Значение ВЕНТИЛЯЦИЯ РУДНИКОВ в Энциклопедическом словаре Брокгауза и Евфрона

(проветривание) — вентиляция, или снабжение рудников чистым воздухом, представляет одну из важнейших задач рудничного дела, так как главная ее цель направлена не только к сохранению здоровья рабочих, но и жизни их — особенно в рудниках, содержащих гремучий газ. Вопрос этот имеет также огромное экономическое значение, ибо чем более рудничный воздух по качествам приближается к нормальному, тем производительность рабочих становится большею. Необходимость вентиляции вызывается тем обстоятельством, что рудники соединяются с поверхностью земли лишь небольшим числом шахт или штолен, поэтому заключающийся в них воздух, в большинстве случаев, естественным образом заменяется свежим весьма медленно, а потому портится быстро не только по причине того, что в рудниках находятся рабочие, часто и лошади, горят лампы, гниет дерево, окисляются металлы и т. п., но и потому, что многие горные породы, особенно же глинистые и каменные угли, выделяют из себя в воздух рудников посторонние пары и газы. Притом в глубоких рудниках воздух имеет высокую температуру, а потому, не возобновляемый, быстро утомляет рабочих. В. должна удовлетворять двум главным условиям: понижать температуру рудника и доставлять чистый воздух в необходимом количестве. Повышение температуры воздуха в руднике зависит, кроме естественного поднятия ее при углублении в землю, от употребления для добычи полезных минералов пороха, динамита и др. взрывчатых веществ, от горения ламп и т. п. причин. Наивысшим пределом температуры воздуха, допускаемым в руднике, необходимо считать 47°С, причем работы возможно было производить только при применении исключительных гигиенических средств. При 54°С работы производить оказалось невозможным. Порча рудничного воздуха происходит, сверх того, часто от выделения и образования посторонних, вредных для дыхания газов и твердых веществ в виде пыли. Углекислый газ, кроме происхождения при горении, порохострельной работе и проч., выделяется иногда из трещин, в виде газа, из воды углекислых источников и является после взрывов гремучего газа; при 2% содержании дыхание уже сильно затрудняется и лампы горят тускло, выделяя много копоти; при 4 — 5% наступают у рабочих обмороки, а при 8 — 10% — удушение. Окись углерода есть продукт рудничных пожаров, взрывов гремучего газа и, в особенности, каменноугольной пыли. Примесь ее, составляющая лишь доли процента, производит явление угара. Количество, способное убить человека, оказывает на пламя лампы незначительное влияние, и ввиду этого, если есть основание предполагать ее присутствие в руднике, то необходимо предпринимать крайние меры предосторожности. Встречается также сернистый водород (весьма ядовитый газ), как продукт разложения колчеданов и гниения органических веществ. В рудниках он встречается обыкновенно в небольшом количестве. Ртутные и мышьяковистые пары, равно как и металлическая пыль, встречающиеся в некоторых рудниках, при хорошей вентиляции удаляются легко, а при плохой — могут производить отравление. Из твердых веществ, примешанных к воздуху в виде пыли, нужно особо упомянуть каменноугольную пыль. В большом количестве она причиняет так называемую каменноугольную эмфизему, или phihisis melanotica (кроме того, она имеет свойство воспламеняться и производить даже взрывы). Самый опасный для рудников, хотя не столь ядовитый — это гремучий газ (см. Гремучий газ, Рудничный газ). Взрывы его сопровождаются иногда огромным числом жертв; продуктами взрывов являются углекислота, окись углерода, от которых рабочие задыхаются, хотя бы и уцелели от самого взрыва. Все эти причины ныне заставляют при разработке рудников постоянно прибегать к их вентилированию.Способы проветривания рудников находятся в тесной связи как с величиною рудника, так и с количеством работающих в нем людей и лошадей, горящих ламп и т. п. Относительно того, сколько воздуха потребно на каждого рабочего, лошадь и проч. точных цифр не имеется, и в различных государствах приняты свои, выведенные из практики, данные. В общем же можно принять \[В различных государствах принято требовать следующие количества воздуха: в Англии на 1 рабочего в секунду полагается 1,66 — 2,5 к. ф. возд. (принимая во внимание лампы, лошадей и пр.), в Бельгии 1 — 2 к. ф. в секунду, в С. Америке — 1 — 2 к. ф., в Германии — 5,2 к. ф., в Австрии — около 3 к. ф. Вообще же считают, что рудник вентилируется очень хорошо, если на 1 раб. приходится 8 к. ф., считая лампы, лош. и пр. А. В.\], что потребность свежего воздуха выражается следующими цифрами:На 1 рабоч. в руднике 0,53 куб. ф. в 1 сек." " лошадь 2,12 " " " "" " лампу 0,003 " " " "На 1 ф. пороха, сжигаемого в 8-часовую смену 0,14 куб. ф. в 1 сек.В рудниках, содержащих гремучий газ, при полной работе на каждого рабочего, должно считать большую потребность, до 100 — 120 куб. ф. в минуту.Вентиляция рудников может быть производима или естественным путем, или же искусственным. В первом случае пользуются тем обстоятельством, что воздух, заключенный в руднике, имеет иную температуру и плотность, чем наружный, и если, напр., рудник открывается наружу посредством шахты и штольни или двух шахт, расположенных на различных горизонтах, то вследствие разности в атмосферном давлении над устьями штольни и шахт является нарушение равновесия, и в руднике обнаруживается движение воздуха, или тяга, в силу которой воздух рудника заменяется свежим. Тяга эта тем значительнее, чем более разница в высотах между устьями шахт и штолен и в температурах воздуха в руднике и на поверхности земли. Но так как температура наружного воздуха изменяется, а рудничного более постоянна, то и тяга, а с нею вентиляция, тоже постоянно изменяются. Так, напр., зимою естественная В. бывает сильнее, чем летом. В зависимости от времени года изменяется иногда и самое направление движение воздуха в руднике. Бывают моменты, когда естественная вентиляция прекращается совершенно, так что для ее возобновления приходится прибегать к искусственным мерам. Если шахты рудника расположены на одном и том же горизонте, то для возбуждения тяги над одною из них устраивают высокую трубу. Вообще, естественная вентиляция не отличается энергиею и может быть применима только к небольшим рудникам. Искусственная вентиляция совершается при помощи печей и механически действующих вентиляторов. Воздушные печи помещаются либо в самом руднике возле специальной воздушной вентиляционной шахты (внутренние воздушн. печи), или же на поверхности — возле той же шахты (наружные возд. печи). Назначение внутренних печей — нагрев воздуха в шахте и возбуждение тяги, вследствие которой чистый воздух вступает в рудник по другой шахте или штольне. Для расчета печей полагают, что на 1 кв. ф. площади решетки в рудник втягивается около 1000 к. ф. воздуха в минуту и сжигается около 100 — 150 ф. камен. уг. в 24 часа. Наружные воздушные печи возбуждают тягу вследствие того, что нагретые продукты горения устремляются по дымовой трубе наружу, а на место их поступает воздух из воздушной шахты. На каждый фунт к. угля, сжигаемого на колосниках пар. печи в 24 часа, доставляется в рудник воздуха 1,3 куб. ф. в сек. Полезное действие печек невелико по сравнению с вентиляторами; но если рудник глубже 300 сажен, расход топлива в обоих случаях становится одинаковым. Рудничные вентиляторы действуют двояко: либо накачивают в рудник свежий воздух, который вытесняет собою испорченный, либо же вытягивают из рудника испорченный, взамен которого свежий воздух вступает по другой шахте или штольне. В обоих случаях при расчете вентиляторов и выборе их конструкции необходимо стремиться, чтобы скорость течения воздушной струи в выработках рудника не была значительна, не чувствовалась как ветер и не превышала 7,25 — 10 ф. в секунду, и чтобы сгущение или разрежение воздуха не превосходило предела 4'' — 6'' и в самых крайних случаях 8'' (линий) по водяному манометру. При скорости течения воздуха больше 10 фут. может быть выбрасывание пламени из предохранительных ламп и взрыв гремучего газа, а сильное разрежение или сгущение вредно отзывается на рабочих. Главные типы вентиляторов следующие: поршневые вентиляторы: примером их может служить колоссальный вентилятор Никсона. b10_935-0.jpg Рудничный поршневой вентилятор системы Никсона. Поршень h движется в момент изображения на рис. слева направо, а потому высасывание идет из левого устья, как видно по положению клапанов.Он состоит из двух (на прилагаемом рисунке изображен один из таких цилиндров) больших устроенных из брусьев и обшитых досками цилиндров с клапанами, поршни которых приводятся в движение паровою машиною. Воздух из шахты поступает по особым каналам. На одном из рудников Англии такой вентилятор, извлекающий в 1 минуту 200000 кубич. футов воздуха, действует всасыванием. Полезная работа поршневых вентиляторов = 0,00015Qh, где Q объем извлекаемого воздуха, h разрежение его по водяному манометру; величинаh = k??(\[Lp\]/s)u²где k = 0,0000058, L — длина отдельных выработок, ? — плотность воздуха, s — площадь поперечного сечения выработок, р — периметр и u — скорость течения воздуха. ? обозначает сумму всех подобных членов.Приборы с круговращательным движением поршней. Из них наиболее распространены вентиляторы типа Фабри и Лемиеля. Первый состоит из кожуха, в котором имеются 2 вала с 3 спицами с крестовинами, оканчивающимися дугами. Спицы и крестовины плотно обшиты досками во всю ширину прибора. При вращении в противоположные стороны дуги известное время находятся во взаимном соприкосновении, отчего воздух, заключенный между спицами, крестовинами и дугами захватывается из рудника и выталкивается наружу. Вентилятор действует всасыванием. Размеры его определяются так: диаметр D = 0,08?Q, число оборотов = 500/D, а сила двигателя, при полезном действии прибора 60% = 0,0003Qh. Стоимость вентилятора на 1 силу около 200 мет. руб. Вентилятор Лемиеля состоит из кожуха, в котором эксцентрично вращается барабан с 3 лопастями; последние при действии прибора всегда касаются кожуха, вследствие чего захватывают из шахты воздух и выталкивают его вон. Диаметр вент. определяется из формы Q = 161D², число обор. = 250/D, полез. дейст. 50% и сила двигат. N = 0,0003 Qh. Полная стоимость на 1 силу около 200 р. мет., или 37 к. на 1000 к. ф. воздуха, доставляемого в минуту. Действует всасыванием. Употребимы также центробежные вентиляторы типа Риттингера и Габаля, которые бывают иногда диаметром от 3 до 7 саж. Действуют и всасыванием и нагнетанием. Рассчеты производятся по общим формулам. b10_936-1.jpg Центробежный рудничный вентилятор системы Габаля в вертикальном разрезе, слева — перпендикулярно оси вращения, а справа вдоль по вей. Воздух движется от оси на окружности и уносит через диффузор.Что касается стоимости их, то на каждый 1 к. ф., доставляемый в 1 минуту, стоимость эта составляет 1,2 к.; сила двигателя N = 0,0005Qh.Вентиляторы, действующие всасыванием и нагнетанием, считаются лучшими, ибо ими можно пользоваться до известной степени как регуляторами притока в рудник гремучего газа: всасывание облегчает приток, т. е. освобождает породы от газа, в них содержащегося, и заставляет его уходить с вытягиваемым воздухом, а нагнетание задерживает (особенно важно задержать иногда внезапный приток этого газа).Доставляемый в рудники чистый воздух необходимо распределить так, чтобы он освежал все те места рудника, где производятся работы и совершается движение рабочих, и чтобы все центры работ получили необходимое его количество. С этою целью воздух обыкновенно доставляют по шахте к наиболее глубокому месту рудника, а оттуда распределяют уже его и по верхним горизонтам. Для распределения струи воздуха существуют следующие приспособления: воздушные трубы — деревянные, железные или цинковые; по ним доставляется к забоям чистый воздух или вытягивается испорченный, если труб недостаточно, то устраивают воздушные переборки, разделяющие выработку на две части: для свежего и испорченного воздуха. Чтобы направить струю по кратчайшему направлению или пресечь движение ее по какому-либо направлению, устраивают воздушные двери; они бывают деревянные и открываются в сторону движение вагонов. b10_936-2.jpg Способ вентилирования каменноугольных копей, выделяющих гремучий газ. Воздух, входящий в а заставляют, при помощи перегородок n, m и т. п., проходить во все места работы. Стрелки показывают ход воздуха, выходящего из а'.В рудниках, содержащих гремучий газ, весьма важное значение имеют для проветривания парные выработки, назначение которых ясно из чертежа. На фиг. а представлена система проветривания при работе с подготовкою столбов. Чтобы определить степень проветривания, необходимо знать объем воздуха, протекающего по выработке; это же можно сделать, определив площадь сечения и скорость течения воздуха. Для последней цели употребляют анемометры. В рудничном деле наиболее употребительны анемометры Дикинсона, Комба, Бирама и др.Ср. Haton de la Goupilli?re, "Cours d'exploitation des mines"; "Stollenanlagen" von G. Haupt; "Leitfaden der Bergbaukunde" v. A. Serlo; "Berg. u. H?ttenm?nnische Z. 1878-90"; "Annales de Mines"; Koeller, "Begbaukunst"; "Berg u. H?ttenkalender" 1890. Словари: П. В. Еремеева, В. В. Бека, П. П. Андреева. Справочные книги по горной части И. Тиме и Г. Дорошенко и др. "Горно-заводская механика" И. Тиме.А. К. Васильев. ?.