Ⅱ Ventilazione della miniera
Nel sottosuolo, a causa dellaestrazione minerariaA causa del funzionamento, dell'ossidazione dei minerali e di altri fattori, la composizione dell'aria subirà variazioni, che si manifesteranno principalmente con la riduzione dell'ossigeno, l'aumento di gas tossici e nocivi, la miscelazione di polveri minerali, la temperatura, l'umidità, le variazioni di pressione, ecc. Queste variazioni causano danni e hanno un impatto sulla salute e la sicurezza dei lavoratori. Per garantire la salute dei lavoratori, condizioni di lavoro adeguate e una produzione sicura e continua, è necessario immettere aria fresca dal terreno nel sottosuolo e scaricare l'aria inquinata dal sottosuolo al terreno, che è lo scopo della ventilazione mineraria.
1 Sistema di ventilazione della miniera
Per inviare sufficiente aria fresca alla miniera sotterranea lungo una determinata direzione e percorso, e allo stesso tempo scaricare l'aria sporca dalla miniera in una determinata direzione e percorso, è necessario che la miniera sia dotata di un sistema di ventilazione adeguato.
1)Secondo la classificazione unitaria o regionale dell'intera miniera
Una miniera costituisce un sistema di ventilazione integrale, chiamato ventilazione uniforme. Una miniera è suddivisa in diversi sistemi di ventilazione relativamente indipendenti, ognuno dei quali è dotato di una propria presa d'aria, di un pozzo di scarico e di una propria alimentazione di ventilazione. Sebbene vi sia una connessione tra il pozzo e la carreggiata, i flussi d'aria non interferiscono tra loro e sono indipendenti l'uno dall'altro, il che è definito ventilazione a compartimenti.
La ventilazione unificata offre i vantaggi di un'estrazione concentrata, di un minor numero di apparecchiature di ventilazione e di una comoda gestione centralizzata. Per le miniere con un'estensione mineraria ridotta e poche uscite in superficie, in particolare quelle profonde, è ragionevole adottare la ventilazione unificata per l'intera miniera.
La ventilazione a zone offre i seguenti vantaggi: brevi distanze, bassa forza Yin, minori perdite d'aria, basso consumo energetico, rete semplice, facile controllo del flusso d'aria, riduzione dell'inquinamento atmosferico e distribuzione del volume d'aria, e migliore effetto di ventilazione. Pertanto, la ventilazione a zone è ampiamente utilizzata in alcune miniere con giacimenti minerari superficiali e sparsi o in miniere con giacimenti minerari superficiali e numerosi pozzi in superficie.
La ventilazione delle zone può essere suddivisa in base al giacimento minerario,estrazione minerariaarea e livello del palco.
2) Classificazione in base alla disposizione del condotto di aspirazione e del condotto di scarico dell'aria
Ogni sistema di ventilazione dovrebbe disporre almeno di un pozzo di ingresso e di un pozzo di scarico affidabili. Solitamente il pozzo di sollevamento della gabbia viene utilizzato come condotto di ventilazione; alcune miniere utilizzano anche condotti di ventilazione speciali. Poiché il flusso d'aria di scarico contiene un'elevata quantità di gas e polveri tossici, i pozzi di scarico sono generalmente speciali.
In base alla posizione relativa del condotto di aspirazione dell'aria e del condotto di scarico dell'aria, è possibile suddividere la configurazione in tre diverse configurazioni: centrale, diagonale e mista centro-diagonale.
① Stile centrale
Il pozzo di aspirazione dell'aria e il pozzo di scarico si trovano al centro del corpo di minerale, e il percorso del flusso del vento nel sottosuolo è invertito, come mostrato nella Figura 3-7.
sistema di ventilazione centrale
La configurazione centrale offre i seguenti vantaggi: minori costi infrastrutturali, produzione rapida, costruzione centralizzata del terreno, facilità di gestione, facile accesso alla profondità del pozzo e facile ottenimento di protezione antivento. La configurazione centrale è utilizzata principalmente per l'estrazione di minerali laminati.
② La diagonale
Nel condotto d'aria nell'ala del corpo minerale, nel condotto di scarico nell'altra ala del corpo minerale, chiamato diagonale ad ala singola, come mostrato in Figura 3-8; nel condotto d'aria al centro del corpo minerale, nel condotto di ritorno dell'aria nelle due ali, chiamato diagonale a due ali, come mostrato in Figura 3-9; quando il corpo minerale è molto lungo, nel condotto d'aria e nel condotto di scarico lungo la disposizione degli intervalli o lo spessore del corpo minerale, nel condotto d'aria, nel condotto di scarico attorno alla disposizione del corpo minerale, chiamato tipo diagonale a intervalli. Nella ventilazione diagonale, il percorso del flusso d'aria nella miniera è diretto.
Pozzo di ventilazione diagonale ad ala singola
La disposizione diagonale offre i vantaggi di una linea d'aria corta, minori perdite di pressione, minori perdite d'aria, pressione dell'aria stabile durante la produzione mineraria, distribuzione uniforme del volume d'aria e notevole distanza dalla superficie del sito industriale. La disposizione diagonale è generalmente utilizzata nelle miniere di metalli.
③ Tipo di miscelazione diagonale centrale
Quando il corpo di minerale è lungo e l'intervallo di estrazione è ampio, lo sviluppo centrale può essere disposto al centro del corpo di minerale, per risolvere la ventilazione dell'estrazione del corpo di minerale centrale nel pozzo di scarico nelle due ali della miniera, risolvere la ventilazione dell'estrazione del corpo di minerale remoto, l'intero corpo di minerale ha sia sviluppo centrale che diagonale, formando la diagonale centrale mista.
Sebbene le forme di disposizione del pozzo di aspirazione dell'aria e del pozzo di scarico possano essere riassunte come nelle tipologie sopra indicate, a causa delle complesse condizioni di occorrenza del giacimento minerario e dei diversi metodi di sfruttamento ed estrazione, nella pratica di progettazione e produzione, la disposizione dovrebbe essere realizzata in base alle condizioni specifiche di ciascuna miniera, senza le limitazioni delle tipologie sopra indicate.
3) Classificazione in base alla modalità di funzionamento del ventilatore
Le modalità di funzionamento del ventilatore includono il tipo a pressione, il tipo ad estrazione e il tipo misto.
① Pressione
La ventilazione a pressione interna consiste nel far sì che l'intero sistema di ventilazione raggiunga uno stato di pressione positiva superiore alla pressione atmosferica locale sotto l'azione del ventilatore principale. Grazie alla concentrazione del flusso d'aria, l'elevato gradiente di pressione nella sezione di ingresso dell'aria consente di immettere rapidamente aria fresca nel sottosuolo lungo il percorso di ventilazione designato, evitando l'inquinamento causato da altre attività e garantendo una buona qualità dell'aria.
Lo svantaggio della ventilazione a pressione d'ingresso è che i dispositivi di controllo del flusso d'aria, come le porte di ventilazione, devono essere posizionati nella sezione di ingresso dell'aria. A causa del frequente traffico di persone e del passaggio di persone, la gestione e il controllo risultano difficoltosi, e il fondo del pozzo presenta notevoli perdite d'aria. Nella sezione di scarico del ventilatore principale si forma un gradiente di bassa pressione, che impedisce all'aria inquinata di essere espulsa rapidamente dal pozzo secondo il percorso previsto, creando disordine nel flusso d'aria sotterraneo. A ciò si aggiungono l'interferenza del vento naturale, persino il vento contrario, e l'inquinamento causato dal nuovo vento.
②Tipo di uscita
La ventilazione estrattiva consiste nel far sì che l'intero sistema di ventilazione, sotto l'azione del ventilatore principale, formi una pressione negativa inferiore alla pressione atmosferica locale. A causa della concentrazione dell'aria di scarico e dell'elevato volume di scarico, la ventilazione estrattiva genera un elevato gradiente di pressione sul lato dell'aria di scarico, che concentra rapidamente l'aria sporca di ogni superficie di lavoro nel condotto di scarico, impedendo al fumo del sistema di scarico di diffondersi facilmente in altre vie di comunicazione e garantendo un'elevata velocità di scarico. Questo rappresenta un grande vantaggio della ventilazione ad aspirazione. Inoltre, i sistemi di climatizzazione e controllo sono installati nel condotto di scarico, non ostacolano il passaggio pedonale, garantendo una gestione agevole e un controllo affidabile.
Lo svantaggio della ventilazione ad aspirazione è che, quando il sistema di scarico non è a tenuta stagna, è facile che si verifichino fenomeni di cortocircuito e assorbimento d'aria. Questo fenomeno è particolarmente grave quando si utilizza il metodo di collasso per l'estrazione mineraria, dove l'area di cedimento superficiale e la crepa sono collegate. Inoltre, la pressione del vento sulla superficie di lavoro e sull'intero sistema di aspirazione dell'aria è bassa e il percorso dell'aria in ingresso è influenzato dalla pressione naturale del vento, che è facilmente invertibile, con conseguente disturbo del flusso d'aria sotterraneo. Il sistema di ventilazione ad aspirazione prevede il pozzo di sollevamento principale in posizione di ingresso dell'aria, e le miniere del nord dovrebbero considerare la presenza di un pozzo di sollevamento in inverno.
La maggior parte delle miniere di metalli e di altri materiali non carboniferi in Cina adottano una ventilazione prolungata.
3) Pressione e miscela di pompaggio
La ventilazione mista a pompaggio di pressione è controllata dal ventilatore principale sul lato di ingresso e sul lato di scarico, in modo che le sezioni di ingresso e di scarico, sotto l'azione di una maggiore pressione del vento e di un gradiente di pressione, il flusso del vento segua il percorso designato, lo scarico dei fumi sia rapido, le perdite d'aria siano ridotte, non siano facilmente disturbate dal vento naturale e non causi inversioni del vento. Il vantaggio di entrambe le modalità di ventilazione a pressione e ad aspirazione è un modo importante per migliorare l'efficacia della ventilazione mineraria.
Lo svantaggio della ventilazione mista a pressione e pompaggio è che sono necessarie più apparecchiature di ventilazione e il flusso d'aria nella sezione di ventilazione non può essere controllato. Le perdite d'aria sul fondo dell'ingresso del pozzo e nell'area di collasso del lato di scarico persistono, ma sono molto più ridotte.
Nella scelta della modalità di ventilazione, la presenza di un'area di collasso o di altri canali difficili da isolare sulla superficie è un fattore molto importante. Per le miniere contenenti elementi radioattivi o rocce minerali a rischio di combustione spontanea, si dovrebbe adottare un sistema di pompaggio a pressione o un sistema misto a pompaggio a pressione, e un sistema di controllo centralizzato con stazione di lavoro multistadio. Per le miniere prive di aree di cedimento superficiale o prive di aree di cedimento, ma in grado di mantenere ermetico il condotto di scarico mediante riempimento e sigillatura, si dovrebbe adottare un sistema di estrazione o un sistema di estrazione principalmente basato sull'estrazione. Per le miniere con un gran numero di aree di cedimento superficiale e per le miniere che non sono facilmente isolate tra il condotto di scarico e il canale di scarico, o per le miniere che si aprono dall'aria aperta all'estrazione sotterranea, si dovrebbe adottare un sistema misto a pressione e pompaggio principale o un sistema di controllo centralizzato con stazione di lavoro multistadio.
Il sito di installazione del ventilatore principale è generalmente a terra e può essere installato anche sottoterra. Il vantaggio dell'installazione a terra è che l'installazione, la revisione, la manutenzione e la gestione sono più comode e non facilmente danneggiabili da calamità sotterranee. Lo svantaggio è che la chiusura della testa del pozzo, il dispositivo di inversione e la galleria del vento hanno costi di costruzione elevati e perdite d'aria da cortocircuito; quando la miniera è profonda e il fronte di lavoro è lontano dal ventilatore principale, i costi di installazione e costruzione sono elevati. Il vantaggio dell'installazione sotterranea del ventilatore principale è che il dispositivo di ventilazione principale presenta minori perdite, il ventilatore è vicino alla sezione del vento, minori perdite d'aria lungo il percorso possono utilizzare più aria o scarico allo stesso tempo, il che può ridurre la resistenza alla ventilazione e la tenuta. Lo svantaggio è che l'installazione, l'ispezione e la gestione sono scomode e facilmente danneggiabili da calamità sotterranee.
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Data di pubblicazione: 31 marzo 2023
