Схема проветривания	Определяющие параметры
Рециркуляционная	При   < 5÷6 и βп >15°
Прямоточная	При любых В и Н, βп ≤ 15° и равномерной отработке уступов подветренного борта
Рециркуляционно-прямоточная	При  >8÷10 и βп > 15°
Прямоточно-рециркуляционная	При любых В и Н, βп >15° и неравномерной отработкой его нижних уступов

Рис. 1. Структура воздушного потока при: а) рециркуляционной, б) прямоточной, в) рециркуляционно-прямоточной г) прямоточно-рециркуляционной схемах естественного проветривания карьера

Основные этапы отработки карьера, исходя из схем его естественного проветривания могут устанавливаться графическим и аналитическим способами. Графический способ хотя и более трудоемок по сравнению с аналитическим, однако он более нагляден. Для решения этой задачи на плане карьера в отрабатываемом проектном контуре строятся характерные вертикальные профили, проходящие через его глубокую часть (рис. 2). Критерием оценки эффективности проветривания является безразмерная величина:

                                           (1)

где Н_гр — глубина расположения точки встречи внешней границы турбулентной струи с подветренным бортом карьера при его отработке до проектной глубины, м; Н — глубина карьера на рассматриваемом этапе.

Рис. 2. - Схема к определению основных этапов отработки карьера в зависимости от эффективности его естественного проветривания: I, II и III — этапы разработки

Из рис. 2 и формулы (1) следует, что при различном сочетании Н_гр и Н величина  может иметь разные значения в диапазоне 0≥  ≤ 1. Исходя из эффективности естественного проветривания с учётом влияния вредных примесей на уровень загрязнения атмосферы карьера, основные этапы его отработки соответствующим глубинам, определяемым величиной : первый этап — > 0; второй - 0,5 >  > 0; третий —  < 0.

Таким образом, предельная глубина отработки карьера на первом этапе Н₁ = 0,5 Н_гр, на втором Н₂ = Н_гр, на третьем Н₃ > Н_гр.

На первом этапе отработки объем ОАБКО (рис. 2) проветривается по прямоточной (при β_п ≤ 15°) или рециркуляционно-прямоточной схеме (при β_п > 15°). При этом его большая часть находится в зоне действия прямых потоков воздуха, а рециркуляцией охвачен сравнительно небольшой объем (ОАС'О), примыкающий к подветренному борту карьера. Вследствие этого загрязнения атмосферы не возникают или их уровень незначителен, а скорости воздушного потока у поверхности уступов и дна карьера при среднегодовой скорости ветра U ₀ , как правило, больше 0,5 U ₀ , что обеспечивает достаточно эффективное проветривание отдельных рабочих мест.

На втором этапе отработки карьера объем ОВС^//КО проветривается по рециркуляционно-прямоточной или рециркуляционной схемам. При этом его основная часть находится в зоне рециркуляции воздушных потоков. Вследствие этого загрязнение атмосферы карьера может достигать значительных уровней. При Н = Н_гр скорости воздуха у поверхности уступов и дна карьера не превышают 0,5 U ₀ , что при средних годовых скоростях ветра 2 м/с и более может обеспечить вполне удовлетворительное проветривание отдельных рабочих мест.

На третьем этапе отработки карьера объем ОДЕКО проветриривается по рециркуляционной или рециркуляционно-прямоточной схеме. При этом возникают загрязнения атмосферы глубокой части карьера, а скорости воздушного потока у поверхности уступов и дна карьера, при среднегодовых скоростях ветра 2 м/с и более составляют менее 0,1—0,2 U ₀ , что недостаточно для эффективного проветривания рабочих мест. Особенно неблагоприятные атмосферные условия на этом этапе могут возникать при неравномерной отработке уступов шахтных горизонтов, приводящей к возникновению струй третьего рода.

Фактическая глубина карьера, соответствующая первому и второму этапам его отработки, при проектировании должна устанавливается с учетом розы ветров, исходя из среднего значения Н.

Контрольные вопросы к практической работе №3.

1. Опишите схемы естественного проветривания карьеров и условия их возникновения.

2. Исходя из схем естественного проветривания укажите этапы отработки карьеров.

3. Охарактеризуйте интенсивность проветривания на I этапе отработки карьера.

4. Охарактеризуйте интенсивность проветривания на II этапе отработки карьера.

5. Охарактеризуйте интенсивность проветривания на III этапе отработки карьера.

Практическая работа №4