При проведении горных выработок необходимы по меньшей мере две параллельные выработки, которые обеспечивают аварийный выход, если одна из них будет повреждена, и позволяют проветривать участок горных работ. Во многих шахтах и рудниках существует естественная вентиляция. Однако для обеспечения наиболее крупных рудников воздухом требуется система принудительной вентиляции.

Поскольку метан в угольных пластах находится под давлением, требуются разветвленные и тщательно контролируемые системы вентиляции, обычно вытяжного типа. Загазованный воздух удаляется из шахты мощными вентиляторами, установленными на поверхности в устьях выработок. Чистый воздух поступает через рабочий ствол или устье штольни. Для управления потоком воздуха в подземных выработках используются вентиляционные двери и другие виды барьеров. Рабочие забои проветриваются чистым воздухом, поступающим через вентиляционные трубы или направляемым с одной из сторон вентиляционной перегородки. Перегородка представляет собой барьер, изготавливаемый из влагостойкого материала для продления срока ее службы в условиях высокой влажности, типичной для многих шахт. Продольная перегородка прикрепляется к рядам стоек и натягивается от кровли до почвы горной выработки таким образом, чтобы поток воздуха направлялся вдоль одной из ее сторон. Перегородки часто используются в камерах при камерно-столбовой разработке угля. Они устанавливаются параллельно стенкам камеры, достигая точки, достаточно близкой к забою, обеспечивая шахтеров чистым воздухом, поступающим с одной из сторон перегородки.

Для проветривания горных выработок обычно применяются осевые вентиляторы. На многих старых разработках используются высокопроизводительные центробежные вентиляторы. Большинство вентиляторов, расположенных на поверхности, приводится в действие электродвигателями или сжатым воздухом. Часто, особенно в забоях выработок и туннелей, применяются струйные системы. Объемы воздуха, используемого для проветривания выработок, весьма значительны и рассчитываются на основе норм на одного человека с поправками на удаление пыли, газа и снижение температуры. Минимальная норма подачи воздуха обычно составляет 8,5–14 м³/мин на одного человека; на практике во многих шахтах объем циркулирующего воздуха достигает 42 м³/мин. Развитие вентиляционных систем связано с преодолением аэродинамического сопротивления горных выработок без увеличения скорости воздушного потока.

Освещение. Там, где имеются источники электроэнергии, светильники располагаются вдоль откаточных выработок, штреков и квершлагов, а также в околоствольных дворах и других постоянно работающих объектах. Во многих выработках используются флюоресцентные лампы. Горняки обычно экипируются индивидуальными электрическими головными лампами, работающими от аккумуляторных батарей (массой 1,6–1,8 кг).

Яркое постоянное электрическое освещение в подземных условиях стало мощным фактором повышения безопасности и эффективности горных работ, а в загазованных выработках позволило устранить опасность пожаров и взрывов, которые возникали от открытого пламени применявшихся первоначально карбидных ламп.

Опасности при горных работах. При добыче полезных ископаемых наибольшую опасность представляют: обрушение кровли или вывалы горных пород, горные удары, внезапные выбросы угля и газа, несчастные случаи при откатке, опасности, связанные с неисправным оборудованием, а также взрывы и пожары в выработках, опасных из-за пыли и газа.

Наибольшее число жизней уносят обрушения кровли или вывалы горных пород. Даже из кровли выработок, по результатам регулярных обследований кажущейся устойчивой, часто происходят вывалы горных пород. Для уменьшения тяжести последствий, связанных с этим типом несчастных случаев, используются защитные каски из пластика или алюминия. Применение специальной обуви со стальными набойками и фиксацией стопы позволяет избежать травм ног. Для уменьшения ущерба, причиняемого обрушениями кровли, разработаны усовершенствованные системы анкерной крепи с механическим закреплением и сплошной заделкой болтов, датчики давления для измерения нагрузки на целики и искусственную крепь, а также кабины и козырьки для защиты операторов, управляющих оборудованием. Развиваются системы предупреждения об обрушениях кровли, внедряется дистанционное управление горными машинами и механизмами.

Второе место по частоте жертв и числу травм удерживают несчастные случаи при транспортировке полезного ископаемого. Транспортное оборудование в горных выработках в высокой степени механизировано; аварии из-за механических поломок случаются редко. Доминирующим в несчастных случаях при откатке оказывается человеческий фактор. К числу мер, предпринимаемых для предотвращения несчастных случаев, относится организация сигнальных систем и камер-убежищ от транспортного потока. Для уменьшения опасности, связанной с использованием неисправного горного оборудования, проводятся его регулярные технические осмотры и профилактическое обслуживание, а также инструктаж обслуживающего персонала. Возрастающее потребление электроэнергии в горных выработках повышает вероятность пробоя силовых кабелей. Для уменьшения вероятности такой опасности используются кабели с пластиковым и другими видами покрытий.

Общее число жертв взрывов и пожаров на шахтах не столь велико, однако всего один пожар или взрыв может унести множество жизней. Для предотвращения взрывов в шахтах, опасных по пыли и газу, постоянно совершенствуется система вентиляции, используются вспомогательные вентиляторы в комплексе с горными комбайнами для непрерывной добычи. Разбрызгиватели воды (оросители), установленные на врубовых машинах и комбайнах для поточной работы, не только осаждают содержащуюся в воздухе пыль, образованную в процессе отбойки угля, но служат также для создания водяной завесы, отклоняющей засоренный пылью воздух от оператора и направляющей его в отводящую вентиляционную выработку. Применение систем непрерывного автоматического контроля взрывоопасного метана подтвердило их надежность. Когда концентрация метана достигает критической величины, происходит автоматическое отключение всех механизмов, работающих на опасном участке. Определить присутствие метана и недостаток кислорода можно по пламени в переносной рудничной лампе. Если концентрация метана в воздухе опасна, то пламя лампы заметно выше и ярче, а в случае дефицита кислорода оно гаснет. Пределы взрывоопасной концентрации метана в воздухе составляют 5–15%. Современные шахтеры снабжены переносными детекторами метана, показывающими концентрацию этого газа, а также самоспасателями, обеспечивающими автономную подачу воздуха для дыхания в течение часа. В этом приборе имеется устройство замкнутой циркуляции, позволяющее шахтеру дышать даже в атмосфере, зараженной токсичными газами или дымом, или в условиях недостатка кислорода.

назад