II. Thông gió hầm mỏ
Trong lòng đất, do...khai thác mỏDo hoạt động khai thác, quá trình oxy hóa khoáng chất và các nguyên nhân khác, thành phần không khí sẽ thay đổi, chủ yếu biểu hiện ở sự giảm oxy, tăng lượng khí độc hại, lẫn bụi khoáng, thay đổi nhiệt độ, độ ẩm, áp suất, v.v. Những thay đổi này gây hại và ảnh hưởng đến sức khỏe và sự an toàn của người lao động. Để đảm bảo sức khỏe người lao động, điều kiện làm việc phù hợp và đảm bảo sản xuất an toàn và liên tục, cần phải đưa không khí trong lành từ mặt đất lên lòng đất và thải không khí ô nhiễm từ lòng đất lên mặt đất, đó chính là mục đích của việc thông gió hầm mỏ.
1. Hệ thống thông gió hầm mỏ
Để cung cấp đủ không khí trong lành cho khu vực khai thác ngầm theo một hướng và tuyến đường nhất định, đồng thời thải không khí ô nhiễm ra khỏi mỏ theo một hướng và tuyến đường nhất định, cần phải yêu cầu mỏ phải có một hệ thống thông gió hợp lý.
1) Theo phân loại thống nhất hoặc khu vực của toàn bộ mỏ
Một hầm mỏ cấu thành một hệ thống thông gió tích hợp gọi là thông gió đồng đều. Hầm mỏ được chia thành nhiều hệ thống thông gió tương đối độc lập, và mỗi hệ thống có cửa hút gió, ống thoát khí và công suất thông gió riêng. Mặc dù có sự kết nối giữa giếng thông gió và đường hầm, nhưng luồng gió không ảnh hưởng lẫn nhau và hoạt động độc lập, được gọi là thông gió phân vùng.
Hệ thống thông gió thống nhất có ưu điểm là tập trung khí thải, ít thiết bị thông gió và quản lý tập trung thuận tiện. Đối với các mỏ có quy mô khai thác nhỏ và ít lối ra mặt đất, đặc biệt là các mỏ sâu, việc áp dụng hệ thống thông gió thống nhất toàn mỏ là hợp lý.
Thông gió theo khu vực có ưu điểm là đường dẫn khí ngắn, lực hút âm nhỏ, ít rò rỉ khí, tiêu thụ năng lượng thấp, mạng lưới đơn giản, dễ điều khiển lưu lượng khí, có lợi trong việc giảm ô nhiễm không khí và phân bổ thể tích không khí, và có thể đạt được hiệu quả thông gió tốt hơn. Do đó, thông gió theo khu vực được sử dụng rộng rãi trong một số mỏ có thân quặng nông và phân tán hoặc mỏ có thân quặng nông và nhiều giếng trên bề mặt.
Hệ thống thông gió theo khu vực có thể được phân chia theo từng loại quặng.khai thác mỏkhu vực và cấp độ sân khấu.
2) Phân loại theo cách bố trí trục hút gió và trục xả gió
Mỗi hệ thống thông gió cần có ít nhất một giếng hút gió và một giếng thoát khí đáng tin cậy. Thông thường, giếng nâng lồng thang máy được sử dụng làm giếng thông gió, một số mỏ cũng sử dụng giếng thông gió chuyên dụng. Vì luồng khí thải chứa một lượng lớn khí độc và bụi, nên các giếng thoát khí thường được thiết kế đặc biệt.
Dựa trên vị trí tương đối của ống dẫn khí vào và giếng thoát khí, có thể chia thành ba kiểu bố trí khác nhau: kiểu trung tâm, kiểu chéo và kiểu kết hợp trung tâm-chéo.
① Phong cách Trung tâm
Giếng hút gió và giếng thoát khí nằm ở trung tâm thân quặng, và hướng dòng gió trong lòng đất bị đảo ngược, như thể hiện trong Hình 3-7.
hệ thống thông gió trung tâm
Phương án bố trí trung tâm có ưu điểm là chi phí cơ sở hạ tầng thấp, sản xuất nhanh, xây dựng tập trung, dễ quản lý, thuận tiện cho việc thi công giếng sâu, dễ dàng chống gió. Phương án bố trí trung tâm chủ yếu được sử dụng để khai thác các thân quặng dạng lớp.
② Đường chéo
Thông gió vào giếng gió ở một bên thân quặng, giếng thoát khí ở bên còn lại của thân quặng, được gọi là thông gió chéo một bên, như thể hiện trong hình 3-8; thông gió vào giếng gió ở giữa thân quặng, giếng gió hồi lưu ở hai bên, được gọi là thông gió chéo hai bên, như thể hiện trong hình 3-9; khi thân quặng rất dài, thông gió vào giếng gió và giếng thoát khí được bố trí dọc theo khoảng cách hoặc theo chiều dày thân quặng, thông gió vào giếng gió và giếng thoát khí được bố trí xung quanh thân quặng, được gọi là kiểu thông gió chéo theo khoảng. Trong hệ thống thông gió chéo, đường dẫn luồng không khí trong mỏ là trực tiếp.
Trục thông gió chéo một cánh
Cách bố trí đường ống chéo có ưu điểm là đường ống dẫn khí ngắn, tổn thất áp suất khí ít, rò rỉ khí ít, áp suất khí ổn định trong quá trình khai thác mỏ, phân bố lưu lượng khí đồng đều và khoảng cách từ mặt đất đến khu công nghiệp xa hơn. Phương án bố trí đường ống chéo thường được sử dụng trong các mỏ kim loại.
③ Kiểu trộn chéo trung tâm
Khi thân quặng dài và phạm vi khai thác rộng, phương pháp khai thác trung tâm có thể được bố trí ở giữa thân quặng, nhằm giải quyết vấn đề thông gió cho việc khai thác thân quặng trung tâm thông qua giếng thông gió ở hai bên mỏ, đồng thời giải quyết vấn đề thông gió cho việc khai thác thân quặng ở xa. Toàn bộ thân quặng có cả phương pháp khai thác trung tâm và phương pháp khai thác chéo, tạo thành phương pháp khai thác hỗn hợp trung tâm - chéo.
Mặc dù các hình thức bố trí giếng hút gió và giếng thoát khí có thể được tóm tắt như trên, nhưng do điều kiện hình thành phức tạp của thân quặng và các phương pháp khai thác khác nhau, trong thiết kế và thực tiễn sản xuất, việc bố trí cần được thực hiện theo điều kiện cụ thể của từng mỏ, không bị giới hạn bởi các loại trên.
3) Phân loại theo chế độ hoạt động của quạt
Các chế độ hoạt động của quạt bao gồm chế độ áp suất, chế độ hút và chế độ hỗn hợp.
① Áp suất
Thông gió áp suất cao là phương pháp làm cho toàn bộ hệ thống thông gió đạt trạng thái áp suất dương cao hơn áp suất khí quyển tại chỗ dưới tác động của quạt tăng áp chính. Do sự tập trung luồng không khí, độ chênh lệch áp suất cao ở cửa hút gió có thể giúp luồng không khí trong lành nhanh chóng được đưa vào lòng đất theo tuyến thông gió đã định, tránh ô nhiễm do các hoạt động khác và đảm bảo chất lượng không khí tốt.
Nhược điểm của hệ thống thông gió bằng cửa hút áp suất là các thiết bị điều khiển luồng không khí như cửa gió cần được đặt ở khu vực cửa hút gió. Do lưu lượng giao thông và người đi bộ thường xuyên, việc quản lý và kiểm soát trở nên khó khăn, và đáy giếng có hiện tượng rò rỉ khí lớn. Sự chênh lệch áp suất thấp được hình thành trong quạt thông gió chính ở khu vực thoát khí, và không khí ô nhiễm không thể nhanh chóng được thải ra khỏi giếng thông gió theo đúng lộ trình quy định, khiến luồng không khí dưới lòng đất bị rối loạn. Thêm vào đó là sự can thiệp của gió tự nhiên, thậm chí là gió ngược, gây ô nhiễm do hiện tượng gió mới.
②Loại đầu ra
Thông gió hút là phương pháp làm cho toàn bộ hệ thống thông gió dưới tác động của quạt chính tạo ra áp suất âm thấp hơn áp suất khí quyển tại chỗ. Do sự tập trung của không khí thải và lưu lượng thải lớn, thông gió hút tạo ra sự chênh lệch áp suất cao ở phía không khí thải, khiến không khí bẩn từ mỗi khu vực làm việc nhanh chóng tập trung vào ống dẫn khí thải, khói từ hệ thống thải không dễ lan ra các tuyến đường khác, và tốc độ thải khói nhanh. Đây là một ưu điểm lớn của thông gió hút. Ngoài ra, các thiết bị điều hòa không khí và điều khiển được lắp đặt trong ống dẫn khí thải, không gây cản trở giao thông cho người đi bộ, thuận tiện cho việc quản lý, điều khiển đáng tin cậy.
Nhược điểm của hệ thống thông gió hút là khi hệ thống thoát khí không kín, dễ gây ra hiện tượng hút khí ngắn mạch. Đặc biệt khi sử dụng phương pháp khai thác sập hầm, khu vực sụt lún bề mặt và khu vực khai thác bỏ hoang được kết nối với nhau, hiện tượng này càng nghiêm trọng hơn. Ngoài ra, áp suất gió của bề mặt làm việc và toàn bộ hệ thống thông gió thấp, và đường dẫn khí vào bị ảnh hưởng bởi áp suất gió tự nhiên, dễ bị đảo chiều, dẫn đến rối loạn luồng không khí dưới lòng đất. Hệ thống thông gió hút đặt giếng nâng chính ở vị trí cửa hút khí, và các mỏ ở phía bắc nên xem xét việc bố trí giếng nâng vào mùa đông.
Hầu hết các mỏ kim loại và các mỏ phi than khác ở Trung Quốc đều áp dụng hệ thống thông gió kéo dài.
3) Áp suất và hỗn hợp bơm
Hệ thống thông gió hỗn hợp bơm áp suất được điều khiển bởi quạt chính ở phía cửa hút và cửa xả, sao cho phần cửa hút và phần cửa xả chịu tác động của áp suất gió và độ chênh lệch áp suất cao hơn, luồng gió thổi theo đường dẫn đã định, khói được thải ra nhanh chóng, rò rỉ khí được giảm thiểu, không dễ bị ảnh hưởng bởi gió tự nhiên và gây ra hiện tượng gió ngược. Ưu điểm của cả chế độ thông gió áp suất và chế độ thông gió hút là một cách quan trọng để nâng cao hiệu quả thông gió hầm mỏ.
Nhược điểm của hệ thống thông gió hỗn hợp bằng áp suất và bơm là cần nhiều thiết bị thông gió hơn, và lưu lượng không khí trong khu vực gió không thể kiểm soát được. Hiện tượng rò rỉ khí ở đáy cửa hút giếng và khu vực sụp đổ phía cửa xả vẫn tồn tại, nhưng nhỏ hơn nhiều.
Khi lựa chọn phương thức thông gió, việc bề mặt có khu vực sụt lún hoặc các kênh khó cách ly khác hay không là một yếu tố rất quan trọng. Đối với các mỏ chứa các nguyên tố phóng xạ hoặc đá khoáng có nguy cơ tự bốc cháy, nên áp dụng loại bơm áp lực hoặc loại bơm áp lực hỗn hợp, và nên áp dụng loại điều khiển bằng trạm máy nhiều cấp. Đối với mỏ không có khu vực sụt lún bề mặt hoặc không có khu vực sụt lún nhưng có thể giữ cho ống dẫn khí thải kín bằng cách lấp đầy và bịt kín, nên áp dụng loại hút hoặc loại hút chủ yếu bằng hút. Đối với các mỏ có nhiều khu vực sụt lún bề mặt, và các mỏ khó cách ly giữa ống dẫn khí thải và khu vực khai thác đã ngừng hoạt động, hoặc các mỏ mở từ không khí ngoài trời vào khai thác ngầm, nên áp dụng loại bơm áp lực hỗn hợp hoặc loại điều khiển bằng trạm máy nhiều cấp.
Vị trí lắp đặt quạt thông gió chính thường là trên mặt đất và cũng có thể được lắp đặt dưới lòng đất. Ưu điểm của việc lắp đặt trên mặt đất là việc lắp đặt, đại tu, bảo trì và quản lý thuận tiện hơn và ít bị hư hại do các sự cố dưới lòng đất. Nhược điểm là việc đóng kín miệng giếng, thiết bị đảo chiều và đường hầm gió có chi phí xây dựng cao và rò rỉ khí do hiện tượng đoản mạch; khi mỏ sâu và gương khai thác cách xa quạt thông gió chính, chi phí lắp đặt và xây dựng sẽ cao. Ưu điểm của quạt thông gió chính được lắp đặt dưới lòng đất là thiết bị thông gió chính ít bị rò rỉ, quạt nằm gần khu vực gió, ít rò rỉ khí dọc đường đi có thể sử dụng nhiều không khí hơn hoặc hút ra cùng một lúc, giúp giảm sức cản thông gió và giảm hiện tượng kín khí. Nhược điểm là việc lắp đặt, kiểm tra, quản lý không thuận tiện, dễ bị hư hại do các sự cố dưới lòng đất.
Trang web:https://www.sinocoalition.com/
Email: sale@sinocoalition.com
Số điện thoại: +86 15640380985
Thời gian đăng bài: 31/03/2023
