Ⅱ Ventilação de mina
No subsolo, devido àmineraçãoDevido à operação, oxidação mineral e outros fatores, a composição do ar mudará, manifestando-se principalmente pela redução de oxigênio, aumento de gases tóxicos e nocivos, mistura de poeira mineral, mudanças de temperatura, umidade e pressão, entre outros. Essas mudanças causam danos e impactam a saúde e a segurança dos trabalhadores. Para garantir a saúde dos trabalhadores e condições de trabalho adequadas, além de garantir uma produção segura e contínua, é necessário enviar ar fresco do solo para o subsolo e descarregar o ar poluído do subsolo para o subsolo, sendo esse o objetivo da ventilação da mina.
1 Sistema de ventilação da mina
Para enviar ar fresco suficiente para a face da mineração subterrânea ao longo de uma determinada direção e rota e, ao mesmo tempo, descarregar o ar sujo da mina em uma determinada direção e rota, é necessário exigir que a mina tenha um sistema de ventilação razoável.
1) De acordo com a classificação unificada ou regional de toda a mina
Uma mina constitui um sistema de ventilação integral denominado ventilação uniforme. Uma mina é dividida em vários sistemas de ventilação relativamente independentes, cada um com sua própria entrada de ar, poço de exaustão e potência de ventilação. Embora haja uma conexão entre o poço e a pista, os fluxos de vento não interferem entre si e são independentes, o que é chamado de ventilação divisória.
A ventilação unificada apresenta as vantagens de exaustão concentrada, menos equipamentos de ventilação e gerenciamento centralizado e conveniente. Para minas com pequeno escopo de mineração e poucas saídas de superfície, especialmente as profundas, é razoável adotar a ventilação unificada de toda a mina.
A ventilação por zonas apresenta as vantagens de via aérea curta, baixa força Yin, menor vazamento de ar, baixo consumo de energia, rede simples, fácil controle do fluxo de ar, redução da poluição atmosférica e distribuição do volume de ar, além de proporcionar melhor efeito de ventilação. Portanto, a ventilação por partição é amplamente utilizada em algumas minas com jazidas de minério rasas e dispersas ou em minas com jazidas de minério rasas e com mais poços na superfície.
A ventilação de zona pode ser dividida de acordo com o corpo de minério,mineraçãoárea e nível de palco.
2) Classificação de acordo com a disposição do eixo de entrada de ar e do eixo de saída de ar
Cada sistema de ventilação deve ter, no mínimo, uma entrada de ar confiável e uma saída de ar confiável. Normalmente, a saída de ar da gaiola é usada como poço de ventilação; algumas minas também utilizam poços de ventilação especiais. Como o fluxo de ar de exaustão contém uma grande quantidade de gases tóxicos e poeira, os poços de exaustão geralmente são especiais.
De acordo com a posição relativa do eixo de entrada de ar e do poço de saída de ar, ele pode ser dividido em três arranjos diferentes: formas mistas central, diagonal e diagonal central.
① Estilo central
O poço de entrada de ar e o poço de exaustão estão localizados no centro do corpo de minério, e a rota de fluxo do vento no subsolo é invertida, conforme mostrado na Figura 3-7.
sistema de ventilação central
O layout centralizado apresenta as vantagens de menor custo de infraestrutura, produção rápida, construção centralizada no solo, fácil gerenciamento, trabalho prático em profundidade de poço e fácil proteção contra vento. O layout centralizado é usado principalmente para mineração de corpos de minério laminados.
② A diagonal
No poço de ar na asa do corpo de minério, o poço de exaustão na outra asa do corpo de minério, chamado de diagonal de asa única, conforme mostrado na Figura 3-8. No poço de ar no meio do corpo de minério, o poço de ar de retorno nas duas asas, chamado diagonal de duas asas, conforme mostrado na Figura 3-9. Quando o corpo de minério é muito longo, no poço de ar e no poço de exaustão ao longo do layout de intervalo ou espessura do corpo de minério, no poço de ar, o poço de exaustão ao redor do layout do corpo de minério, chamado de tipo diagonal de intervalo. Na ventilação diagonal, a rota do fluxo de ar na mina é direta.
Poço de ventilação diagonal de asa única
O arranjo diagonal apresenta as vantagens de uma linha de ar curta, menor perda de pressão de ar, menor vazamento de ar, pressão de ar estável durante a produção da mina, distribuição uniforme do volume de ar e maior distância da superfície do local industrial. O modo de layout diagonal é geralmente utilizado em minas de metal.
③ Tipo de mistura diagonal central
Quando o corpo de minério é longo e a faixa de mineração é ampla, o desenvolvimento central pode ser disposto no meio do corpo de minério, para resolver a ventilação da mineração do corpo de minério central no poço de exaustão nas duas alas da mina, resolver a ventilação da mineração do corpo de minério remoto, todo o corpo de minério tem central e diagonal, formando a diagonal central mista.
Embora as formas de arranjo do poço de entrada de ar e do poço de exaustão possam ser resumidas como os tipos acima, devido às condições complexas de ocorrência do corpo de minério e aos diferentes métodos de exploração e mineração, na prática de projeto e produção, o arranjo deve ser feito de acordo com as condições específicas de cada mina, sem as limitações dos tipos acima.
3) Classificação de acordo com o modo de funcionamento do ventilador
Os modos de funcionamento do ventilador incluem tipo de pressão, tipo de extração e tipo misto.
① Pressão
A ventilação por pressão interna visa fazer com que todo o sistema de ventilação atinja um estado de pressão positiva acima da pressão atmosférica local sob a ação do ventilador de pressão principal. Devido à concentração do fluxo de ar, o alto gradiente de pressão na seção de entrada de ar permite que o fluxo de ar fresco seja rapidamente enviado para o subsolo ao longo da rota de ventilação designada, evitando a poluição por outras operações, e a qualidade do ar é boa.
A desvantagem da ventilação por entrada de pressão é que os dispositivos de controle do fluxo de ar, como portas de ventilação, precisam estar localizados na seção de entrada de ar. Devido ao tráfego intenso de veículos e pedestres, a ventilação não é fácil de gerenciar e controlar, e o fundo do poço apresenta grandes vazamentos de ar. O baixo gradiente de pressão é formado no ventilador principal na seção de exaustão, e o ar poluído não pode ser rapidamente descarregado do poço de ar de acordo com a rota designada, tornando o fluxo de ar subterrâneo desordenado. Somam-se a isso a interferência do vento natural, até mesmo o vento reverso, e a poluição causada por novos fenômenos eólicos.
②Tipo de saída
A ventilação extrativa consiste em fazer com que todo o sistema de ventilação, sob a ação do ventilador principal, forme uma pressão negativa inferior à pressão atmosférica local. Devido à concentração de ar de exaustão e ao grande volume de exaustão, a ventilação de exaustão causa um alto gradiente de pressão no lado do ar de exaustão, o que faz com que o ar poluído de cada superfície de trabalho se concentre rapidamente no duto de exaustão, dificultando a propagação da fumaça do sistema de exaustão para outras vias, e a velocidade de exaustão da fumaça é rápida. Esta é uma grande vantagem da ventilação por sucção. Além disso, o ar condicionado e os equipamentos de controle são instalados no duto de exaustão, o que não atrapalha o trânsito de pedestres, proporcionando um gerenciamento conveniente e um controle confiável.
A desvantagem da ventilação por sucção é que, quando o sistema de exaustão não está estanque, é fácil causar o fenômeno de absorção de ar por curto-circuito. Especialmente quando o método de colapso é usado para mineração, a área de subsidência da superfície e o poço de sucção estão conectados, o que torna esse fenômeno mais grave. Além disso, a pressão do vento na superfície de trabalho e em todo o sistema de entrada de ar é baixa, e a via de entrada de ar é afetada pela pressão natural do vento, que é facilmente reversível, resultando em distúrbios no fluxo de ar subterrâneo. O sistema de ventilação por extração mantém o poço de elevação principal na posição de entrada de ar, e as minas do norte devem considerar o poço de elevação no inverno.
A maioria das minas de metal e outras minas não relacionadas ao carvão na China adotam ventilação prolongada.
3) Pressão e bombeamento da mistura
A ventilação mista por bombeamento de pressão é controlada pelo ventilador principal na entrada e na saída, de modo que, sob a ação de maior pressão e gradiente de pressão do vento, as seções de entrada e saída fluam de acordo com a rota designada, a exaustão da fumaça é rápida, o vazamento de ar é reduzido e não é facilmente perturbado pelo vento natural, causando ventos reversos. A vantagem dos modos de ventilação por pressão e de sucção é uma maneira importante de melhorar o efeito da ventilação da mina.
A desvantagem da ventilação mista por pressão e bombeamento é que há necessidade de mais equipamentos de ventilação e o fluxo de ar na seção de vento não pode ser controlado. O vazamento de ar no fundo da entrada do poço e na área de colapso do lado do exaustor ainda existe, mas é muito menor.
Ao escolher o modo de ventilação, a presença de áreas de colapso ou outros canais de difícil isolamento na superfície é um fator muito importante. Para minas contendo elementos radioativos ou rochas minerais com risco de combustão espontânea, deve-se adotar o tipo de bombeamento por pressão ou o tipo misto de bombeamento por pressão, e o tipo de estação de máquinas multiestágio controlável. Para minas sem área de subsidência superficial ou sem área de subsidência, mas que podem manter o duto de exaustão estanque por meio de enchimento e vedação, deve-se adotar o tipo de extração ou o tipo de extração principalmente por extração. Para minas com um grande número de áreas de subsidência superficial, e as minas que não são facilmente isoladas entre o duto de exaustão e o poço de exaustão, ou as minas abertas do ar livre para a mineração subterrânea, deve-se adotar o tipo misto de bombeamento por pressão principal ou o tipo de estação de máquinas multiestágio controlável.
O local de instalação do ventilador principal é geralmente no solo, mas também pode ser instalado no subsolo. A vantagem da instalação no solo é que a instalação, a revisão, a manutenção e o gerenciamento são mais convenientes e não são facilmente danificados por desastres subterrâneos. A desvantagem é que o fechamento da cabeça do poço, o dispositivo de reversão e o túnel de vento têm alto custo de construção e vazamento de ar por curto-circuito; quando a mina é profunda e a face de trabalho está longe do ventilador principal, os custos de instalação e construção são altos. A vantagem do ventilador principal instalado no subsolo é que o dispositivo do ventilador principal vaza menos, o ventilador está próximo da seção de vento, menos vazamento de ar ao longo do caminho pode usar mais ar ou exaustão ao mesmo tempo, o que pode reduzir a resistência da ventilação e a vedação. Sua desvantagem é que a instalação, a inspeção e o gerenciamento são inconvenientes e fáceis de serem danificados por desastres subterrâneos.
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Data de publicação: 31/03/2023
