|
ки горного оборудования, растет заболеваемость горнорабочих. Зимний подогрев воздуха ведет к повышению среднегодовой температуры воздушной струи, что повышает эффективность работы оборудования, однако увеличивает глубину оттаивания пород летом. Снижение прочности пород, в свою очередь, требует специальных мероприятий по повышению устойчивости горного массива [164]. По данным [165] создание типовых систем по обработке воздуха в сложных климатических и геотермических условиях Севера требует в 1 , 5 3 раза больших капитальных и эксплуатационных затрат по сравнению с другими районами страны. Ввиду существенного увеличения доли затрат на кондиционирование в общей себестоимости добычи полезных ископаемых широкое распространение получили технологические схемы подогрева и охлаждения воздуха в горных выработках с аккумуляцией в породном массиве природных ресурсов тепла и холода. Научное обоснование использования горнотехнических систем регулирования теплового режима дано в работах П.Д. Чабана, Ю.Д. Дядькина и Ю.В. Шувалова, А.Ф. Галкина и Ю.А. Хохолова [170, 171], С.Г. Гендлера [163]. По результатам исследований [163-171] установлено, что наиболее эффективным способом регулирования с точки зрения повышения устойчивости вскрывающих выработок в летнее время является подача в шахту воздуха с температурой, равной естественной температуре горного массива. Верхний предел охлаждения воздуха составляет +2° С при расходе воздуха 10-20 м3/с, то есть параметры теплоаккумулирующих выработок должны обеспечивать охлаждение воздуха, не превышающее этого значения. В качестве теплоаккумулирующих могут использоваться как протяженные выработки (наклонные стволы, штреки, специально пройденные выработки), так и камерообразное выработанное пространство смежных шахт или отрабатываемой шахты. А.Ф. Галкин и Ю.А. Хохолов приводят различные способы и схемы регулирования теплового режима (нагрев, охлаждение) в теплоаккумулирующих выработках и их классификацию. 46 |
Регулирование влажностного режима при высоких температурах в глубоких шахтах сводится, в основном, к предотвращению увлажнения воздуха путем устранения капежа, изоляции водоотливных канавок и т.д. Предотвращение увлажнения воздуха ведет к преимущественному нагреву его сухой части, что сокращает приток тепла от горных пород, и одновременно увеличивает охлаждающий эффект рудничного воздуха [ 197]. Если при разработке глубоких горизонтов основной проблемой горной теплофизики является неблагоприятное воздействие высоких температур на работоспособность и здоровье горнорабочих, то при ре1-улировании температурного режима шахт и рудников Севера наряду с вопросами охраны труда необходимо учитывать влияние параметров микроклимата на процессы, определяющие безопасность и эффективность горных работ. Прежде всего, термодинамические параметры воздушной среды влияют на прочность пород, интенсивность газовыделений, уровень запыленности, образование наледей, организацию пожарного водоснабжения и защитного заземления электрооборудования [54]. Вследствие незначительной протяженности выработок глубокозалегающих (до 200 м) россыпных шахт криолитозоны, основное влияние на формирование теплового режима оказывают климатические условия на поверхности и расход поступающего в шахту воздуха. В условиях многолетней мерзлоты отсутствие подогрева воздуха в зимний период года может привести к снижению температуры, при котором резко ухудшаются эксплуатационные характеристики горного оборудования, растет заболеваемость горнорабочих. Зимний подогрев воздуха ведет к повышению среднегодовой температуры воздушной струи, что повышает эффективность работы оборудования, однако увеличивает глубину оттаивания пород летом. Снижение прочности пород, в свою очередь, требует специальных мероприятий по повышению устойчивости горного массива [77, 82, 204]. По данным [203] создание типовых систем по обработке воздуха в сложных климатических и геотермических условиях Севера требует в 1,5-3 18 раза больших капитальных и эксплуатационных затрат по сравнению с другими районами страны. Ввиду существенного увеличения доли затрат на кондиционирование в общей себестоимости добычи полезных ископаемых широкое распространение получили технологические схемы подогрева и охлаждения воздуха в горных выработках с аккумуляцией в породном массиве природных ресурсов тепла и холода. Научное обоснование использования горнотехнических систем регулирования теплового режима дано в работах П.Д. Чабана, Ю.Д. Дядькина и Ю.В. Шувалова [74, 76, 77, 203], Л.Ф. Галкина и Ю.Д. Хохолова [48, 49, 186], С.Г. Гендлера [53]. По результатам исследований [74, 77, 82, 205] установлено, что наиболее эффективным способом регулирования с точки зрения повышения устойчивости вскрывающих выработок в летнее время является подача в шахту воздуха с температурой, равной естественной температуре горного массива. По данным [199] верхний предел охлаждения воздуха составляет +2° С при расходе воздуха 10-20 м3/с, то есть параметры теплоаккумулирующих выработок должны обеспечивать охлаждение воздуха, нс превышающее этого значения. В качестве теплоаккумулирующих могут использоваться как протяженные выработки (наклонные стволы, штреки, специально пройденные выработки), так и камерообразное выработанное пространство смежных шахт или отрабатываемой шахты. Л.Ф. Галкин и Ю.А. Хохолов [49, 186] приводят различные способы и схемы регулирования теплового режима (нагрев, охлаждение) в теплоаккумулирующих выработках и их классификацию. Дополнительным средством для уменьшения оттаивания многолетнемерзлых пород является теплоизоляция поверхности выработок. В качестве таких покрытий рекомендуется [49] использовать материалы с низкой теплопроводностью, такие как пенополиуретаны, легкие бетоны и т.д. В целях повышения устойчивости выработок и регулирования температурного режима используют способ «проморозки» устьевой части вскрывающих выработок в летний период [11]. Для высокомеханизированных шахт Севера предложена 19 |