подземная вентиляторная установка главного проветривания

Формула изобретения

Подземная вентиляторная установка главного проветривания, включающая рабочий и резервный вентиляторы, размещенные в вентиляторной камере, воздухоподводящие и воздухоотводящие каналы, соединительные каналы, тройники, отсекающие ляды, монтажную сбойку, соединенную с вентиляторной камерой, отличающаяся тем, что вентиляторная камера отделена от воздухоподводящих и воздухоотводящих каналов продольной вертикальной перегородкой, а воздухоподводящие и воздухоотводящие каналы выполнены в виде одной горной выработки, разделенной между тройниками продольной горизонтальной перемычкой, при этом ляды для реверсирования воздушной струи установлены в тройниках, а отсекающие ляды расположены в соединительных каналах.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для проветривания шахт и рудников и других объектов народного хозяйства, расположенных под землей.

Известна подземная вентиляторная установка главного проветривания [1], состоящая из рабочего и резервного вентиляторов с реверсивными устройствами, установленных в отдельных камерах, соединительных колен, воздухоподводящих и выходных (воздухоотводящих) каналов, тройников с установленными в них переключающими лядами и монтажной сбойки.

Недостатком рассматриваемой вентиляторной установки главного проветривания являются большие капитальные затраты на проведение вентиляторных камер, воздухоподводящих и воздухоотводящих каналов и на установку реверсивных устройств вентиляторов и эксплуатацонные затраты на их ремонт и поддержание, а также значительные потери полезного ископаемого в предохранительных целиках вокруг вентиляторной установки при разработке пластовых месторождений.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является подземная вентиляторная установка главного проветривания [2], состоящая из рабочего и резервного вентиляторов с реверсивными устройствами, размещенных в одной вентиляторной камере, двух воздухоподводящих и выходного (воздухоотводящего) каналов, тройников с установленными в них переключающими ладами, транспортных (монтажных) сбоек, входных соединительных колен, с помощью которых вентиляторы сопрягаются с воздухоподводящими каналами.

Недостатком прототипа являются повышенные капитальные затраты на проведение воздухоподводящего каналов и установку реверсивных устройств вентиляторов и эксплуатационные затраты на их ремонт и поддержание, а также увеличение потерь полезного ископаемого в предохранительных целиках при разработке пластовых месторождений.

Предлагаемым изобретением решается задача снижения капитальных и эксплуатационных затрат подземной вентиляторной установки главного проветривания и потерь полезного ископаемого за счет изменения пространственного расположения воздухоподводящих и вохдухоотводящих каналов вентиляторной установки.

Для достижения этого технического результата в подземной вентиляторной установке, содержащей рабочий и резервный вентиляторы без реверсивных устройств, размещенные в одной вентиляторной камере, соединительные колена, с помощью которых вентиляторы сопрягаются с воздухоподводящим и вохдухоотводящим каналами, выполненными в виде горной выработки, с установленными в них ладами для реверсирования воздушной струи в общешахтной вентиляционной сети, монтажную сбойку, соединенную с вентиляторной камерой, в отличие от прототипа вентиляторная камера отделена от воздухоподводящих и воздухоотводящих каналов продольной вертикальной перегородкой, а воздухоподводящие и воздухоотводящие каналы выполнены в виде одной горной выработки, разделенной горизонтальной продольной перемычкой, расположенной между тройниками, на две части. Для предупреждения возникновения движения воздуха через неработающий (резервный) в данный момент вентилятор соединительные каналы с нагнетательной или всасывающей стороны оборудованы отсекающими лядами (шиберами).

На фиг.1 показана принципиальная схема подземной вентиляторной установки главного проветривания, вид в плане; на фиг.2 - разрез А -А на фиг.1; на фиг.3 - разрез Б - Б на фиг.1.

Подземная вентиляторная установка главного проветривания включает рабочий 1 и резервный 2 вентиляторы (например, центробежные), размещенные в вентиляторной камере 3. С помощью соединительных каналов 4 вентиляторы сопрягаются с вохдухоподводящим 5 и воздухоотводящим 6 каналами, которые сходятся в тройниках 7 и 8, соединенных с помощью вентиляционных каналов 9 с общешахтной вентиляционной сетью. В тройниках 7 и 8 установлены ляды 10 для реверсирования воздушной струи. Монтажная сбойка 11, предназначенная для доставки оборудования и материалов, соединяется с торцом вентиляторной камеры 3. В соединительных каналах 4 с нагнетательной или всасывающей сторон установлены отсекающие ляды (шиберы) 12. Вентиляторная камера 3 отделена от воздухоподводящего 5 и воздухоотводящего 6 каналов продольной вертикальной перегородкой 13.

Подземная вентиляторная установка главного проветривания работает следующим образом.

В рабочем режиме или в режиме реверсирования воздушной струи работает либо рабочий вентилятор 1, либо резервный вентилятор 2 (по усмотрению службы вентиляции на руднике). В любом случае неработающие вентиляторы 1 или 2 изолируют от воздухоотводящего канала 6 отсекающими лядами (шиберами) 12. В рабочем режиме воздух за счет разрежения, создаваемого рабочим колесом вентилятора, поступает из общешахтной вентиляционной сети в вентиляционный канал 9 и через тройник 7 попадает в воздухоподводящий канал 5, соединительный канал 4, проходит через вентилятор 1, соединительный канал 4 со стороны нагнетания, воздухоотводящий канал 6, тройник 8 и через вентиляционный канал 9 поступает в общешахтную вентиляционную сеть. При этом положение ляд 10 для реверсирования воздушной струи должно быть таким, как показано на фиг.2 сплошными линиями.

При реверсировании воздушной струи в общешахтной вентиляционной сети положение ляд 10 изменяется на противоположное, как это показано на фиг.2 пунктирными линиями. И движение воздуха во всех элементах вентиляторной установки, кроме самого вентилятора 1 или 2 и соединительных каналов 4, происходит в обратном направлении, как это показано на фиг.1...3 пунктирными стрелками.

Шахта 14-14 бис ОАО “Севуралбокситруда” отрабатывает месторождение бокситовых руд, представленное пластом переменной мощности от 0,5 до 40 м с углом падения в среднем, равным 30°. Пласт в недалеком прошлом отрабатывался открытым способом, а в настоящее время рабочие горизонты шахты находятся на отметках от - 620 до - 740 м. Системы разработки, применяемые на шахте (камерная, слоевого обрушения и др.), привели к образованию значительных объемов отработанных пространств, посредством которых рабочие горизонты и рабочие блоки в них связаны аэродинамически не только друг с другом, но и с поверхностью.

Шахта проветривается тремя вентиляторными установками главного проветривания, размещенными на поверхности в разных частях шахтного поля. При суммарной производительности вентиляторов 255,4 м³/с с поверхности в шахту поступает: по основному воздуподающему стволу 14 бис - 72,4 м³ /с; по квершлагам с соседней шахты - 43,4 м³/с или всего 115,8 м³/с, что составляет 45,5% суммарной производительности трех вентиляторных установок (Q _вi). Потери воздуха в надшахтных комплексах сравнительно невелики и составляют в среднем 21,9%. Таким образом, 67,4% суммарной производительности вентиляторов - это объемы воздуха, поступающего в шахту по основным выработкам, и поверхностные утечки в надшахтных комплексах. Весь остальной поступающий в шахту и выдаваемый вентиляторами воздух (35,3% от Q _вi) - это его прососы по выработанным пространствам с поверхности. Этот воздух в проветривании рабочих зон не участвует. В связи с этим был разработан проект реконструкции шахты с использованием двух подземных вентиляторных установок главного проветривания. Установки должны были состоять из вентиляторов типа ВЦД - 31,5 М2 со средней производительностью 110,3 м³/с, обеспечивающие рабочие зоны воздухом на 50% больше, чем существующие.

Однако большие размеры вентиляторов создали ряд трудностей, связанных с доставкой их в шахту, монтажом и большими размерами вентиляторных камер и, как следствие, их слабой устойчивостью. Поэтому для уменьшения размеров поперечного сечения вентиляторной камеры проектом предусматривается размещение в одной камере четырех меньших по размеру вентиляторов типа ВЦ-15, при этом три из них рабочих (один в резерве) с общей производительностью 112,1 м ³/с.

Применение предлагаемого технического решения позволяет избежать подсосов с поверхности, исключить утечки воздуха через надшахтные комплексы (здания), сократить капитальные и эксплуатационные затраты по сравнению с существующими техническими решениями. При этом удается достичь требуемой безопасности работ горнорабочих за счет улучшения санитарно-гигиенических условий труда на рабочих местах. Также удается сократить потери полезного ископаемого в предохранительном целике вокруг вентиляторной установки за счет более компактного расположения в пространстве воздухоподводящих и воздухоотводящих каналов.

Источники информации

1. Патент РФ №2114310, кл. Е 21 F 1/08, опубл. в 1998.

2. Романовский А.А., Черепанов Ю.Б., Чадов А.Н., Мохирев Н.Н. Подземная вентиляторная установка главного проветривания на руднике СКПРУ-1 ПО “Сильвинит”, Известия Вузов. Горный журнал, №11 (прототип), 1991.