие необходимо осуществить раньше – реверсирование или закрывание пожарных ляд? Кроме того, не предусматривается проверка и оценка последствий увеличение сопротивления ствола в реверсивном режиме проветривания.
В аварийных условиях увеличение сопротивления устья ствола может привести к резкому сокращению расхода воздуха и к дезорганизации проветривания угольной шахт. Так, например, сравнение существующих способов подачи нагретого воздуха в ствол показывает, что наибольшее уменьшение расхода воздуха в шахте возможно в зимнее время, когда нагретый воздух подается к устью ствола через канал, подведенный к стене надшахтного здания. Если же канал с теплым воздухом подходит непосредственно к стволу (ниже уровня поверхности земли), то здесь уменьшение расхода воздуха будет меньшим, так как после закрытия пожарной ляды и реверсирования вентиляции воздух будет выходить из шахты и через устье ствола (ляда перекрывает ствол не полностью) и по каналу калориферной установки.
С технической точки зрения, скорее всего, закрывать пожарную ляду следует в нормальном режиме работы шахты (перед реверсированием). Кроме того, необходимо предусмотреть установку специальных стопорных устройств, иначе сразу после реверсирования ляда поднимется (под действием давления потока воздуха) и возникнет угроза падения в ствол горящих предметов. Оценка возможных последствий увеличения сопротивления верхней части воздухоподающих стволов на проветривание была проведена с помощью компьютерных моделей вентиляционных сетей двух шахт – «им. А.А. Скочинского» (ДУЭК) и «Добропольская» (ДТЭК). В ходе исследований моделировалось увеличение сопротивления верхней части всех воздухоподающих стволов (по очереди). Диапазон увеличения сопротивления верхней части ствола – на 0,1 и на 0,5 к?. Анализ полученных результатов показал, что при увеличении сопротивления на 0,5 к? в стволах №2, №3 опрокидывание вентиляционных потоков возможно в 14–22 ветвях: трубном ходке, ЦПП г. 200 м, машинном отделении ЦПП г.200, пор. ветви ств.№2, откаточном квершлаге, сбойке №2, конвейерном квершлаге, обходном квершлаге и др. выработках. Среди этих выработок можно выделить целые отдельные маршруты (32–318–31–51–53–55; 5–217–25–29–30–51–53–55; 34–36–35), включающие выработки с опрокинутым потоком воздуха. При этом общий расход воздуха уменьшается, так например, в пор. ветви ств. №2 расход воздуха был 31,94 м?/с, а стал –1,10 м?/с.
Анализ полученных результатов показывает, что закрывание пожарной ляды может привести к нарушению устойчивости проветривания в отдельных частях шахтной вентиляционной сети. Так, на шахте «им А.А. Скочинского» (рис. 2) при увеличения сопротивления 1–го восточного воздухоподающего ствола возможно опрокидывании потоков воздуха в 38–45 ветвях (табл. 2). При увеличении сопротивления клетевого ствола – в 43 ветвях, после увеличения сопротивления 1–го западного воздухоподающего ствола нарушение устойчивости проветривания возможно в 27 ветвях. Особенностью данной шахты является то, что нарушение устойчивости проветривания происходит, в выработках связывающих отдельные блоки шахты. Так, при увеличении сопротивления воздухоподающих стволов возможно опрокидывание вентиляционного потока в выработках, соединяющих отдельные блоки шахты в части 1–го, 2–го или 3–го восточного и западного полевых откаточных штреков. Например, в 1–ом восточном воздухоподающем штреке по возможно опрокидывание вентиляционного потока на маршруте 22–25–26–27–28–29–30–31–32. Расход воздуха после опрокидывания уменьшается в несколько раз, например, в ветви №6 в вост. полевом откаточном штр. №2 до увеличения сопротивления на 0,5 к? был 14,4 м?/с, а после стал – 7,8 м?/с. В порожняковой ветви №3 был 45,8 м?/с, стал –2,8 м?/с, в ветви № 78 в конв. штр. 6 вост. лавы – 15,6 (–11,9) м?/с. На шахтах «Добропольская» и «им. А.А. Скочинского» нагретый воздух подается к устью ствола через канал калорифера, подведенный к стене надшахтного здания. В этом случае увеличение сопротивления устья ствола оказывает максимальное негативное влияние на режим проветривания шахты.
Проанализировав полученные результаты двух шахт можно сказать, что на шахте «Добропольская» нарушение устойчивости проветривания возможно в основном в выработках околоствольных дворов, расположенных между воздухоподающими стволами №2, №3, №4, а на шахте «им. А.А. Скочинского» в околоствольных дворах и в главных выработках, связывающих центральный и фланговые блоки шахты (между 1–м восточным, клетьевым стволом и 1–м западным стволами). Выводы. На шахтах с несколькими воздухоподающими стволами увеличение сопротивления одного воздухоподающего ствола может привести к опрокидыванию потоков воздуха в выработках расположенных между воздухоподающими стволами. После реверсирования вентиляционной струи направление движения воздуха в выработках, где произошло опрокидывание останется таким, каким было в нормальных условиях. Опасность заключается в том, что после возникновения пожара пожарные газы могут заполнить часть горных выработок и после реверсирования не выйдут на поверхность, а попадут на маршруты движения людей. После закрывания пожарной ляды в устье воздухоподающего ствола требование Правил безопасности об обеспечении (в реверсивном режиме) в горных выработках 60% от нормального расхода воздуха может не выполнятся.