подземная вентиляторная установка главного проветривания

Формула изобретения

Подземная вентиляторная установка главного проветривания, включающая рабочий и резервный вентиляторы, размещенные в вентиляторной камере, соединительные каналы, воздухоподающий и воздухоотводящий каналы, монтажную сбойку, соединенную с вентиляторной камерой, отличающаяся тем, что вентиляторная камера разделена горизонтальной продольной перегородкой на две части, при этом в верхней части расположены вентиляторы под острым углом к продольной оси вентиляторной камеры, а нижняя часть разделена продольной вертикальной перегородкой на два отделения, которые использованы в качестве воздухоподающего и воздухоотводящего каналов.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для проветривания шахт и рудников.

Известна подземная вентиляторная установка главного проветривания [1], состоящая из рабочего и резервного вентиляторов с реверсивными устройствами, размещенных в одной вентиляторной камере, воздухоподающего и выходного (воздухоотводящего) каналов, тройников с установленными в них переключающими лядами, транспортной монтажной сбойки, входных соединительных колен, с помощью которых вентиляторы сопрягаются с воздухоподающими каналами.

Недостатками рассматриваемой вентиляторной установки главного проветривания являются большие капитальные затраты на проведение воздухоподводящих и воздухоотводящих каналов и на установку реверсивных устройств вентиляторов (переключающих ляд, установленных в тройниках) и эксплуатационные 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, воздухоподающего и воздухоотводящего каналов, расположенных в части отгороженной продольной вертикальной перегородкой вентиляторной камеры, соединительных каналов с отсекающими лядами, сопрягающих вентиляторы с воздухоподающим и воздухоотводящим каналами, тройников, соединенных с помощью вентиляционных каналов с общешахтной вентиляционной сетью, и транспортной монтажной сбойки.

Недостатками прототипа являются повышенные капитальные затраты на установку реверсивных устройств вентиляторов и эксплуатационные затраты на их ремонт и поддержание, а также повышенные потери полезного ископаемого в предохранительных целиках вокруг вентиляторной установки 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 вентиляторов и воздухоподающего и воздухоотводящего каналов в вентиляторной камере.

Для достижения этого технического результата в подземной вентиляторной установке, содержащей рабочий и резервный осевые вентиляторы, размещенные в одной вентиляторной камере, монтажную сбойку, соединенную с вентиляторной камерой, в отличие от прототипа вентиляторная камера разделена горизонтальной продольной перегородкой на две части. Верхняя часть вентиляторной камеры разделена продольной вертикальной перегородкой на два отделения, одно из которых используется в качестве воздухоподающего, а другое - воздухоотводящего каналов. Монтажная сбойка соединена с торцом вентиляторной камеры.

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 осевые вентиляторы, размещенные в вентиляторной камере, которая с помощью вентиляционных каналов 3 соединена с общерудничной вентиляционной сетью. Вентиляторная камера разделена с помощью горизонтальной продольной перегородки 4 на верхнюю 5 и нижнюю части. Последняя разделена с помощью продольной вертикальной перегородки 6 на воздухоподающий 7 и воздухоотводящий 8 каналы. Вентиляторы 1 и 2, размещенные в верхней части 5 под острым углом к продольной оси вентиляторной камеры, позволяющей уменьшить ее ширину, с помощью соединительных каналов 9 сопрягаются с воздухоподающим 7 и воздухоотводящим 8 каналами. Монтажная сбойка 10, предназначенная для доставки оборудования и материалов, соединена с верхней частью 5 вентиляторной камеры. Вентиляторы 1 и 2 снабжены запорными клапанами 11 для предупреждения подсоса воздуха через неработающий (резервный) вентилятор.

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 8 запорными клапанами 11 вентиляторов. В рабочем режиме воздух за счет разрежения, создаваемого рабочим колесом вентилятора, поступает из общерудничной вентиляционной сети в вентиляционный канал 3, попадает в воздухоподающий канал 7, проходит через вентилятор 1, воздухоотводящий канал 8 и через вентиляционный канал 3 поступает в вентиляционную сеть. Движение воздуха на фиг.2 и 3 показано сплошными линиями.

При реверсировании воздушной струи в общерудничной вентиляционной сети реверсируется (изменяется направление вращения рабочего колеса) вентилятор 1 и движение воздуха происходит в обратном направлении, как это показано на фиг.2 и 3 пунктирными линиями.

Шахта 14-14 бис ОАО «Севуралбокситруда» отрабатывает месторождение бокситовых руд, представленное пластообразной залежью переменной мощности от 0,5 до 40 м с углом падения, в среднем равным 30°. Залежь в недалеком прошлом отрабатывалась 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 воздухоподающему стволу 14 бис - 72,4 м³/с; по квершлагам с соседней шахты - 43,4 м³/с или всего 115,8 м ³/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 м ³/с, обеспечивающих 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 м³/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 воздухоподающих и воздухоотводящих каналов.

Применение предлагаемого технического решения позволяет сократить капитальные и эксплуатационные затраты и уменьшить потери полезного ископаемого в охранных целиках вокруг вентиляторной установки при разработке пластовых месторождений по сравнению с существующими техническими решениями.

Капитальные затраты снижаются за счет исключения необходимости установки реверсивных устройств вентиляторов для реверсирования воздушной струи. Эксплуатационные затраты снижаются за счет исключения необходимости обслуживания и ремонта устройств для реверсирования воздушной струи. При этом удается достичь требуемой безопасности работ горнорабочих за счет улучшения санитарно-гигиенических условий труда на рабочих местах, а также удается сократить потери полезного ископаемого в предохранительном целике вокруг вентиляторной установки за счет использования нижней части вентиляторной камеры для воздухоподающего и воздухоотводящего каналов и расположения вентиляторов под острым углом к продольной оси вентиляторной камеры.

Источники информации

1. Патент РФ №2114310, кл. Е21F 1/08, опубл. в 1998.

2. Патент РФ №2249111, кл. Е21F 1/08, опубл. в 2005.