سرفصل‌های این مطلب

جدیدترین مطالب سایت

انجام تهويه دقيق و صحيح معادن از مهم ترين مسائل مربوط به ايمني معدن است. اجراي مناسب شبکه تهويه معدن مستلزم شناخت و تحليل دقيق حرکت هوا در بخش هاي مختلف معدن است. محاسبات تهويه در معادن متوسط وبزرگ زير زميني از پيچيدگي زيادي برخوردار بوده و مستلزم بکارگيري مدل ها وروش هاي تقريبي رياضي مناسب خواهد بود. 
در معادن سر بسته، طراحی و اجرای تهویه یکی از نکات کلیدی است. درصورت طراحی نامناسب و هوارسانی غیر اصولی در معادن سربسته، کارگران دچار اختلالات تنفسی می شوند و حتی ممکن است آسیب های جانی به ایشان وارد گردد.

تهويه در معادن

قدمت هوادهی معدن به اندازهٔ قدمت معدنکاری زیرزمینی است. هنگامی که معدنکاران کانی‌ها را از تونل‌ها یا چاه‌ها استخراج می‌کردند، هر چه بیشتر و بیشتر در دل تونل یا چاه جلو می‌رفتند نفوذ جریان هوا کمتر و کمتر می‌شد و بنابراین معدنکاران مجبور بودند اقداماتی را انجام دهند تا در زیر زمین خفه نشوند. گئورگیوس اگریکولا در دوازده کتاب معدنکاری و ذوب فلزات خود شرح می‌دهد که معدنکاران چگونه با سازه‌های چوبی مانند کلاهک هوا باد را به درون معدن هدایت می‌کردند یا با دم آهنگری جریان هوای مصنوعی ایجاد می‌کردند. در معدن‌های هارتس در سدهٔ شانزدهم سیستم هوادهی ایجاد شد تا هوا به درون معدن جریان پیدا کرده و از ساخت قنات هوا چشم پوشی شود. نخستین دستگاه‌های هوادهی در معدن‌های هارتس در اوائل سدهٔ هجدهم به کار برده شد.

غالب سیستم های تهویه دو هدف را دنبال می کنند. هدف اول آن ها انتقال هوا از راه های هوایی اصلی است. این کار بین محل کار و سطح بیرون از مل کار رخ میدهد. هدف دوم سیستم های تهویه رقیق سازی هوای محیط محل کار معدن است. سیستم های هوایی باید به گونه ای طراحی شوند که این دو هدف را پوشش دهند. طراحی سیستم های تهویه باید بگونه ای باشد که با کمترین تلفات فشار، بیشترین حجم هوا با کمترین هزینه و مقرون به صرفه ترین روش به دست آید. در بسیاری از سیستم های تهویه مشاهده شده است، که هدف اولیه به طور کامل تضمین می شود، اما از هوای حاصل به درستی استفاده نشده و هدف دوم حاصل نمی شود. در چنین شرایطی کل پروژه شکست خورده است.

معادن

روش های تهویه در معادن

هوای مورد نیاز کارگاه های استخراج و تونل های در حال پیشروی را می‌توان به روش‌های اصلی تامین نمود این روش ها عبارتند :

از دهشی، مکشی و ترکیبی در روش‌های دهشی مستقیماً هوای تازه از طریق لوله به کارگاه و تونل روانه می‌شود و روش مکشی هوای سینه کارها توسط ونتیلاتور هایی که در دهانه خروجی تعیین شده و از آن ها استفاده می گردد شرایط حاکم بر کاربرد این روش ها به شرح زیر است :

روش دهشی

در این روش در جریان هوای تازه که از دهانه ورودی معدن وارد شده موجب جدا شدن رقیق شدن گرد و غبار و گازهای خطرناک می شود روش دهشی تنها نیاز به یک ونتیلاتور لوله هوا دارد مهمترین اشکال تهویه دهشی حرکت و خروج یک پارچه گرد و غبار و دود ناشی از آتشباری در تمام طول تونل است و در این صورت برای تهویه باید کلیه پرسنل را از محل دور کرد به همین علت زمانی که نیاز به تونل سازی سریع باشد عملی نیست.

روش مکشی
یکی از مناسب ترین روش ها برای کاهش گرد و غبار معدن تهویه مکشی است همان طور که گفته شد و بطور اصلی برای تهویه در دهانه خروجی معدن قرار می گیرد در این حالت لوله مکش هوا در نزدیکی سینه کار قرار گرفته گرد و غبار و گازهای موجود در سینه کار را به خارج هدایت می نماید به علت محدودیت هایی که وجود دارد لوله تهویه را نمی‌توان خیلی نزدیک به جبهه کار قرار داد نزدیکترین فاصله لوله تهویه بین ۱۲ تا ۱۵ متری سینه کار است به همین علت در این فاصله فضای راکدی بین انتهای لوله تهویه سینه کار استخراجی به وجود می‌آید که تمرکز گرد و غبار در آن فوق العاده زیاد خواهد شد برای حل این مشکل به وسیله یک ونتیلاتور دهشی و یک لوله کوتاه دیگر هوای تازه را به سینه کار انتقال می‌دهند در اثر این کار گرد و غبار متراکم شده به دهانه ورودی لوله مکش وارد میشود این روش به نام اورلاب معروف است.

روش ترکیبی

در بسیاری از موارد برای تهویه یک منطقه معدنی می توان از روش دهشی و مکشی به صورت مختلط استفاده کرد به کارگیری همزمان روش مکشی و دهشی امکان تنظیم خروجی هوا را به ترتیبی که تونل پیشرفت می‌نماید می دهد همچنین به منظور خارج کردن گرد و غبار ناشی از آتشباری می‌تواند سرعت ماکزیمم استفاده نمود و بعد از آن سرعت را کاهش دهید در این صورت برای صاف کردن هوای محوطه بین نقطه انتهای لوله مکش تا سینه کار به کارگیری یک لوله کمکی ضروری است کمک می کند لوله کمکی با هوای فشرده کار می کند توجه به این نکته ضروری است که در مواقع خطر برای جلوگیری از قرار گرفتن کارگران در معرض گرد و غباری که از لوله به داخل تونل دمیده می شود باید احتیاط های لازم را در لحظه‌ای که ونتیلاتور از حالت مکش به حالت دهش تغییر وضعیت می دهد به عمل آورد.

روش های تهویه با توجه به متد استخراج

  • متد استخراج لانگ وال

در این روش استخراج دو عامل بسیار مهم در سبک تهویه تاثیر گذار است. این عوامل شامل تهویه گاز متان و سایر گازهای که در محیط کار جمع می شوند و افزایش فزاینده رطوبت،گرد و غبار و گرما در اثر تخریب مکانیکی صخره ها است. در شرایطی که گسل های متعدد در سطوح مختلف معدن وجود داشته باشد، استخراج پیچیده تر می شود و با تولیی گاز و گرد و غبار بیشتری همراه است. عموما در آمریکا دو ورودی برای استخراج به این سبک ایجاد می شود، در حالی که در آیین نامه انگلیسی میزان مجاز ورودی به یک محدود شده است. در زیر چند متد تهویه برای روش استخراج لانگ وال آورده شده است.

63
62
  • متد استخراج اتاق و ستون

متد استخراج اتاق و ستون بیشتر در معادن ذغال سنگ به کار بسته می شود، در سیستم های تهویه این نوع از معادن هدف تهویه ی اتاق ها است. در معادنی با این سبک از استخراج دو متد تهویه سیستم های تهویه یک جهته و چند جهته حاکم است. در بین این دو متد تهویه به درستی نمی توان پاسخ داد که کدام یک بهتر است. هر کدام از این متد دارای نکات قوتی است، که دیگری از آن مستثنی است. مزیت های سیستم تهویه چند جهته عبارتند از: نشست کمتر به دلیل افت فشار ناچیز، تهویه پیاپی و انتشار خودکار هوا در مسیر های بازگشت. از مزیت های سیستم تهویه یک جهته نیز می توان به سیستم های توقف کمتر از سیستم چند جهته اشاره کرد.

64

معدن های با ورودی بزرگ

به طور معمول ، معادن دارای ورودی های بزرگ مثلا معادن سنگ آهک ، نمک و رس های نفتی به حجم زیادی هوا احتیاج دارند. با توجه به شرایط توان فن های استفاده شده در این سیستم های تهویه چیزی بین 350000 تا 500000 دور در دقیقه است. در این معادن طراحان با دو مشکل بزرگ نشست هوا در سیستم های توقف و گردش هوا اشاره کرد.

هر دوی این موارد ناشی از اجرای نادرست سیستم های توقف یا عدم وجود آنهاست. در بسیاری از این موارد این دو مشکل می تواند روی روحیه کارکنان و در نتیجه تولید تاثیر گذار باشد. در بسیاری از موارد در چنین معادنی به دلیل مسائل فنی و هزینه ها تمایل به ساخت تعداد کافی از سیستم های توقف ندارند. در این معادن هزینه راه اندازی یک سیستم تهویه کامل در چنین معادنی می تواند تا 21000 ذلار نیز هزینه در بر داشته باشد. این هزینه بالا ناشی از نیاز به فن های قدرتمند است و تهویه رابطه ی مستقیم با مجذور توان فن ها دارد. در زیر تصویری از سیستم تهویه معدن سنگ آهک با ورودی های بزرگ آورده شده است.

ورودي معدن

تجهیزات تهویه در معادن

هوا همیشه در مسیر کمترین مقاومت جریان می یابد، اما ممکن است در جایی نیاز به هدایت هوا باشد. دستگاه های تهویه برای هدایت هوا در جایی که لازم است، مورد نیاز هستند. تولید و کنترل جریان هوا به یک وسیله اصلی برای کل سیستم پنکه های معدن(یا به صورت نصب تک فن یا چند فن) نیاز دارد. علاوه بر این، بسیاری از دستگاه های کنترل دیگر نیز برای توزیع هوای زیرزمینی مؤثر ضروری هستند:

  • اورکاست/ آندرکاست در ساختار تهویه معادن

اورکاست ها پل های هوایی هستند که در آن مجاری هوایی ورودی و بازگشتی برای عبور از یکدیگر لازم است. آنها می توانند از سنگ تراش داده شده، بلوک های بتونی یا فولاد پیش ساخته ساخته شوند.

  • تنظیم کننده در ساختار تهویه معادن

معمولا از رگولاتورها یا تعدیل کننده ها برای کاهش جریان هوا به مقدار دلخواه در یک مسیر هوایی معین یا در یک بخش معین معدن استفاده می شود. بسته به ماندگاری آن و دیفرانسیل فشار که باید در داخل رگولاتور تعبیه شود، مواد مورد استفاده در ساخت رگولاتورها از یک ورقه ترمز ساده ی مسدود کننده راه هوایی تا یک کرکره کشویی، متغیر است.

  • درهای دسترسی در ساختار تهویه معادن

این اجزا به طور کلی درهای دسترسی فولادی هستند که در ایستگاه های بین راه های هوایی ورودی و برگشتی قرار دارند.

  • قفل هوا در ساختار تهویه معادن

هنگامی که درهای دسترسی بین راه های هوایی ورودی و برگشتی ضروری است و دیفرانسیل فشار آنها زیاد است، به طور کلی درهای دسترسی به صورت مجموعه ای از دو در یا بیشتر ساخته می شوند تا بتوانند قفل هوا را تشکیل دهند.

در صورت باز شدن یک در برای عبور وسایل نقلیه یا پرسنل، این کار از اتصال کوتاه جلوگیری می کند. فاصله بین درها باید بتواند طولانی ترین لوکوموتیو حمل و نقل مورد نیاز برای عبور از قفل هوا را در خود جای دهد.

به عنوان یک اقدام کوتاه مدت، ممکن است خطوط شفت مقاوم به آتش به سقف، اطراف و کف معادن زغال سنگ زیرزمینی متصل شوند تا استاپر موقت در جایی که اختلاف فشار در داخل معدن وجود دارد، فراهم شود. برای معادن فلزی و غیر فلزی از انواع لوله های دریچه دار استفاده می شود که فرصتی برای انتقال هوای تازه به درون معادن در محل کار ایجاد می شود. لوله های دریچه دار نیز معمولا در ساختار فن های کمکی مورد استفاده قرار می گیرند.

  • فن های تقویت کننده در ساختار تهویه معادن

هنگامی که جریان هوا در بخشی از معدن بایستی به نحوی تنظیم شود تا میزان نامحدودی از هوا در سیستم باز در دسترس قرار بگیرد، ممکن است از یک فن تقویت کننده برای تقویت جریان هوا استفاده شود. در صورت استفاده از آنها، آنها باید به نحوی در سیستم طراحی شوند تا بتوانند نشتی را کنترل کنند، بدون اینکه باعث چرخش نامطلوب هوا در شرایط عادی یا اضطراری شوند. در ایالات متحده آمریکا، فن های تقویت کننده در معادن زغال سنگ زیرزمینی ممنوع هستند.

  • اسکراب ها و اسپرهای نصب شده بر روی تجهیزات در ساختار تهویه معادن

این ها دستگاه هایی هستند که برای تقویت جریان هوای تازه در نواحی معدنی استفاده می شوند. اسکراب ها “جاروبرقی” هایی هستند که برای سرکوب گرد و غبار مورد استفاده قرار می گیرند، در حالی که اسپرهای آب، هنگامی که از لحاظ استراتژیکی روی ماشین ها قرار گرفته اند، مورد استفاده قرار می گیرند تا به عنوان “فن تقویت کننده” عمل کنند تا دوباره جریان هوا را به طور خاص هدایت کنند.

سيستم تهويه معدن

در این مقاله با اصول کلی تهویه در معادن و تجهیزات آن آشنا شدیم. برای آشنایی بیشتر با معدن و صنایع معدنی ميتوانيد سایر مقالات مارا با موضوع مهندسی معدن در قسمت مقالات سایت مطالعه نمایید.

چنانچه در حوزه کاری خود به مشکلی برخورد کرده‌اید و در جستجوی فرد و یا شرکت‌های توانمند برای حل مشکلتان هستید می توانید با عضویت در سامانه گلوپ و ثبت مشکل خود با این افراد و شرکت ها ارتباط برقرار کنید.

 

 

برای مشاهده مطالب بیشتر به گلوپ پلاس مراجعه فرمایید.

این مطلب را دوست داشتید؟ با دوستانتان به اشتراک بگذارید...

دیدگاهتان را بنویسید

اگر درباره این مطلب نظری دارید می توانید از طریق این قسمت با ما و بازدیدکنندگان ما به اشتراک بگذارید.