II Ventilation minière
Dans le métro, en raison deexploitation minièreL'exploitation minière, l'oxydation des minéraux et d'autres facteurs entraînent des modifications de la composition de l'air, se manifestant principalement par une diminution de l'oxygène, une augmentation des gaz toxiques et nocifs, un mélange de poussières minérales, ainsi que des variations de température, d'humidité et de pression. Ces modifications ont des conséquences néfastes sur la santé et la sécurité des travailleurs. Afin de garantir leur santé, des conditions de travail adéquates et une production sûre et continue, il est nécessaire d'assurer un renouvellement d'air depuis la surface vers les mines et d'évacuer l'air vicié des mines vers la surface : c'est le rôle de la ventilation minière.
1 Système de ventilation de la mine
Afin d'acheminer suffisamment d'air frais vers le front de taille souterrain selon une direction et un itinéraire précis, et simultanément d'évacuer l'air vicié de la mine selon une direction et un itinéraire précis, il est nécessaire d'exiger que la mine soit dotée d'un système de ventilation adéquat.
1) Selon la classification unifiée ou régionale de l'ensemble de la mine
Une mine constitue un système de ventilation intégré appelé ventilation uniforme. Elle est divisée en plusieurs systèmes de ventilation relativement indépendants, chacun possédant sa propre entrée d'air, son puits d'évacuation et sa propre puissance de ventilation. Bien qu'il existe une connexion entre le puits et la galerie, les flux d'air y sont indépendants et ne s'interfèrent pas : on parle alors de ventilation compartimentée.
La ventilation unifiée présente l'avantage d'une extraction concentrée, d'un nombre réduit d'équipements et d'une gestion centralisée simplifiée. Pour les mines à faible volume d'exploitation et comportant peu de sorties en surface, notamment les mines profondes, l'adoption d'une ventilation unifiée pour l'ensemble de la mine est justifiée.
La ventilation par zones présente les avantages suivants : faible circulation d'air, faible pression d'air, moins de fuites d'air, faible consommation d'énergie, réseau simple, contrôle aisé du flux d'air, réduction des polluants atmosphériques et amélioration de la distribution du volume d'air, pour une ventilation optimale. C'est pourquoi la ventilation par zones est largement utilisée dans certaines mines à gisements peu profonds et dispersés, ou dans les mines à gisements peu profonds comportant de nombreux puits de surface.
La ventilation par zone peut être divisée en fonction du gisement.exploitation minièrezone et niveau de scène.
2) Classification selon la disposition de l'arbre d'admission d'air et de l'arbre d'échappement d'air
Chaque système de ventilation doit comporter au minimum une entrée d'air et une sortie d'air fiables. Généralement, la cage d'ascenseur sert de puits d'aération ; certaines mines utilisent également des puits d'aération spécifiques. Les puits d'évacuation étant généralement spéciaux, car l'air extrait contient une grande quantité de gaz toxiques et de poussières, ils sont généralement conçus à cet effet.
Selon la position relative de l'arbre d'entrée d'air et du puits d'échappement d'air, on peut distinguer trois configurations différentes : centrale, diagonale et mixte centrale-diagonale.
① Style central
Le puits d'entrée d'air et le puits d'échappement sont situés au centre du corps minéralisé, et le sens d'écoulement du flux d'air dans le sous-sol est inversé, comme le montre la figure 3-7.
système de ventilation central
La configuration centralisée présente les avantages suivants : coûts d’infrastructure réduits, production rapide, construction centralisée au sol, gestion simplifiée, profondeur de puits aisée et résistance au vent facilitée. Elle est principalement utilisée pour l’exploitation de gisements laminés.
② La diagonale
Dans une aile du gisement, un puits d'aération conduit l'air jusqu'à l'autre aile, formant un conduit d'évacuation. On parle alors de ventilation diagonale à aile simple (figure 3-8). Dans une autre configuration, un puits d'aération est situé au milieu du gisement, tandis qu'un conduit de retour d'air relie les deux ailes. On parle alors de ventilation diagonale à deux ailes (figure 3-9). Lorsque le gisement est très long, les puits d'aération et d'évacuation sont disposés à intervalles réguliers ou en fonction de l'épaisseur du gisement. On parle alors de ventilation diagonale à intervalles réguliers. Dans ce type de ventilation, le flux d'air à l'intérieur de la mine est direct.
conduit de ventilation diagonal à aile unique
La disposition en diagonale présente les avantages suivants : conduites d’air courtes, pertes de pression et fuites d’air réduites, pression d’air stable pendant la production minière, distribution uniforme du volume d’air et éloignement important de la surface du site industriel. Ce type d’installation est généralement utilisé dans les mines métalliques.
③ Type de mélange diagonal central
Lorsque le gisement est long et que la zone d'exploitation est étendue, le développement central peut être organisé au milieu du gisement, afin de résoudre les problèmes de ventilation du gisement central exploité dans le puits d'évacuation des deux ailes de la mine, et de résoudre les problèmes de ventilation du gisement éloigné exploité, l'ensemble du gisement présentant à la fois une structure centrale et diagonale, formant ainsi une structure mixte centrale-diagonale.
Bien que les configurations des puits d'entrée d'air et des puits d'échappement puissent être résumées comme indiqué ci-dessus, en raison de la complexité des conditions d'occurrence du gisement et des différentes méthodes d'exploitation et d'extraction minière, la conception et la pratique de production doivent adapter la configuration aux conditions spécifiques de chaque mine, sans se limiter aux types susmentionnés.
3) Classification selon le mode de fonctionnement du ventilateur
Les modes de fonctionnement du ventilateur comprennent le type à pression, le type à extraction et le type mixte.
① Pression
La ventilation par insufflation consiste à créer une surpression dans l'ensemble du système de ventilation grâce à l'action du ventilateur principal. La concentration du flux d'air ainsi induit un gradient de pression élevé à l'entrée d'air, permettant une acheminement rapide de l'air frais vers le sous-sol via le circuit de ventilation prévu. Ce procédé évite la pollution due à d'autres activités et garantit une bonne qualité de l'air.
L'inconvénient de la ventilation par pression est que les dispositifs de contrôle du flux d'air, tels que les trappes de visite, doivent être situés dans la zone d'entrée d'air. En raison de la circulation fréquente des véhicules et des piétons, leur gestion et leur contrôle sont complexes, et le fond du puits présente d'importantes fuites d'air. Un gradient de pression négatif se forme dans le ventilateur principal, au niveau de la zone d'extraction, empêchant l'évacuation rapide de l'air vicié du puits selon le trajet prévu et perturbant ainsi la circulation de l'air souterrain. À cela s'ajoutent les interférences du vent naturel, voire son inversion, et le phénomène de pollution par un nouvel air.
② Type de sortie
La ventilation par extraction consiste à créer, grâce à l'action du ventilateur principal, une dépression inférieure à la pression atmosphérique locale au sein du système de ventilation. La concentration de l'air extrait et le volume important d'extraction engendrent un gradient de pression élevé du côté de l'air extrait, concentrant rapidement l'air vicié de chaque surface de travail dans le conduit d'extraction. Ainsi, les fumées issues du système d'extraction se propagent difficilement dans les autres voies de circulation et leur évacuation est rapide. C'est un avantage majeur de la ventilation par aspiration. De plus, l'installation des équipements de climatisation et de contrôle dans le conduit d'extraction ne gêne pas la circulation des piétons, et permet une gestion aisée et un contrôle fiable.
L'inconvénient de la ventilation par aspiration réside dans le fait qu'un système d'évacuation mal étanche peut facilement provoquer un phénomène d'aspiration d'air par court-circuit. Ce phénomène est particulièrement marqué lors de l'exploitation par effondrement, où la zone d'affaissement de surface et le remblai sont connectés, ce qui accentue ce problème. De plus, la pression du vent en surface et dans l'ensemble du système d'admission d'air étant faible, le flux d'air entrant est soumis à la pression naturelle du vent, ce qui peut entraîner un renversement et des perturbations de la circulation d'air souterraine. Le système de ventilation par extraction place le puits de remontée principal au niveau de l'admission d'air ; les mines du nord doivent donc tenir compte de l'emplacement de ce puits en hiver.
La plupart des mines de métaux et autres mines non charbonnières en Chine utilisent une ventilation par aspiration.
3) Pression et pompage du mélange
La ventilation mixte par surpression est contrôlée par le ventilateur principal, tant à l'entrée qu'à la sortie d'air. Ainsi, sous l'effet d'une pression et d'un gradient de pression plus élevés, l'air circule selon le trajet prévu, l'évacuation des fumées est rapide, les fuites d'air sont réduites et le système est peu susceptible d'être perturbé par le vent naturel, ce qui évite les inversions de flux. La combinaison des avantages des modes de ventilation par surpression et par aspiration constitue un moyen important d'améliorer l'efficacité de la ventilation minière.
L'inconvénient de la ventilation mixte par pression et pompage est qu'elle nécessite davantage d'équipements et que le flux d'air dans la zone de ventilation est difficilement contrôlable. Les fuites d'air au fond du puits et dans la zone d'affaissement côté extraction persistent, mais sont considérablement réduites.
Lors du choix du mode de ventilation, la présence de zones d'affaissement en surface ou d'autres conduits difficiles à isoler est un facteur déterminant. Pour les mines contenant des éléments radioactifs ou des roches minérales présentant un risque d'auto-inflammation, il convient d'opter pour un système de ventilation par pompage sous pression ou un système mixte (pompage sous pression et ventilation combinées) piloté par une station de commande multi-étages. Pour les mines sans zone d'affaissement en surface ou ne présentant pas de zone d'affaissement mais où l'étanchéité du conduit d'évacuation peut être assurée par remblayage et scellement, un système de ventilation par extraction, ou un système à extraction prédominante, est recommandé. Enfin, pour les mines comportant de nombreuses zones d'affaissement en surface, celles où l'isolation entre le conduit d'évacuation et les zones d'exploitation est complexe, ou celles ouvertes de l'extérieur vers l'intérieur, il est préférable d'opter pour un système mixte (pompage sous pression et ventilation combinées) piloté par une station de commande multi-étages.
L'installation du ventilateur principal se fait généralement en surface, mais peut également être souterraine. L'avantage d'une installation en surface réside dans la facilité d'installation, de révision, de maintenance et d'exploitation, ainsi que dans la moindre vulnérabilité aux catastrophes souterraines. En revanche, le coût de construction des dispositifs de fermeture de tête de puits, d'inversion de flux et de la soufflerie est élevé, et des risques de fuites d'air par court-circuit peuvent survenir. Ces coûts sont d'autant plus importants que la mine est profonde et que le front de taille est éloigné du ventilateur principal. L'installation souterraine du ventilateur principal présente l'avantage d'une meilleure étanchéité. La proximité du ventilateur avec la zone de ventilation réduit les fuites d'air, permettant ainsi une utilisation optimale de l'air ambiant ou des gaz d'échappement, ce qui diminue la résistance à la ventilation et les contraintes d'étanchéité. Cependant, l'installation, l'inspection et l'exploitation sont plus complexes, et le ventilateur est plus vulnérable aux catastrophes souterraines.
Web :https://www.sinocoalition.com/
Email: sale@sinocoalition.com
Téléphone : +86 15640380985
Date de publication : 31 mars 2023
