устройство для разделения воздушных потоков в шахтных вентиляционных сетях

Формула изобретения

Устройство для разделения воздушных потоков в шахтных вентиляционных сетях, содержащее каналы подачи воздуха, расположенные между крепью и угольным массивом, вентилятор с трубой отсоса воздуха, отличающееся тем, что оно снабжено завесой из прозрачных пластмассовых профилей с грузом, расположенным в нижней части завесы, размещенных на несущих тросах, связанных с приводным барабаном, закрепленным на перекрытии секции крепи и снабженным электроприводом с автоматическим и ручным управлением, а нижняя часть завесы входит в зазор, образованный ограждением кабелеукладчика и решетчатым ограждением, причем вентилятор, перемещаемый по мере отработки угольного массива, расположен на исходящей струе воздуха в вентиляционном штреке, при этом ширина завесы равна ширине секции крепи, а длина в 1,3 раза больше вертикальной высоты крепи.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горной, горно-строительной промышленности и может быть использовано для проветривания очистных забоев при отработке запасов полезных ископаемых с большим газовыделением.

Известна схема вентиляции с последовательным разбавлением вредностей (Ушаков К.З., Бурчаков А.С., Пучков Л.А, Медведев И.И. Аэрология горных предприятий - М.: Недра, 1987, с.275). Свежий воздух подается по откаточному штреку, распределяется между очистным забоем и выработанным пространством и отводится по вентиляционному штреку. Недостатком данной схемы является низкая интенсивность удаления метана из очистного пространства и вынос метана в верхнюю часть лавы и на вентиляционный штрек.

Известна схема вентиляции с обособленным разбавлением вредностей (Ушаков К.З., Бурчаков А.С., Пучков Л.А, Медведев И.И. Аэрология горных предприятий - М.: Недра, 1987, с.276). Свежий воздух подается по откаточному штреку, распределяется между очистным забоем и выработанным пространством и отводится по вентиляционному штреку, причем воздух в вентиляционном штреке разбавляется свежей струей. Недостатком данной схемы является низкая интенсивность удаления метана из очистного пространства и необходимость поддержания выработок в отработанном пространстве.

Известно устройство для разделения воздушных потоков в шахтных вентиляционных сетях, принятое за прототип (заявка на изобретение РФ, №93006328, МПК E 21 F 1/14). Технический результат достигается тем, что подача и отсос воздуха на различные участки шахты происходит раздельно, при этом все устройства предусмотрены для работы с газами легче воздуха (метан), если они появятся, при этом потолок имеет полукруглую форму с желобом по центру, наклоненным к ловушкам для взрывоопасных газов. Воздухоподающие устройства устанавливаются в углублении на полу забоя напротив выступов, в центре между двумя ловушками при горизонтальном положении забоя, а при наклоне забоя вверх - после ловушки, вниз - перед ловушкой. При этом трубы отсоса и подачи воздуха прокладываются под землей, что позволяет при завалах не прекращать подачу и отсос воздуха в отсеченные участки шахты. Недостатками данного устройства являются сложность установки и невозможность использования в процессе очистной выемки для удаления метана.

Техническим результатом изобретения является возможность использования устройства при очистной выемке угля, повышение интенсивности удаления метана за счет разделения воздушных потоков и увеличения скорости движения воздуха в очистном пространстве.

Технический результат достигается тем, что устройство для разделения воздушных потоков в шахтных вентиляционных сетях, содержащее каналы подачи воздуха, расположенные между крепью и угольным массивом, вентилятор с трубой отсоса воздуха, согласно изобретению снабжено завесой из прозрачных пластмассовых профилей с грузом, расположенным в нижней части завесы, размещенных на несущих тросах, связанных с приводным барабаном, закрепленным на перекрытии секции крепи и снабженным электроприводом с автоматическим и ручным управлением, а нижняя часть завесы входит в зазор, образованный ограждением кабелеукладчика и решетчатым ограждением, причем вентилятор, перемещаемый по мере отработки угольного массива, расположен на исходящей струе воздуха в вентиляционном штреке, при этом ширина завесы равна ширине секции крепи, а длина в 1,3 раза больше вертикальной высоты крепи.

Применение предлагаемого способа по сравнению с прототипом позволяет использовать устройство при очистной выемке угля, повысить интенсивность удаления метана за счет разделения воздушных потоков и увеличения скорости движения воздуха в очистном пространстве.

Устройство для разделения воздушных потоков в шахтных вентиляционных сетях поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена схема установки устройства на крепи, разрез А-А, на фиг.2 показана схема расположения устройства при отработке угольного массива, разрез Б-Б, на фиг.3 изображено устройство, разрез Г-Г, на фиг.4 изображено устройство, разрез В-В где:

1 - гидравлическая стойка крепи;

2 - гидродомкрат;

3 - передняя тяга;

4 - задняя тяга;

5 - боковое перекрытие;

6 - перекрытие секции крепи;

7 - основание крепи;

8 - тяга скребкового конвейера;

9 - скребковый конвейер;

10 - барабан завесы;

11 - продольная ось барабана;

12 - прозрачные пластмассовые профили;

13 - закладочный трубопровод;

14 - комбайн;

15 - шнеки комбайна;

16 - кабелеукладчик;

17 - угольный массив;

18 - закладочный массив;

19 - капитальный уклон;

20 - участковый уклон;

21 - откаточный штрек;

22 - вентиляционный штрек;

23 - очистной забой;

24 - вентилятор;

25 - направление движения свежей струи воздуха;

26 - направление движения исходящей струи воздуха;

27 - труба для отсоса воздуха;

28 - груз;

29 - несущие тросы;

30 - ограждение кабелеукладчика;

31 - решетчатое ограждение;

32 - станина;

33 - электропривод барабана.

Устройство для разделения воздушных потоков в шахтных вентиляционных сетях предназначено преимущественно для отработки высокогазоносных угольных пластов. Отработка залежей угля сопровождается большими выделениями взрывчатого и горючего газа метана, которые при отбойке угля ставят ограничения по нагрузке на очистной забой - газовый вентиляционный барьер. В настоящее время вследствие значительной глубины горных работ выделяется все большее количество метана (средняя метанообильность шахт Донецкого и Карагандинского бассейнов равна соответственно 30 и 90 м³/мин). Бороться с такими количествами метана традиционным способом (разбавлением метана воздухом и выносом из шахты вентиляционной струей) во многих случаях оказывается невозможным из-за необходимости подачи в шахту чрезвычайно большого количества воздуха и превышения допустимых скоростей его движения по выработкам. Увеличение подвигания лав на пластах с высокой газообильностью и расширение области применения комплексов с гидравлическими крепями требуют принятия мер по снижению газообильности. Предварительная дегазация разрабатываемого пласта скважинами и повышение дегазации выработанного пространства не всегда обеспечивает снижение газообильности до допустимого уровня, так как наибольшее количество газа выделяется при отбойке угля комбайном. Количество воздуха, подаваемого в очистной забой, регламентируется Правилами безопасности максимально допустимой скоростью движения воздушной струи (не более 4 м/с). За счет разделения воздушных струй, проходящих через очистное пространство, на два направления - выемочное (между угольным массивом и ограждением кабелеукладчика) и людское (за решетчатым ограждением) возможно увеличение количества воздуха, проходящего в непосредственной близости от угольного массива. Минимальное количество воздуха, проходящее через людское направление, рассчитывают исходя из минимально допустимой скорости движения воздушной среды по Правилам безопасности (0,25 м/с).

Угольный массив 17 подготавливают капитальным 19 и участковым 20 уклонами, откаточным 21 и вентиляционным 22 штреками. Затем проводят разрезную печь, монтируют в ней механизированную гидравлическую крепь и образуют очистной забой 23. Отрабатывают угольный массив 17. Гидравлической стойкой 1 крепи, боковым перекрытием 5, перекрытием секции крепи 6 и основанием крепи 7 поддерживают породы висячего бока. Маневровые операции, связанные с перемещением комбайна 14 со шнеками 15, осуществляют с помощью гидродомкрата 2, передней тяги 3, задней тяги 4 и тяги скребкового конвейера 8. Кабелеукладчиком 16 прокладывают кабель между скребковым конвейером 9 и ограждением кабелеукладчика 30. Закладочный массив 18 возводят с помощью закладочного трубопровода 13. Барабан 10 завесы размещают на продольной оси 11 барабана с электроприводом 33 барабана, которую вставляют в станину 32. Станину 32 жестко закрепляют на перекрытии секции крепи 6. Прозрачные высокопрочные пластмассовые профили 12 связывают между собой, барабаном 10 завесы и грузом 28 несущими тросами 29. Ширина полученной завесы равна ширине секции крепи, а длина в 1,3 раза больше вертикальной высоты крепи для обеспечения необходимого при перемещении крепи запаса. Нижняя часть завесы входит в зазор, находящийся на продольной оси 11 барабана. Зазор образован ограждением кабелеукладчика 30 и решетчатым ограждением 31 для более эффективного противодействия нагрузкам от движения воздуха. Завеса на каждой секции механизированной крепи имеет электропривод 33 барабана с автоматическим и ручным управлением. Для обеспечения возможности визуального контроля за процессом отбойки угля профили 12 выполнены прозрачными.

Устройство для разделения воздушных потоков в шахтных вентиляционных сетях работает следующим образом. Воздух подают по капитальному уклону 19, далее по откаточному штреку 21. Затем воздух проходит сквозь очистной забой 23 и подсвежается свежей струей на вентиляционном штреке 22. Направления движения свежей струи воздуха 25 и направление движения исходящей струи воздуха 26 показаны на фиг.2. Завесы, находясь в опущенном положении, создают сплошную перегородку, разделяющую очистной забой 23 по длине. Отсос воздуха проводят из канала, образованного между угольным массивом 17 и завесами по трубам 27 для отсоса воздуха с помощью вентилятора 24, перемещаемого по мере отработки угольного массива 17 и расположенного по ходу движения исходящей струи 26 в вентиляционном штреке 22. За счет увеличения расхода воздуха, проходящего по выемочному направлению (между угольным массивом 17 и завесами), производится наиболее эффективная дегазация отбиваемого угля. В людском направлении (между завесой и крепью) поддерживают расход воздуха исходя из минимально допустимой скорости движения воздушной струи.

Применение данного устройства для разделения воздушных потоков в шахтных вентиляционных сетях обеспечивает следующие преимущества:

- возможность использования при очистной выемке угля;

- повышение интенсивности удаления метана;

- повышение нагрузки на выемочный участок;

- повышение безопасности ведения горных работ;

- снижение себестоимости добываемого угля.