آشنایی با سیستم های تهویه معادن-قسمت دوم

سیستم های تهویه معادن در معادن با ورودی های بزرگ

به طور معمول، معادن با ورودی های بزرگ(به عنوان مثال، سنگ آهک، نمک و رس های نفتی) نیاز به حجم زیادی از هوای سیستم های تهویه معادن(بین 350000 تا 500000 cfm، بسته به شرایط خاص) جهت تهویه مناسب کارهای زیرزمینی دارند. در تلاش برای برطرف کردن این نیاز و تهویه معادن، معمولا دو مشکل اساسی با یکدیگر ادغام می شوند: (1) نشت هوا از طریق توقفگاه ها و (2) گردش هوای محلی، که هر دو در اثر توقفگاه های ساخته شده و نگهداری نشده یا عدم وجود توقفگاه ایجاد می شوند. هر دو می توانند بر محیط کار زیرزمینی تأثیر منفی بگذارند.

اغلب اوقات، مدیریت معدن به ایجاد تعداد کافی از توقفگاه ها جهت سیستم تهویه معادن، یا به دلیل مشکلات فنی یا هزینه های مرتبط، تمایلی ندارد. هوا برای رقیق کردن اگزوز دیزل و برای حفظ حداقل سرعت هوا در راه های هوایی با ابعاد بزرگ به منظور جلوگیری از طبقه بندی هوا استفاده می شود و باید هر اقدام معقول و منطقی انجام شود تا اطمینان حاصل شود که هوای تازه به طور موثری به مکان های کاری که مورد نیاز است، رسانده خواهد شد. هزینه عدم تهویه کافی منجر به عدم بهره وری و کارایی در محیط کار می شود.

عدم وجود سیستم تهویه معادن مناسب می تواند بر عملکرد و روحیه کارگران تأثیر منفی بگذارد. برای ارسال هوای تازه به اماکن کار در مسافت های زیاد، دستگاه های کنترل لازم است. آنها می توانند شامل موارد زیر باشند: (1)توقفگاه در مقیاس بزرگ با استفاده از لوله هایی با روکش فلزی، شفت و سیم (2)اتخاذ طرح مدولار دارای لایه های ستون.

ساخت ایستگاه های ایستاده از هوا در دهانه های بزرگ جهت تهویه معادن، نه تنها وقت گیر و پرهزینه است، بلکه اغلب دشوار است و اعتمادی به صد در صد کارایی آن نیست. هزینه دقیق ساخت ایستگاه های متداول قاب فلزی در عرض 35 فوتی با ورودی 20 فوت به سختی بدست می آید، زیرا بسیاری از متغیرهای درگیر در آن موجب افزایش هزینه کلی می شوند، به عنوان مثال ساخت این سیستم تهویه معادن از 20000 دلار تا 24000 دلار به ازای هر توقفگاه در یک معدن آهکی در آیووا خرج برداشته است.

اغلب اوقات در سیستم تهویه معادن، پارتیشن بندی ها تنها اصول کاربردی برای استفاده در زیر زمین هستند. هزینه ای که از 1500 دلار تا 3000 دلار در هر توقفگاه متغیر است. این موضوع شامل هزینه نیروی کار و مواد می شود. با این حال، متوقفگاه هایی از این قبیل در معرض نشت بسیار بالای مواد بین نوارهای پارتیشن و محیط پیرامون جانبی قرار دارد. نشت بسته به عوامل مختلفی از قبیل کارفرما، طرز نگهداری، نوع معدن متفاوت است(توقفگاه بیش از حد نزدیک به مناطق کار باعث صدمات مکرر بر اثر انفجار خواهد شد) و تا حد کمتری شرایط زمین شناسی از قبیل خرابی سقف و کف پائین می تواند باعث متوقف شدن کار استخراج معدن شود. بر فرض مثال معدن نمکی در اوهایو با اندازه ورودی 20 فوت در 40 فوت، میزان نشت 5100 تا 5500 دور در دقیقه را نشان می دهد. برخی از معدن ها شفت های ستونی مداوم را در امتداد ستون ها آویزان کرده اند که نشت بیشتر در اطراف محیط ها را متوقف می کند.

اگرچه اندازه گیری میزان تأثیر دقیق در هزینه برق به دلیل نشت، دشوار است اما قابل توجه نیز می باشد. از آنجا که هر گونه نشت از طریق توقفگاه در سیستم تهویه معادن باید از طریق “پمپ کردن” هوای بیشتر در زیر زمین برای تأمین نیازهای ایمنی جبران شود، به طور چشمگیری نیاز فن به انرژی را افزایش می دهد زیرا بین قدرت فن و کمیت هوا رابطه مکعبی وجود دارد. به عنوان مثال، افزایش 26 درصدی جریان هوا موجب دو برابر شدن مصرف انرژی برق می شود. هزینه انواع دیگر توقفگاه ها نیز می تواند تقریبا با دلارهای امروز با استفاده از اطلاعات منتشر شده تخمین زده شود.

مدولار بعنوان یک جایگزین دارای پیکربندی در ساختار سیستم تهویه معادن است. در این طرح، عمدا ستون های پارتیشنی در چهار طرف بلوک معدن به صورت از پیش برنامه ریزی شده قرار می گیرد تا بتوان هوا را در مسافت های طولانی تر بطور مؤثر ارسال کرد. نمودار زیر یک معدن فرضی را که با پیکربندی مدولار کار می کند، نشان می دهد.

با این نوع پارتیشن بندی در ساختار سیستم تهویه معادن کاهش هزینه در استخراج معدن چشمگیر است. کاهش نشت هوا به علاوه تعویض فشار اضافی و تأمین تهویه مؤثر، هزینه های مرتبط با استخراج پایین را جبران می کند.