Способ вентиляции шахты

 

Использование: горная промышленность , разработка угольных пластов. Сущность изобретения: воздух в шахту подают по рядом расположенным стволу и скважине . Выдают воздух также по стволу и скважине с помощью всасывающего вентилятора . Осуществляют регулирование расхода воздуха. По скважине со свежей струей осуществляют дополнительную подачу воздуха нагнетанием. Согласуют компрессию и расход воздуха этой скважины с депрессией и расходом воздуха ствола со свежей струей. Поддерживают в месте сопряжение ствола с выработками околоствольного двора депрессию, при которой скорость воздуха по этому стволу равна максимально допустимой. Согласовывают режимы работы всасывающих вентиляторов на стволе и скважине с исходящей струей и нагнетательного вентилятора на скважине со свежей струей по определенным зависимостям . 1 з.п.ф-лы, 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю Е 21 F 1/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Оств. = Чмакс Яств, М /С и. и 3

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4909747/03 (22) 07.02.91 (46) 15.04.93. Бюл, М 14 (71) Донецкий научно-исследовательский угольный институт (72) И.М. Андреев, Ю.К. Батманов, А.г. Лепихов, М.А, Моисеев и Н,В. Карнаух (56) Шахтное строительство, 1990, М 7. с, 14 — 16, Справочник Горное дело", т, 6, Углетехиздат, 1959, с. 169.

"Руководство по проектированию вентиляции угольных шахт" Макеевка-Донбасс, 1989, с. 62. (54) СПОСОБ ВЕНТИЛЯЦИИ ШАХТЫ (57) Использование: горная промышленность, разработка угольных пластов. Сущность изобретения: воздух в шахту подают по рядом расположенным стволу и скважиИзобретение относится к горной промышленности, а именно к разработке угольных пластов.

Цель изобретения — повышение эффективности вентиляции шахты, Эта цель достигается техническими ре. шениями, включающими подачу свежей струи по рядом расположенным стволу и скважине и выдачу исходящей по стволу и скважине посредством всасывающего вен- тилятора и регулирование расхода воздуха по шахте.

Предлагаемый способ отличается тем, что подают по скважине со свежей струей дополнительное количество воздуха посредством нагнетания и согласуют компрессию и расход воздуха этой скважины с депрессией и расходом воздуха ствола со

„„с Ы„„1809103 А1 не. Выдают воздух также по стволу и скважине с помощью всасывающего вентилятора. Осуществляют регулирование расхода воздуха, По скважине со свежей струей осуществляют дополнительную подачу воздуха нагнетанием. Согласуют компрессию и расход воздуха этой скважины с депрессией и расходом воздуха ствола со свежей. струей. Поддерживают в месте сопряжения ствола с выработками околоствольного двора депрессию, при которой скорость воздуха по этому стволу равна максимально допустимой. Согласовывают режимы работы всасывающих вентиляторов на стволе и скважине с исходящей струей и нагнетательного вентилятора на скважине со свежей струей по определенным зависимостям. 1 з.п.ф-лы, 4 ил. свежей струей путем поддержания в месте его сопряжения с выработками околоствольного двора депрессии, при которой скорость воздуха по этому стволу равна максимально допустимой и выбирают режим работы всасывающих вентиляторов на стволе и скважине с исходящей струей и нагнетательного вентилятора на скважине со свежей струей по зависимостям: — для всасывающего вентилятора на стволе с исходящей струей ств р и(0 и)2 д . 0 2

+Яств (Чмвкс Яств ),даПа (2) — для всасывающего вентилятора на скважине с исходящей струей

1809103 (3) Оскв = Qm - (яств, м /С; и и 3

hBB = Рскв (Qw Qgs ) + RBC QBC +

+ Рств (Чмакс «яств"3, даПа (4) 5 — для нагнетательного вентилятора на скважине со свежей струей где Чмакс, яств" — предельно допустимая скорость воздуха по стволу с исходящей 15 струей и площадь поперечного сечения этого ствола (соответственно м/с и м );

Рств и Оств, Рств и Оста, Рскв и Оскв, и и. с с, и и, Рскв и Оскв, 20

Рвс и Овс — аэродинамические сопротивления и расходы воздуха стволов с исходящей и свежей струями, скважин с исходящей и свежей струями и подземной 25 части вентиляцзионной сети шахты соответ- . ственно (к,и, м /с);

Qm — расход воздуха по шахте по фактору производственной мощности, м /с;

VM8Kc, тств — предельно допустимая скорость воздуха по стволу со свежей струей и площадь поперечного сечения этого ствола (мlc,M );

hBB ", hBB ", Ьнв " -депрессия всасывающих вентиляторов на стволе и скважине 35 с исходящими струями и напор нагнетательного вентилятора на скважине со свежей струей, даПа.

Кроме того, предлагаемый способ отличается тем, что регулируют изменение рас- 40 хода воздуха по шахте за счет изменения расхода воздуха по скважинам, Благодаря этой новой совокупности отличительных признаков предлагаемого способа обеспечивается следующий поло- 45 жительный эффект:

1 — существенно повышается производственная мощность шахты по фактору вентиляции за счет подачи по скважине со 50 свежей струей дополнительного количества воздуха посредством нагнетания и согласования компрессии и расхода воздуха с депрессией и расходом воздуха ствола со свежей струей путем как поддержания в ме- 55 сте его сопряжения с выработками околоствольного двора депрессии, при которой скорость воздуха по этому стволу равна максимально допустимой, так и путем соглаОсквc«Qe О,т, «Qm Чм„;Яств,м /<; (5)

"НВ = Рскв (Qe Чмакс яств )

Рств (Чмакс Яств )2 даПа„ (6) сования режима работы всех трех вентиляторов по указанным формулам;

2 — возникает возможность использовать резерв скипового ствола, применяемого для отвода исходящей струи, по увеличению скорости воздуха с 8 м/с (как во вспомогательном стволе в случае не меньшего с ним сечения) до предельно допустимой 12 и/с и, следовательно, обеспечивается снижение расхода электроэнергии .на вентиляцию и в ряде случаев ликвидация скважины с исходящей струей, вследствие отвода части исходящей струи скважины через этот ствол учитываемый формулами (1 и 3);

3 — используется, в полной мере важное преимущество скважины по сравнению со стволом, по увеличению скорости воздуха и. следовательно, сокращается количество скважин для подачи заданного количества воздуха в шахту путем снятия укаэанного ограничения;

4 — сокращается расход электроэнергии на вентиляцию при изменении расхода воздуха по шахте посредством регулирования расхода воздуха по скважинам;

5 — реализуется важное направление по переходу с буровзрывного способа проходки стволов при максимально возможном диаметре (для обеспечения необходимым количеством воздуха шахту) на их бурение меньшего диаметра с компенсацией потери этого воздуха путем применения скважин по предлагаемому способу.

На фиг.1,2 показана (в аксонометрии) реализация предлагаемого способа при центральной схеме проветривания шахты, на фиг,3,4 — при фланговой, Предлагаемый способ выполняют следующим образом.

При центральной схеме проветривания шахты (см.фиг.1) в центре шахтного поля проводят два ствола: ствол со свежей струей

1 вспомогательный и ствол с исходящей 2 (скиповой) и рядом с ними две скважины: скважина со свежей струей 3 и скважина с исходящей 4. Выдачу исходящей струю по стволу 2 и скважине 4 производят при помощи всасывающего вентилятора. По скважине со свежей струей 3 подают дополнительное количество воздуха посредством нагнетания, для чего эту скважину оборудуют нагнетательным вентилятором. При этом согласуют компрессию и расход воздуха этой скважины 3 с депрессией и расходом воздуха ствола со свежей 1 путем поддержанйя в месте его сопряжения с выработками околоствольного двора депрессии, при которой скорость воздуха по этому стволу 1

1809103 равна максимально допустимой (согласно Аварийный вентиляционный режим—

ПБ 8 м/с). Принципиальная схема такой реверсированиевентиляционной струи при вентиляции шахты показана на фиг.2. предлагаемом способе в случае применения

Параметры всасывающих вентиляторов как центральной схемы проветривания настволе2искважине4сисходящейструей 5 шахты. так и фланговой выполняют путем и нагнетательного вентилятора на скважине переключения реверсирующих устройств на со свежей струей 3 выбирают по форму- . всех трех вентиляторных установках, в том лам 1 — 6. числе с нагнетательным вентилятором, Регулирование изменения расхода воз- Пример конкретного выполнения преддуха по шахте производят за счет только 10 лагаемого способа, Достаточно его произрасхода воздуха по скважинам 3 и 4, а для вести применительно к центральной схеме этого меняют параметры режимов работы проветривания, при которой предлагаемый их всасывающего и нагнетательного венти- . способ реализуют в полном объеме. ляторов согласно формулам (3 и 4), оставляя Параметры режима работы вентилятотот же режим работы всасывающего венти- 15 ров для ствола с исходящей струей 2 и сквалятора на стволе 2. жины со свежей струей 3 определены на

Предлагаемыйспособвозможновыпол- основании выбора наиболее производинить и ггри фланговой схеме проветривания тельного вентилятора ВЦД-47,5А из числа шахты (см.фиг.3). В центре шахтного поля отечественных, а для скважин с исходящей проводят два ствола, один из них вспомо- 20 струей 4 вентилятор выбран после опредегательный ствол со свежей струей 1, вто- пения параметров указанных вентиляторов рой скиповой ствол 2 (его проветривают с учетом отвода части исходящей струи чеобособленно), а также бурят рядом со ство- рез ствол с исходящей струей 2. лом скважину со свежей струей 3. Кроме Исходные данные: dere = яств = 8 м; того, на флангах шахтного поля бурят по 25 dñêâ = бек = 3 м одной скважине для отвода исходящей I =; R TB = R т " = 0,0016 ки; струи 4л.тволы 1, 2 соединяют с этими скважинами 4 при помощи магистральных штреков 5. В уклонной части шахтного поля (где d, d«>", d«B d«>", — диаметры соотпроводят центральные уклоны 6, а также 30 ветственно стволов со свежей и исходящей струей и таких же скважин; L — длина ствоПо скважине со свежей струей 3 подают лов и скважин; Ьвс — депрессия подземной дополнительное количество воздуха по- вентиляционной сети шахты). средством нагнетания и согласуют компрес- На основании этих данных по предлагасию и расход воздуха этой скважины с 35 емым формулам определены искомые парадепрессией и расходом воздуха ствола со метры (см.таблицу). свежей струей 1, как при указанной цент- Из таблицы видно, что при предлагаеральной схеме, и выбирают режим работы мом способе по сравнению с прототипом, нагнетательного вентилятора 8 по указан- существенно увеличивают подачу воздуха ным основным формулам (5 и 6). 40 по скважине со свежей струей 3 в 4,8 раза

Режим работы всасывающих вентиля- (К = 4,8), т.е. с 65 до 310 м /с, торов 9 на скважинах с исходящей струей 4 В результате при предлагаемом спосоустанавливают по тем же формулам (1 и 2) с бе достигается поставленная цель: повышетой только разницей, что не ограничивают ние производственной мощности шахты по как по стволам, скорость воздуха по этим 45 фактору вентиляция. скважинам (они выполняют функцию ствола Формула изобретения с исходящей струей), Кроме того, отпадает 1. Способ вентиляции шахты вклю юна б, в лючаю.ни добность в формулах (3 и 4) по определе- щий подачу свежей струи по рядом распо ю параметров всасывающего вентилято- женным стволу и скважине, выдачу ра с исходящей струей, располагаемой 50 исходящей струи по стволу и скважине поранее рядом со скважиной со свежей струей — средством всасывающего вентилятора и ре- . такая скважина здесь отсутствует. гулирование расхода воздуха по шахте, о тПринципиальная схема предлагаемого л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышеспособа при этой фланговой схеме провет- ния эффективности вентиляции шахты, подривания представлена на фиг.4. 55 ают по скважине со свежей стр е егулирование по шахте расхода воздуха дополнительное количество воздуха попри его изменении в ту или другую сторону средством нагнетания и согласуют компрес- . и здесь производят эа счет расхода воздуха сию и расход воздуха этой скважины с только по скважине со свежей струей 3, депрессией и расходом воздуха ствола со

1809103

Параметры режима работы вентилятора

Оскв 310 4 свежей струей путем поддержания в месте

его сопряжения с выработками околоствольного двора депрессии, при которой скорость воздуха по этому стволу равна максимально допустимой, и выбирают режим 5 работы всасывающих вентиляторов на стволе и скважине с исходящей струей и нагнетательного вентилятора на скважине со свежей струей по зависимостям: для всасывающего вентилятора на ство- 10 ле с исходящей струей

Оств = Чмакс Яст M /с и и и 3

МВ "= яств" (Оста ) + ReC ОВС + 15

+ Rc» (Чмакс -Яств ), даПа; для всасывающего вентилятора на скважине с исходящей струей

Оскв = Ош Оста, м /с: 20 тВВ = RcKB (Ош О тви) + 1 ВС ОВС +

+ Rc» (Чмакс Яств ), даПа;

2 с, для нагнетательного вентилятора на скважине со свежей струей

Оскв =Ош-Оста =Q ø-Чмакс Яс в, м /с. 25 с 2

ЬНВ = скв (Ош Чмакс Яств ) Rc» (Чмакс ScTe ), даПа, 2 с с2 где VM,к," и Sc»" — предельно допустимая скорость движения воздуха по стволу с исходящей струей и площадь поперечного сечения этого ствола; яств и Оста яств + Оств скв и Оскв и и с с и и йскв и Оскв, RBc и Овс — аэродинамические сопротивления и расходы воздуха стволов с исходящей и свежей струями воздуха, скважин с исходящей и свежей струями и подземной части вентиляционной сети шахты соответственно:

Ош — расход воздуха по шахте по фактору производственной мощности, м /с, Чмакс и Яств — предельно допустимая с с скорость движения воздуха по стволу со свежей струей и площадь поперечного сечения этого ствола;

ЬВВс", ЬВВ-в и ЬнВ-в — депрессии вентиляторов на стволе и скважинах с исходящей и свежей струями соответственно, даПа.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что регулируют изменение расхода воздуха по шахте за счет изменения расхода воздуха по скважинам.

1809103 — Иежпя спру — Исхадяи ая

Транспорт увы

Фьг. Ф

Корректор, M.Ïåòðîâà

Составитель А,Лепихов

Техред M.Mîðãåíòàë

Редактор

° Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 1269 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5