Система проветривания нефтешахты

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для проветривания уклонных блоков на месторождениях высоковязкой нефти и природного битума, подземная добыча которых производится шахтным способом. Технический результат заключается в создании системы эффективного проветривания всех рабочих зон нефтешахты и создания безопасных и комфортных условий труда горнорабочих в любое время года путем распределения воздуха по подземным горным выработкам нефтешахты. Система проветривания нефтешахты включает главную вентиляторную установку, установленную на вентиляционном стволе нефтешахты, микроконтроллерный блок, связанный с датчиками температуры и давления воздуха либо с плотномерами, а также с датчиками расхода воздуха. В каждой воздухоподающей выработке уклонного блока расположен вентилятор местного проветривания, а в каждой воздуховыдающей выработке уклонного блока размещен воздушный тамбур, состоящий из перемычек с дверями. Устья вентиляционных скважин уклонных блоков снабжены дефлекторами и поверхностными вентиляторами. Датчики расхода воздуха и датчики температуры и давления воздуха или плотномеры расположены в воздухоподающих выработках уклонных блоков, в главных исходящих вентиляционных выработках, в устьях и околоствольных дворах воздухоподающих стволов и в канале главной вентиляционной установки. Дополнительные датчики расхода воздуха установлены в воздуховыдающих выработках уклонного блока за соединительной выработкой по ходу потока исходящего воздуха, при этом дополнительные датчики температуры, давления или плотномеры расположены в буровых галереях уклонных блоков и на поверхности нефтешахты. Микроконтроллерный блок выполнен с возможностью регулирования расхода воздуха, поступающего в уклонные блоки в зависимости от показаний указанных датчиков за счет изменения режима работы вентиляторов, а также с возможностью изменения производительности главной вентиляторной установки. 4 ил.

 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для проветривания уклонных блоков на месторождениях высоковязкой нефти и природного битума, подземная добыча которых производится шахтным способом с тепловыми методами воздействия на пласт (термошахтный способ) и нефтешахты в целом.

Известна система проветривания подземной отработки подкарьерных запасов кимберлитовой трубки, согласно которой в верхней части спирального автомобильного уклона к поверхности земли расположены вентиляционные скважины, а к месту соединения спирального автомобильного уклона с блочной горизонтальной выработкой за вентиляционными скважинами проходят восстающие, при этом между местом выхода струй воздуха из спирального автомобильного уклона в вентиляционные скважины и восстающими установлены шлюзы герметизации спирального автомобильного уклона (RU №2299988, опубл. 27.05.2007 г.).

Недостатки известной системы следующие:

- отсутствует регулирование режима проветривания с учетом изменяющейся естественной тяги;

- количество воздуха, поступающего за счет работы главного вентилятора в уклон, регулируется с помощью вентиляционного окна, которое оказывает дополнительное аэродинамическое сопротивление, увеличивая затраты электроэнергии на проветривание;

- проветривание подземной отработки подкарьерных запасов только за счет естественной тяги практически невозможно ввиду ее малой величины, особенно в теплое время года (суток), поэтому в системе применяется вентилятор, дополнительно потребляющий электроэнергию;

- выдаваемый через вентиляционную скважину загрязненный воздух попадает в труднопроветриваемый карьер, из которого в подземную отработку подается свежий воздух, в результате чего он может быть загрязнен.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемой системе является устройство, осуществляющее управление режимом проветривания за счет использования системы автоматизации главной вентиляторной установки (RU №131083, опубл. 10.08.2013 г.).

Устройство позволяет осуществлять подачу воздуха в воздухоподающие стволы через калориферные установки, выполненные с возможностью изменения их теплопроизводительности. Регулирование режима работы главной вентиляторной установки (ГВУ) осуществляется при помощи электропривода, на который поступает управляющий сигнал с задающего устройства микроконтроллерного блока (МКБ) в зависимости от рассчитанной в нем величины средней плотности столбов воздуха в воздухоподающих и в вентиляционном стволах шахты, абсолютного значения тепловых депрессий, действующих между стволами шахты и общешахтной естественной тяги. Используются данные, полученные с датчиков температуры и давления, либо плотномеров, а также с датчиков расхода воздуха, расположенных в околоствольных дворах воздухоподающих стволов шахты, в месте пересечения главных вентиляционных выработок с вентиляционным стволом, в канале ГВУ и в калориферных каналах шахты.

Однако известное устройство обладает следующими недостатками.

- система предполагает регулирование производительности ГВУ при работе шахтных калориферных установок, т.е. только в холодное время года;

- осуществляется только регулирование потока воздуха, поступающего в воздухоподающие стволы, т.е. не предусмотрены пути снабжения свежим воздухом подземных горных выработок и рабочих зон.

Таким образом, известная система не обеспечивает эффективное проветривание подземных горных выработок и всех рабочих зон и регулирует подачу воздуха только в холодное время года.

Технический результат заключается в создании системы эффективного проветривания всех рабочих зон нефтешахты и создания безопасных и комфортных условий труда горнорабочих в любое время года путем распределения воздуха по подземным горным выработкам нефтешахты.

Сущность изобретения заключается в том, что в системе проветривания нефтешахты, включающей главную вентиляторную установку (ГВУ), установленную на вентиляционном стволе нефтешахты, микроконтроллерный блок (МКБ), связанный с датчиками температуры и давления воздуха, либо с плотномерами, а также с датчиками расхода воздуха, согласно изобретению, в каждой воздухоподающей выработке уклонного блока расположен вентилятор местного проветривания, а в каждой воздуховыдающей выработке уклонного блока размещен воздушный тамбур, состоящий из перемычек с дверями, а устья вентиляционных скважин уклонных блоков снабжены дефлекторами и поверхностными вентиляторами.

При этом датчики расхода воздуха, датчики температуры и давления воздуха или плотномеры расположены в воздухоподающих выработках, в главных исходящих вентиляционных выработках, в устьях и околоствольных дворах воздухоподающих стволов и в канале ГВУ, а дополнительные датчики расхода воздуха установлены в воздуховыдающих выработках уклонного блока за соединительной выработкой по ходу потока исходящего воздуха. Кроме того, дополнительные датчики температуры и давления или плотномеры расположены в буровых галереях уклонных блоков и на поверхности нефтешахты. Причем МКБ выполнен с возможностью регулирования расхода воздуха, поступающего в уклонные блоки в зависимости от показаний указанных датчиков за счет изменения режима работы вентиляторов местного проветривания, поверхностных вентиляторов и с возможностью изменения производительности ГВУ.

Осуществление разделения потока свежего воздуха на два потока и направление части потока в буровые галереи уклонных блоков, где воздух нагревается и затем выходит через вентиляционные скважины, обеспечивает проветривание подземных горных выработок, что создает безопасные и комфортные условия труда рабочих в любое время года.

Эффективность проветривания обеспечивается регулированием расхода воздуха, поступающего в уклонные блоки, с помощью МКБ в зависимости от показаний датчиков, размещенных в заданных точках, и использования положительного воздействия естественной тяги, возникающей в процессе проветривания.

Изобретение проиллюстрировано следующим образом.

На фиг. 1 представлена общая схема распределения воздуха внутри нефтешахты в процессе проветривания. На фиг. 2 - схема распределения воздуха внутри уклонного блока. Фиг. 3 - элемент I на фиг. 1. На фиг. 4 показана блок-схема заявляемой системы.

1 - свежий воздух;

2 - нагретый воздух;

3 - исходящий поток воздуха;

4 - воздухоподающий ствол;

5 - главная вентиляторная установка (ГВУ);

6 - канал ГВУ;

7 - вентиляционный ствол нефтешахты;

8 - уклонный блок;

9 - воздухоподающая выработка уклонного блока 8;

10 - воздуховыдающая выработка уклонного блока 8;

11 - соединительная выработка;

12 - воздуховод в соединительной выработке 11;

13 - глухая перемычка;

14 - двери;

15 - перемычка воздушного тамбура;

16 - буровая галерея;

17 - вентиляционная труба;

18 - дефлектор;

19 - поверхностный вентилятор;

20 - вентиляционная скважина;

21 - устье вентиляционной скважины 20;

22 - вентилятор местного проветривания;

23 - устье воздухоподающего ствола 4;

24 - околоствольный двор воздухоподающего ствола 4;

25 - главная исходящая вентиляционная выработка;

26 - датчик расхода воздуха;

27 - датчик температуры и давления или плотномер;

28 - микроконтроллерный блок (МКБ);

29 - дополнительный датчик расхода воздуха;

30 - дополнительный датчик температуры и давления или плотномер.

Система проветривания нефтешахты работает следующим образом.

По воздухоподающим стволам 4 свежий воздух 1 всасывается в подземную часть нефтешахты за счет разрежения, создаваемого главной вентиляторной установкой (ГВУ) 5, расположенной на вентиляционном стволе 7. Далее часть потока воздуха 1, имеющего температуру пород (порядка 10°С), проходит по подземных горным выработкам и подается в воздухоподающую выработку 9 уклонного блока 8 нефтешахты, затем поступает в буровую галерею 16, где нагревается при различных условиях от 45 до 70°С, и становится более легким. Из-за разности температур свежего воздуха 1, нагретого воздуха 2, выходящего из буровой галереи 16, и наружного воздуха в результате действия естественной тяги he, поток воздуха направляется на поверхность нефтешахты через вентиляционную скважину 20. Для поддержания устойчивой направленности потока воздуха по скважине 20, последняя оборудована на поверхности источниками тяги в виде дефлектора 18 и поверхностного вентилятора 19. Для предотвращения попадания нагретого воздуха 2 в уклонный блок 8 в нем установлен воздушный тамбур из двух перемычек 15. Для прохода горнорабочих из буровой галереи 16 в уклонный блок 8 и обратно в перемычках 15 установлены двери 14.

Для проветривания зон уклонных боков 8, расположенных за воздушными тамбурами из перемычек 15, другая часть поступающего в нефтешахту свежего воздуха 1 направляется вентиляторами местного проветривания 22 по воздуховодам 12, расположенных в соединительных выработках 11 в воздуховыдающие выработки 10 уклонных блоков 8 и становится потоком исходящего воздуха 3.

Объемный расход потоков воздуха, поступающих в уклонные блоки 8, задается МКБ 28, на который поступает информация с датчиков 26, 27, 29 и 30. Также регулируется и производительность ГВУ 5.

В зависимости от требуемого расхода воздуха для проветривания каждого отдельного уклонного блока 8 МКБ 28 выбирает режим работы поверхностного вентилятора 19. Если действия естественной тяги he, возникающей в отдельном уклонном блоке 8, будет достаточно для проветривания, то поверхностный вентилятор 19 по сигналу с МКБ 28 будет отключен, и поток воздуха будет выдаваться через вентиляционную скважину 20, в устье 21 которой расположена вентиляционная труба 17, с помощью дополнительного постоянно действующего источника тяги - дефлектора 18.

Если действия естественной тяги будет недостаточно, то в зависимости от ее величины МКБ 28 выберет нужный режим работы вентилятора 19, чтобы обеспечить необходимую тягу.

При этом регулируется режим работы вентиляторов местного проветривания 22, например, при помощи частотно-регулируемого электропровода (не показан). Для задания необходимой производительности вентиляторов 22 в воздуховыдающих выработках 10 уклонных блоков 8 установлены датчики 29.

Производительность ГВУ 5 регулируется МКБ 28 в зависимости от параметров наружного воздуха, определяемых при помощи дополнительного датчика температуры и давления или плотномера 30, а также датчиков расхода воздуха 26 и датчиков температуры и давления или плотномеров 27, установленных в устьях 23 и околоствольных дворах 24 воздухоподающих стволов 4, главных исходящих вентиляционных выработках 25 и в канале ГВУ 6.

Система проветривания нефтешахты, включающая главную вентиляторную установку, установленную на вентиляционном стволе нефтешахты, микроконтроллерный блок, связанный с датчиками температуры и давления воздуха либо с плотномерами, а также с датчиками расхода воздуха, отличающаяся тем, что в каждой воздухоподающей выработке уклонного блока расположен вентилятор местного проветривания, а в каждой воздуховыдающей выработке уклонного блока размещен воздушный тамбур, состоящий из перемычек с дверями, а устья вентиляционных скважин уклонных блоков снабжены дефлекторами и поверхностными вентиляторами, датчики расхода воздуха и датчики температуры и давления воздуха или плотномеры расположены в воздухоподающих выработках уклонных блоков, в главных исходящих вентиляционных выработках, в устьях и околоствольных дворах воздухоподающих стволов и в канале главной вентиляционной установки, а дополнительные датчики расхода воздуха установлены в воздуховыдающих выработках уклонного блока за соединительной выработкой по ходу потока исходящего воздуха, при этом дополнительные датчики температуры, давления или плотномеры расположены в буровых галереях уклонных блоков и на поверхности нефтешахты, причем микроконтроллерный блок выполнен с возможностью регулирования расхода воздуха, поступающего в уклонные блоки в зависимости от показаний указанных датчиков за счет изменения режима работы вентиляторов местного проветривания и поверхностных вентиляторов, а также с возможностью изменения производительности главной вентиляторной установки.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при искусственном проветривании застойных зон глубоких карьеров. Техническим результатом предлагаемого решения является повышение эффективности регулирования вентиляционных потоков и их распределения между застойными зонами, что позволяет уменьшить материальные и энергетические затраты на проветривание карьера.

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к системам автоматизации вентиляторных установок, и может быть использовано для обеспечения безопасного, энерго- и ресурсосберегающего проветривания подземных горнодобывающих предприятий.

Изобретение относится к области вентиляции и кондиционирования, а именно к устройствам с естественной вентиляцией с утилизацией тепла. Технический результат направлен на создание устройства с естественной энергонезависимой вентиляцией с возможностью утилизации тепла, распределенного в толще грунта, позволяющего поддерживать положительную температуру внутри подземного сооружения, обеспечивая естественную вентиляцию, предотвращающую опасный уровень загазованности помещения.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для проветривания выемочных участков (панелей и блоков). Технический результат заключается в разработке энергоэффективного способа проветривания выемочного участка при обратном порядке отработки полезного ископаемого, расположенного по падению пласта, обеспечивающего регулирование работы вентиляторов местного проветривания в зависимости от величин тепловых депрессий, возникающих между выработками выемочного участка, а также угла γ наклона камер относительно оси выемочного штрека.

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к системе регулирования воздухоподготовки на поземном горном предприятии. Технический результат заключается в создании высокоэффективной автоматизированной системы регулирования воздухоподготовки на подземном горнодобывающем предприятии, работающей в холодное и теплое время года за счет обеспечения надежной работы системы воздухоподготовки с использованием резервной шахтной калориферной установки.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для проветривания подземных горнодобывающих предприятий. Техническим результатом является повышение энергоэффективности проветривания за счет действия тепловых депрессий, действующих между стволами, и общерудничной естественной тяги на всех типах подземных горнодобывающих предприятий, работающих по различным способам проветривания (всасывающему, нагнетательному или комбинированному) с различным количеством стволов; расширение периода использования способа (круглогодично).

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при проветривании глубоких карьеров трубопроводным способом. Техническим результатом является повышение эффективности проветривания крупных застойных зон глубоких карьеров за счет расширения зоны активного действия вентиляционного трубопровода.

Изобретение относится к системам обогрева различных объектов и предназначено преимущественно для использования при подогреве воздуха, подаваемого в шахту. Установка для подогрева воздуха, подаваемого в шахту, содержит камеру сгорания, воздухоподогреватель, вентилятор, дымосос и трубопроводы.

Изобретение относится к вентиляции метрополитенов и может быть использовано в системе тоннельной вентиляции метрополитенов. Способ включает подачу наружного воздуха на станцию через вентиляционную камеру и удаление отработанного воздуха через тоннели, сбойки и другую вентиляционную камеру.

Технический результат заключается в создании высокоэффективного способа управления работой главной вентиляторной установки (ГВУ), работающей на подземных горнодобывающих предприятиях, с использованием результатов статистических оценок значимости влияния параметров воздуха в вентиляторном и диффузорном каналах ГВУ на процесс проветривания шахт.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при искусственном проветривании застойных зон глубоких карьеров. Техническим результатом предлагаемого решения является повышение эффективности энергетического воздействия средств вентиляции на воздушный бассейн карьера при дефиците энергии неустойчивости внутрикарьерной атмосферы. Способ вентиляции карьера включает размещение в карьере и за его пределами воздухопроводных каналов и затопление теплообменных участков этих каналов в прилегающем к карьеру естественном источнике воды, тепловую подготовку воздуха внутри затопленных каналов с изменением его температуры до температуры воды, организацию воздухообмена атмосферы карьера с внешней средой по воздухопроводным каналам с помощью источников тяги и регулирование аэродинамических параметров воздушного потока в каналах. Воздухообмен атмосферы карьера с внешней средой в холодное время года организуют путем нагнетания в нижнюю зону карьера нагреваемого внутри затопленных каналов свежего воздуха, а регулирование аэродинамических параметров воздушного потока в каналах осуществляют путем выпуска части нагнетаемого воздуха через воздушные клапаны, устанавливаемые на воздухопроводах в верхней части карьера. 1 ил.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при определении механической энергии движущихся тел в горных выработках шахт. Технический результат заключается в повышении точности определения механической энергии движущихся тел и повышении достоверности подачи величины расхода воздуха в шахты. По способу устанавливают тело во входное сечение выработки, измеряют массу тела, устанавливают в выработке неподвижную воздушную среду. Предоставляют телу возможность движения по выработке, измеряют ее длину, время движения тела, определяют заданную скорость движения среды относительно тела. Определяют заданный импульс тела и определяют предельные отклонения от их значений. При наличии отклонений устанавливают в выходном сечении выработки соответствующие их значения, измеряют импульс тела и скорость движения среды относительно тела и определяют удельную плотность объемного расхода среды. Затем замеряют в выходном сечении выработки импульсы тела и удельные плотности объемного расхода среды при каждом замере. Определяют показатели режимов изменения импульса тела, удельной плотности объемного расхода среды. Определяют величину начального импульса тела при каждом замере. Определяют удельную скорость сопротивления среды движению тела и определяют механическую энергию движущегося тела в конечном сечении при переменном импульсе, переменной удельной плотности объемного расхода среды, разных режимах их изменения по приведенным математическим формулам. Определяют условия соотношений фактической величины механической энергии с допустимой ее величиной. При условии, когда фактическая величина энергии больше допустимой, изменяют величину фактической энергии ниже допустимой для получения требуемого технического результата. 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к горному делу, а именно к проветриванию карьеров, и может быть использовано для интенсификации воздухообмена в карьерном пространстве, очистки воздуха, поступающего в карьерное пространство, и защиты воздушного бассейна от загрязнений, образующихся при ведении горных работ открытым способом. Способ проветривания карьера путем создания водяной завесы участками вдоль границы карьера и обеспечения ее контакта с ветровым потоком, в котором водяную завесу образуют распылением воды из двух трубопроводов - холодной и горячей воды, находящихся под избыточным давлением. Трубопровод горячей воды размещают на верхней кромке борта карьера, а трубопровод холодной воды удален от трубопровода горячей воды на 10-15 метров. В теплый период года водяную завесу формируют путем одновременного распыления холодной воды на подветренном борту карьера из трубопровода, составляющего 1/4 его периметра, и горячей воды из трубопровода, составляющего 1/4 его периметра, на наветренном борту карьера. 2 ил.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для оперативного определения воздухораспределения в сети горных выработок в штатных и аварийных режимах проветривания шахт и рудников. Технический результат - повышение информативности и надежности определения расходов воздуха в каждой выработке в сети горных выработок. Способ включает установку датчиков скорости движения воздуха в отдельных выработках рудника, данные с которых в режиме реального времени передают на сервер. При этом данные скорости движения воздуха в выработках передают с датчиков по каналам передачи данных через контроллер на автоматизированное рабочее место специалиста, где с помощью компьютерной программы производят расчет распределения измеренных расходов во всех ветвях вентиляционной сети. На сервере установлена аэродинамическая модель вентиляционной сети рудника, содержащая топологию сети горных выработок, их аэродинамическое сопротивление и места размещения вентиляционных установок, причем аэродинамическое сопротивление ветвей вентиляционной сети задают как по проектным данным, при потере данных от одного из датчиков отсутствия фиксированного расхода, так и по результатам эксплуатационных измерений. При работе системы мониторинга оперативно решается задача распределения расходов воздуха во всех ветвях вентиляционной сети на основе модели вентиляционной сети и показаний датчиков расходов воздуха, тем самым прогнозируются расходы во всех горных выработках. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для управления режимом работы шахтной главной вентиляторной установки (ГВУ) подземного горнодобывающего предприятия с одновременной выработкой электроэнергии. Технический результат заключается в повышении производительности шахтной энергетической установки путем регулирования режимов работы ГВУ и одновременным улучшением качества вырабатываемой электроэнергии. Система управления шахтной энергетической установкой включает блок управления ГВУ, электропривод ГВУ, узел силовой передачи, электрогенератор и узел передачи, накопления и/или преобразования электроэнергии. В вентиляционном канале шахты перед ГВУ установлен датчик давления воздуха, а в диффузорном канале - датчики давления и расхода воздуха. Электропривод ГВУ выполнен регулируемым. Блок управления связан с указанными датчиками регулируемым электроприводом ГВУ и механизмом управления ведущим валом узла силовой передачи. Блок управления выполнен с возможностью изменения крутящего момента на ведущем валу и изменения режима работы ГВУ в зависимости от показаний датчиков давления и расхода воздуха. Электропривод выполнен частотно-регулируемым, а узел силовой передачи - в виде трансмиссии или фрикционного вариатора. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх