устройство для разделения воздушных потоков в шахтных вентиляционных сетях

Формула изобретения

1. Устройство для разделения воздушных потоков в шахтных вентиляционных сетях, содержащее воздухозаборные каналы и вентилятор с трубой отсоса воздуха, отличающееся тем, что каждый воздухозаборный канал выполнен в виде гибкой пластиковой трубы с шибером, размещенной на нижней стороне перекрытия секции крепи или в теле перекрытия параллельно его продольной оси, причем один конец воздухозаборного канала расположен на уровне рабочего края перекрытия, а второй соединен с трубой отсоса воздуха, закрепленной под перекрытием секции крепи за комбайном параллельно оси скребкового конвейера, а вентилятор установлен на крепи сопряжения на исходящей струе воздуха.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что гибкие пластиковые трубы выполнены П-образной формы с перфорированной по длине перекладиной, расположенной вдоль рабочего края перекрытия секции крепи.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что воздухозаборный канал снабжен переходниками, каждый из которых выполнен в виде двух входящих друг в друга колен, установленных на оси вращения, разделенных воздухонепроницаемой прокладкой, причем переходники и перекрытие соединены между собой с возможностью поворота переходников относительно перекрытия, а ось переходников смещена по вертикали относительно оси шарнира перекрытия секции крепи и параллельна ей.

Описание изобретения к патенту

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

Известен способ проветривания выемочного участка (патент РФ №2005884, МПК E 21 F 1/00). Сущность изобретения: при проветривании выемочного участка по возвратноточной схеме, т.е. при подводе воздуха по конвейерному штреку и отводе по вентиляционному, в очистном забое по мере его подвигания устанавливают направляющие воздушного потока. Одно из них располагают вдоль падающей стороны конвейерного штрека на сопряжении с очистным забоем и загибают в очистном забое вдоль обрушенных пород. Недостатком данного способа является низкая интенсивность удаления метана из очистного забоя.

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, наклоненного 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 его отсоса непосредственно от забоя.

Технический результат достигается тем, что в устройстве для разделения воздушных потоков в шахтных вентиляционных сетях, содержащем воздухозаборные каналы и вентилятор с трубой отсоса воздуха, согласно изобретению каждый воздухозаборный канал выполнен в виде гибкой пластиковой трубы с шибером, размещенной на нижней стороне перекрытия секции крепи или в теле перекрытия параллельно его продольной оси, причем один конец воздухозаборного канала расположен на уровне рабочего края перекрытия, а второй соединен с трубой отсоса воздуха, закрепленной под перекрытием секции крепи за комбайном параллельно оси скребкового конвейера, а вентилятор установлен на крепи сопряжения на исходящей струе воздуха.

Устройство характеризуется также тем, что гибкие пластиковые трубы выполнены П-образной формы с перфорированной по длине перекладиной, расположенной вдоль рабочего края перекрытия секции крепи.

Устройство характеризуется также тем, что воздухозаборный канал снабжен переходниками, каждый из которых выполнен в виде двух входящих друг в друга колен, установленных на оси вращения, разделенных воздухонепроницаемой прокладкой, причем переходники и перекрытие соединены между собой с возможностью поворота переходников относительно перекрытия, а ось переходников смещена по вертикали относительно оси шарнира перекрытия секции крепи и параллельна ей.

Применение предлагаемого устройства по сравнению с прототипом позволяет использовать его при очистной выемке угля, повысить интенсивность удаления метана за счет отсоса метана непосредственно от забоя.

Устройство для разделения воздушных потоков в шахтных вентиляционных сетях поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена схема установки устройства на перекрытии секции крепи, на фиг.2 изображена схема установки устройства на перекрытии секции крепи, вид по стрелке А, на фиг.3 изображена схема устройства с воздухозаборными каналами, размещенными в теле перекрытия секции крепи, на фиг.4 изображена схема установки устройства на перекрытии секции крепи с перфорированной по длине перекладиной, на фиг.5 показана схема размещения устройства при отработке угольного массива, на фиг.6 изображена схема установки устройства на перекрытии секции крепи, вид по стрелке Б, на фиг.7 изображена схема установки устройства на перекрытии секции крепи, на фиг.8 изображена схема воздухозаборных каналов с переходниками в виде колен, 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 - комбайн;

11 - шнеки комбайна;

12 - кабелеукладчик;

13 - ограждение кабелеукладчика;

14 - труба для отсоса воздуха;,

15 - воздухозаборные каналы из гибких пластиковых труб;

16 - угольный массив;

17 - обрушенный массив;

18 - капитальный уклон;

19 - участковый уклон;

20 - откаточный штрек;

21 - вентиляционный штрек;

22 - рабочий край секции крепи;

23 - вентилятор;

24 - направление движения свежей струи воздуха;

25 - направление движения исходящей струи воздуха;

26 - шибер;

27 - секция крепи;

28 - переходники в виде колен;

29 - воздухонепроницаемая прокладка;

30 - ось;

31 - гайки;

32 - ось шарнира перекрытия секции крепи;

33 - перфорированная по длине перекладина;

34 - продольная ось перекрытия секции крепи;

35 - крепь сопряжения.

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). При отсосе метана непосредственно от груди очистного забоя и отводе его в вентиляционный штрек возможно увеличение нагрузки на лаву за счет уменьшения действия газового фактора, так как контрольная точка контроля метана находится на сопряжении вентиляционного штрека и очистного забоя. Разделенный поток воздуха выдают с метаном на вентиляционный штрек, в котором от разбавляется до допустимых Правилами безопасности норм.

Угольный массив 16 подготавливают необходимыми выработками, в том числе капитальным 18 и участковым 19 уклонами, откаточным 20 и вентиляционным 21 штреками. Затем проводят разрезную печь, монтируют в ней секции 27 механизированной гидравлической крепи. Отрабатывают угольный массив 16, по мере отработки которого формируется обрушенный 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 10 со шнеками 11, осуществляют с помощью гидродомкрата 2, передней тяги 3, задней тяги 4. Кабелеукладчиком 12 прокладывают кабель между скребковым конвейером 9 и ограждением кабелеукладчика 13. Скребковый конвейер 9 перемещают с помощью тяги 8 скребкового конвейера. На краях перекрытия 6 крепи закрепляют воздухозаборные каналы 15 из гибких пластиковых труб с шиберами 26 параллельно продольной оси 34 перекрытия секции крепи (фиг.1 и 2). Возможно выполнение воздухозаборных каналов 15 в теле перекрытия секции крепи 6 (фиг.3). Также возможно исполнение воздухозаборных каналов в П-образной форме с перфорированной по длине перекладиной, расположенной вдоль рабочего края перекрытия секции крепи 22 и соединенной с помощью воздухозаборных каналов 15 с трубой отсоса воздуха 14. Длину воздухозаборных каналов принимают такой, чтобы обеспечить эффективный отсос воздуха от груди забоя 22 из верхней его части (один конец воздухозаборного канала 15 располагают на уровне рабочего края 22 перекрытия секции крепи, а второй соединяют с трубой отсоса воздуха 14). Все воздухозаборные каналы 15 подключают к трубе отсоса воздуха 14, закрепленной на секциях крепи 27. Для исключения возможных разрывов воздухозаборных каналов 15 при маневрах секций крепи 27 предлагается использовать подвижные переходники 28, содержащие входящие друг в друга колена с расположенной между ними воздухонепроницаемой прокладкой 29. Колена установлены на оси вращения 30 с гайками 31. Ось 30 переходников смещают по вертикали относительно оси шарнира 32 перекрытия секции крепи и располагают параллельно оси шарнира 32 секции крепи 27. Вентилятор 23 с трубой отсоса воздуха 14 закрепляют на крепи сопряжения 35 на исходящей струе воздуха 25.

Устройство для разделения воздушных потоков в шахтных вентиляционных сетях работает следующим образом. Воздух подают по капитальному уклону 18, далее по откаточному штреку 20. Затем воздух проходит по очистному забою и подсвежается свежей струей на вентиляционном штреке 21. Направления движения свежей струи воздуха 24 и направление движения исходящей струи воздуха 25 показаны на фиг.6. Отсос воздуха с метаном проводят по воздухозаборным каналам 15 по трубе 14 для отсоса воздуха с помощью вентилятора 23, расположенного по ходу движения исходящей струи 24 в вентиляционном штреке 21. За счет отсоса воздуха непосредственно от рабочего края секции 22 производится наиболее эффективная дегазация отбиваемого угля. Регулирование расхода воздуха, проходящего по воздухозаборным каналам 15, производят с помощью шиберов 26.

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.