Шахтная атмосфера




Главная
Новости
Строительство
Ремонт
Дизайн и интерьер
Строительная теплофизика
Прочность сплавов
Основания и фундаменты
Осадочные породы
Прочность дорог
Минералогия глин
Краны башенные
Справочник токаря
Цементный бетон




13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017





Яндекс.Метрика
         » » Шахтная атмосфера

Шахтная атмосфера

31.08.2017


Коррозионное разрушение металлов и бетона в шахтных условиях происходит не только под воздействием агрессивных вод, но и в результате контакта поверхностей металлических и бетонных сооружений с рудничным воздухом, отличающимся запыленностью, влажностью и наличием в составе газообразных коррозирующих агентов. Рудничный микроклимат в целом определяется влажностью и температурой воздуха, его составом И скоростью движения, барометрическим давлением и температурными перепадами.
Микроклимат шахт существенно зависит от метеорологических условий на поверхности только вблизи стволов. С увеличением глубины выработок, удалением их от околоствольных дворов, увеличением интенсивности проветривания, повышением водопритоков температура и влажность воздуха существенно отличаются от поверхностных показателей.
Температура воздуха по мере удаления выработок от ствола приближается к средней температуре горных пород на данной глубине.
Величина и колебания температуры воздуха в подземных выработках только в неглубоких шахтах зависят от температуры воздуха на земной поверхности. В глубоких выработках определяющими факторами становятся геотермические изменения (нагревания на +1° C на каждые 100 м углубления в шахту), температура горных пород и теплообмен между ними, эндогенные и экзогенные процессы, протекающие в подземных выработках, интенсивность проветривания.
В очистных забоях температура воздуха колеблется в особенно широком диапазоне: от минимальной, определяемой региональным расположением шахты, глубиной выработки и близостью ее расположения от околоствольного двора, до 39—46° С на глубине 1000—1200 м. Прогноз показывает, что с дальнейшим увеличением разработки месторождений температура воздуха, сильно зависимая от температуры горных пород, достигает 55—58° С на глубине около 1500 м.
Относительная влажность рудничного воздуха даже в сухих шахтах редко бывает ниже 70%. Наиболее часто она находится в пределах 80—90%, а в сырых выработках — 96—100%. Сочетание высоких температур и влажности уже способствует возникновению неблагоприятных явлений по отношению к металлам (коррозия) и древесине (гниение).
Ho в рудничном воздухе, помимо элементов общего атмосферного воздуха (кислорода, углекислого газа, азота), присутствуют также примеси, появляющиеся в шахтной атмосфере в связи со спецификой ведения горных работ: взрывчатые, ядовитые, радиоактивные, инертные газы и пары. Например, в результате ведения взрывных работ в рудничный воздух попадают окись углерода, окислы азота, сернистый газ, ядовитые пары мышьяка, ртути, цианистый водород и некоторые другие газы. При возникновении и тушении рудничных пожаров, взрывов метана и угольной пыли появляются окись углерода, аммиак и другие примеси. В результате гниения органических веществ и разложения водой серосодержащих и азотсодержащих пород выделяется сероводород, аммиак, окислы некоторых веществ. При высокой влажности рудничной атмосферы образовывается азотная, азотистая и серная кислота.
Ведение горных работ обычно сопровождается интенсивным пылевыделением: от 1 до 400 мг/м3 пыли. Адсорбируя влагу и оседая на металлических поверхностях, частицы пыли способствуют ускорению коррозионного разрушения шахтного оборудования в местах их локальной концентрации. Особенно интенсивно происходят процессы коррозии в выработках с высокой относительной влажностью (96—100%). В таких условиях вся поверхность шахтного оборудования покрывается коррозией общего характера.
Большую опасность для оборудования представляет собой очаговая (язвенная) коррозия, быстро развивающаяся в местах капежа шахтных агрессивных вод. Рыхлые продукты коррозии за 1,2—2 года достигают слоя 8—10 мм, причем они слабо удерживаются на поверхности металлов. Так, газовые трубы, попадая в капеж, выходят из строя через 8—10 дней.
Скорость коррозии сильно зависит от кислотности среды. ПермНИУИ установлено, что, например, для стали марки 45 через 60 сут величина коррозии при pH 7 составляет 0,07 г/м2, при pH 3 эта величина равна 0,38 г/м2, а при pH 1 — 18,4 г/м2.
Таким образом, воздействие агрессивной среды в сочетании с большим количеством механических примесей и твердых частиц пыли угля и пород резко сокращает срок службы шахтных металлических сооружений и элементов оборудования из-за их интенсивной коррозии.
Применяемая на шахтах для крепления выработок древесина также оказывается в крайне неблагоприятной среде. Отмечаемые на шахтах параметры температуры и относительной влажности способствуют созданию микроклимата для ускоренного хода процесса гниения древесины.
Как известно, гниение представляет собой разложение составных частей древесины под влиянием жизнедеятельности развивающихся в ней мельчайших организмов — грибов. Выделяемые грибами особые химические вещества— ферменты — частично растворяют стенки клеток древесины, используя их для питания и роста грибов. В горных выработках угольных шахт процесс гниения древесины под воздействием грибов внешне проявляется в виде образования на поверхности крепи ватообразных мицеллиальных скоплений.
Таким образом, подземная горная выработка шахты или рудника как по составу, так и по состоянию воздействия является аккумулятором наиболее агрессивных условий как для металлических и бетонных, так и для деревянных сооружений, т. е. по существу для всех традиционно применяемых в шахтах материалов. Это является основной причиной быстрого выхода из строя средств крепления и необходимости проведения перекреплений горных выработок.