Способ мониторинга расходов воздуха в сети горных выработок и система для его осуществления

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 рудничной вентиляции и может быть использовано для разработки систем мониторинга вентиляции рудников и оперативного контроля проветривания подземных рабочих зон как в штатных, так и в аварийных режимах работы шахт и рудников.

Контроль вентиляции горных выработок является залогом обеспечения безопасных и комфортных условий труда в подземных рабочих зонах и всегда представлял одну из важнейших эксплуатационных задач, решаемых в ходе разработки месторождений полезных ископаемых. Как правило, все мероприятия по контролю проветривания горных выработок можно разделить на две большие группы - периодические и оперативные [2, 4].

К первой группе относятся ручные инструментальные измерения расхода воздуха, его микроклиматических параметров и концентраций горючих и ядовитых примесей. Данные мероприятия регламентируются нормативно-методическими документами [1, 2, 3]. Согласно п. 144 ПБ 03-553-03 специалисты службы вентиляции ежемесячно должны производить замеры количества воздуха, подаваемого в различные участки шахтного поля, отборы проб на определение качественного состава воздуха, производить сопоставление фактических и допустимых норм. Согласно п. 145 на всех шахтах не реже одного раза в три года должна производиться воздушно-депрессионная съемка. Однако с помощью данных мероприятий периодического контроля невозможно оперативно оценить изменения в проветривании рудника как и оценить качество проветривания рудника в целом по руднику. Движение воздуха по горным выработкам подвержено влиянию целого ряда факторов, таких как изменения аэродинамического сопротивления горных выработок (например, по причине складирования в них пустой породы), параметров вентиляционных сооружений (открытие или закрытие шлюзов, дверей и т.д.), суточным и сезонным колебаниям естественной тяги [2, 7].

Ко второй группе относятся существующие системы оперативного мониторинга параметров проветривания горных выработок - это автоматические системы раннего обнаружения пожаров (АСОП) и системы аэрогазодинамического контроля (АГК) на угольных шахтах. Данные технические решения взяты нами за прототип для предлагаемого способа мониторинга. Но данные системы позволяют в оперативном режиме контролировать параметры воздуха только в тех горных выработках, в которых установлены датчики. Системы горных выработок современных шахт и рудников являются очень сложными, поэтому установка датчиков в горных выработках даже всех направлений является очень трудозатратным и капиталоемким мероприятием. Кроме того, при выходе какого-либо датчика из строя происходит полная потеря контроля параметров проветривания в выработке, в которой он установлен. Как показывает практика анализа работоспособности систем АСОП, большая часть датчиков в процессе эксплуатации выходят из строя, и функциональность всей системы практически отсутствует. Прототипом для устройства взята система автоматического контроля состояния атмосферы и локализации взрывов и пожара в горных выработках, включающая устройство контроля параметров атмосферы, соединенное с датчиками фиксации концентраций составляющих метанопылегазовой смеси до концентрации нижнего предела взрываемости, а также устройство подавления и локализации взрывов и пожаров, которое выполнено в виде водяной завесы, подсоединенное к сети пожарного водоснабжения (пат. РФ №74962, МПК E215/02, опубл. 20.07.2008 г.). Системе-прототипу присущи все вышеперечисленные недостатки известных систем АСОП и АГК.

Задачей создания изобретения является повышение информативности и надежности определения расходов воздуха за счет интеграции оперативных измерений расходов воздуха в отдельных горных выработках с методом расчета воздухораспределения на модели вентиляционной сети.

Поставленная задача решается с помощью признаков, указанных в 1-м пункте формулы изобретения, таких как способ мониторинга расходов воздуха в сети горных выработок, предусматривающий установку датчиков скорости движения воздуха в отдельных выработках рудника, данные, с которых в режиме реального времени передают на сервер, на котором установлена аэродинамическая модель вентиляционной сети рудника, содержащая топологию сети горных выработок, их аэродинамическое сопротивление и места размещения вентиляционных установок, 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 (свидетельство РФ №2006612154. Название «АэроСеть», зарегист. 21.06.2006) производят расчет распределения измеренных расходов во всех ветвях вентиляционной сети, 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.

Поставленная задача решается с помощью признаков, указанных во 2-м пункте формулы изобретения, общих с прототипом, таких как система мониторинга расхода воздуха в сети горных выработок, содержит наземный пункт слежения и подземную часть, и отличительных существенных признаков, таких как наземный пункт слежения, включает автоматизированное рабочее место специалиста службы автоматизации связанное каналами передачи данных с контроллером, который, в свою очередь, связан каналами передачи данных с шахтными контроллерами подземной части системы, обрабатывающими показания датчиков скорости движения воздуха, установленных в отдельных выработках, при этом контроллер по каналам передачи данных через сервер хранения и обработки данных, содержащий вентиляционную сеть рудника и систему управления базой данных, связан каналами передачи данных с автоматизированным рабочим местом специалиста.

Вышеперечисленная совокупность существенных признаков как по способу, так и по устройству позволяет получить следующий технический результат - повышение информативности и надежности определения расходов воздуха в сети горных выработок.

Предлагаемое решение иллюстрируется следующими чертежами. На фиг. 1 представлена схема системы мониторинга расхода воздуха в горных выработках; на фиг. 2 - результаты мониторинга расходов воздуха по всем выработкам вентиляционной сети на основе показаний ограниченного количества датчиков.

Система мониторинга расхода воздуха в сети горных выработок (фиг. 1) содержит наземный пункт слежения и подземную часть. Наземный пункт слежения включает автоматизированное рабочее место специалиста службы автоматизации 1, связанное каналами передачи данных 2 с контроллером 3, который, в свою очередь, связан каналами передачи данных 4 с шахтными контроллерами 5 подземной части системы, обрабатывающими показания датчиков скорости движения воздуха 6, установленных в отдельных выработках. Контроллер 3 по каналам передачи данных 7 через сервер хранения и обработки данных 8, содержащий вентиляционную сеть рудника 9 и систему управления базой данных 10, связан каналами передачи данных 11 с автоматизированным рабочим местом специалиста 12.

Процесс мониторинга осуществляется следующим образом. Способ мониторинга расходов воздуха в сети горных выработок предусматривает установку датчиков скорости движения воздуха в отдельных выработках рудника, данные с которых в режиме реального времени передают на сервер, на котором установлена аэродинамическая модель вентиляционной сети рудника, содержащая топологию сети горных выработок, их аэродинамическое сопротивление и места размещения вентиляционных установок. 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 (свидетельство РФ №2006612154. Название «АэроСеть», зарегист. 21.06.2006) производят расчет распределения измеренных расходов во всех ветвях вентиляционной сети. 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.

Структурные элементы системы (фиг. 1) взаимодействуют следующим образом. Данные о скорости движения воздуха в выработках передаются с датчиков 6 по каналам передачи данных через контроллеры 5, 3 на автоматизированное рабочее место специалиста 1. Эти данные считываются в вентиляционную сеть, и производится расчет воздухораспределения во всех выработках. При этом имеется модель вентиляционной сети необходимой детальности, аэродинамические сопротивления ветвей которой могут быть заданы как по проектным данным, так и по результатам экспериментальных измерений. Алгоритм решения задачи производит расчет распределения измеренных расходов во всех ветвях модели вентиляционной сети.

Алгоритм решения задачи воздухораспределения, на основе которого функционирует разработанная система мониторинга, работает следующим образом. На первом этапе работы алгоритма осуществляется корректировка исходных данных по расходам на их соответствие первому закону Кирхгофа:

1.1. Из сети удаляются все выработки с известными расходами, а затем осуществляется поиск всех связных подграфов получившейся сети (подсетей).

1.2. Для каждой подсети определяется, граничат ли с ней узлы, соединенные с атмосферой (атмосферные узлы).

1.3. Для каждой подсети формируется список выработок, расходы на которых учитываются в балансе расходов по подсети. В этот список попадают все выработки с известным расходом, которые граничат с текущей подсетью одним узлом, а вторым узлом связаны с выработкой с неизвестным расходом из другой подсети. Кроме того, формально учитывается ситуация, когда две подсети соединены двумя последовательно идущими выработками с известными расходами, что можно без особого вреда запретить.

1.4. Происходит итерационная увязка балансов расходов на тех подсетях, которые не связаны напрямую с атмосферными узлами.

Представленный этап предварительной обработки некорректного набора исходных данных согласно представленному алгоритму имеет важное прикладное значение. В случае с системой мониторинга воздухораспределения в реальном времени это позволяет нивелировать показания одного или нескольких датчиков расхода воздуха, работающих с погрешностью или вышедших из строя.

На втором этапе работы алгоритма происходит расчет расходов во всех ветвях вентиляционной сети на основе известных фактических расходов, топологии сети и аэродинамических сопротивлений вентиляционной сети:

2.1. На первом этапе в систему уравнений подставляются известные расходы, таким образом, количество неизвестных в задаче снижается и возникает переопределение задачи.

2.2. На втором этапе снижается количество уравнений согласно следующему принципу последовательности. Первоначально исключаются все контурные уравнения, содержащие источники тяги, далее происходит исключение оставшихся контурных уравнений до тех пор, пока система уравнений не будет полностью определена.

2.3. Полученная система нелинейных алгебраических уравнений решается в два этапа следующим образом. На первом этапе подбирается набор расходов воздуха, удовлетворяющих первому закону Кирхгофа, для этого система уравнений первого типа дополняется линейно независимым базисом расходов, остальные расходы определяются при помощи метода Гаусса. На втором этапе, данный набор балансовых расходов используется в качестве начального приближения для итерационного алгоритма решения исходной системы нелинейных алгебраических уравнений методом Ньютона.

Пример мониторинга расходов воздуха по всем выработкам вентиляционной сети на основе показаний ограниченного количества датчиков приведен на фиг. 2.

Важным аспектом прикладного значения разработанной системы мониторинга является то, что система базируется на использовании аэродинамической модели вентиляционной сети рудника, которая позволяет дополнять показания датчиков расхода воздуха и даже прогнозировать показания тех датчиков, которые вышли из строя. Функциональные возможности разработанной системы мониторинга позволят вывести на качественно новый уровень мониторинг вентиляции горных выработок в штатных и аварийных режимах проветривания рудников.

Работающая таким образом система мониторинга имеет следующие преимущества:

- расходы воздуха определяются во всех ветвях вентиляционной сети шахты (рудника);

- при потере данных от одного из датчиков (отсутствии фиксированного расхода) алгоритм продолжает расчет на основе оставшихся данных, прогнозируя расход воздуха, в том числе, в той выработке, в которой произошла потеря данных.

- в сочетании с алгоритмами расчета газораспределения система мониторинга может в оперативном режиме на основе фактических расходов прогнозировать задымленные участки вентиляционной сети.

Из описания и практического применения настоящего изобретения специалистам будут очевидны и другие частные формы его выполнения, данное описание, схемы и пример рассматриваются как материал, иллюстрирующий изобретение, сущность которого и объем патентных притязаний определены в нижеследующей формуле совокупностью существенных признаков и их эквивалентами.

Источники информации

1. Скочинский А.А., Комаров В.Б. Рудничная вентиляция. - М.: Углетехиздат, 1949. - 443 с.

2. Ушаков К.З., Бурчаков А.С., Пучков Л.А., Медведев И.И. Аэрология горных предприятий. - М.: Недра, 1987. - 421 с.

3. ПБ 03-553-03 Единые правила безопасности при разработке рудных, нерудных и россыпных месторождений подземным способом.

4. McPherson M.J. Subsurface ventilation and Environmental engineering. - Chapman & Hall. - 2009. - 824 p.

5. Brake D.J. Mine Ventilation. A Practitioner′s Manual - Mine Ventilation Australia, Brisbone. - 2012. - 686 p.

6. Круглов Ю.В. Моделирование систем оптимального управления воздухораспределением в вентиляционных сетях подземных рудников: дис... канд. техн. наук. - Пермь, 2006. - 170 с.

1. Способ мониторинга расходов воздуха в сети горных выработок, предусматривающий 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, отличающийся тем, что 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.

2. Система мониторинга расхода воздуха в сети горных выработок, содержащая наземный пункт и подземную часть, при этом наземный пункт включает автоматизированное рабочее место специалиста службы автоматизации 1, связанное каналами передачи данных 2 с контроллером 3, который, в свою очередь, связан каналами передачи данных 4 с шахтными контроллерами 5 подземной части системы, обрабатывающими показания датчиков скорости движения воздуха 6, установленных в отдельных выработках, при этом контроллер 3 по каналам передачи данных 7 через сервер хранения и обработки данных 8 и систему управления базой данных 10 связан каналами передачи данных 11 с автоматизированным рабочим местом специалиста 12, отличающаяся тем, что система мониторинга расхода воздуха в сети горной выработки содержит вентиляционную сеть рудника.



 

Похожие патенты:

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.

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.

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.

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.

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 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.

Изобретение относится к области вентиляции двухпутных перегонных тоннелей метрополитена. Технический результат заключается в обеспечении по длине перегонного тоннеля и на станциях метрополитена условий, гарантирующих безопасность эксплуатации тоннелей в штатной и аварийной ситуациях, а также регламентируемые санитарно-гигиенические параметры воздушной среды, в частности, положительную температуру тоннельного воздуха в зимний период и отсутствие превышения максимально допустимой температуры летом. Способ вентиляции двухпутных перегонных тоннелей метрополитена, включающий круглогодичную подачу наружного воздуха в двухпутный тоннель по приточной вентиляционной шахте, расположенной на станции, и удалении тоннельного воздуха из двухпутного тоннеля через вытяжные вентиляционные шахты. Одна из шахт расположена на той же станции, где находится приточная шахта, а другая - на соседней станции. Наружный воздух из приточной вентиляционной шахты направляют в вентиляционный канал, расположенный в верхней части тоннеля, а затем через клапан, связывающий центральную часть вентиляционного канала с тоннелем, перепускают воздух в тоннель с возможностью организации его движения по нему в противоположенных направлениях. Перед подачей в вентиляционный канал в зимний период времени наружный воздух смешивают с тоннельным воздухом, имеющим положительную температуру, который забирают непосредственно со станции. Причем количество тоннельного воздуха, смешиваемого с наружным воздухом, определяют в зависимости от количества наружного воздуха и его температуры по соотношению:, где Gн - весовое количество наружного воздуха, кг/с; tтр - температура воздуха, направляемого в вентиляционный канал, после смешения холодного наружного и части тоннельного воздуха, °C; tн - температура наружного воздуха, °C; tт - температура тоннельного воздуха на станции, °C. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при проветривании подземных горнодобывающих предприятий. Согласно способу подают наружный воздух по воздухоподающему стволу за счет работы главной вентиляторной установки (ГВУ), нагревают его в шахтной калориферной установке. Нагретый воздух подают в воздухоподающий ствол, при этом в воздухоподающий ствол подсасывается и наружный воздух через надшахтное здание ствола. При нагреве определяют величину общерудничной естественной тяги в микроконтроллерном блоке с помощью данных, полученных с датчиков температуры, давления, либо плотномеров и датчиков расхода воздуха, установленных в калориферном канале. В околоствольном дворе воздухоподающего ствола, в главных вентиляционных выработках, подходящих к вентиляционному стволу, и в поверхностном комплексе главной вентиляторной установки. Теплопроизводительность шахтной калориферной установки и режим работы главной вентиляторной установки регулируются устройствами управления, на которые поступает информация с микроконтроллерного блока в зависимости от величины общерудничной естественной тяги. Отводят воздух по вентиляционному стволу на поверхность, при этом подсасывается наружный воздух через надшахтное здание вентиляционного ствола. В воздухоподающем стволе выше уровня пересечения с ним калориферного канала и в вентиляционном стволе выше уровня канала главной вентиляторной установки устанавливают воздушные завесы, которые подают воздух навстречу подсасываемым потокам воздуха. При этом режим работы воздушных завес регулируется устройствами управления, на которые поступает информация с микроконтроллерного блока в зависимости от объема подсасываемого воздуха, определяемого датчиками расхода воздуха. Технический результат заключается в снижении энергетических затрат на нагрев воздуха в шахтных калориферных установках и на работу ГВУ и обеспечении безопасности воздухоподготовки в холодное время года подземного горнодобывающего предприятия. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при определении неравномерной мощности перемещения тела. Согласно 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, измеряют миделево сечение тела, время движения тела, определяют заданную скорость движения среды относительно тела, определяют заданную силу и определяют предельные отклонения от их значений, при наличии отклонений устанавливают в выходном сечении выработки соответствующие их значения, измеряют силу тела и скорость движения среды относительно тела и определяют удельную плотность объемного расхода среды. Затем замеряют в выходном сечении выработки силу и удельную плотность объемного расхода среды при каждом замере. После этого определяют показатели режимов изменения силы, удельной плотности объемного расхода среды, определяют величину начальной мощности и определяют неравномерную мощность движущегося тела в конечном сечении выработки при переменной силе, переменной удельной плотности объемного расхода среды, разных режимах их изменения по приведенным математическим формулам. Технический результат заключается в повышении точности определения неравномерной мощности, производимой отношением силы к удельной плотности объемного расхода текущей среды, и повышении достоверности подаваемого в выработку воздуха. 1 ил.

Группа изобретений относится к системам обогрева, а именно к способу подогрева шахтного вентиляционного воздуха и устройству для его осуществления. Способ включает нагрев атмосферного воздуха дымовыми газами, поступающими из камеры сгорания топлива, подачу его в шахту через вентиляционную систему. В поток вентиляционного воздуха, непосредственно во всасывающий канал шахтного вентилятора главного проветривания, дозированно подают присадку горячего воздуха. В камере сгорания используют вторичное дутье. Вторичный воздух подогревают в конвективной рубашке боковых стенок камеры сгорания. В выходном газоходе используют поддув холодного воздуха, который направляют вверх под углом не менее 45°.Камера сгорания топлива снабжена расположенными снаружи вентиляторами вторичного дутья и выполненными в боковых стенках наклонными щелевыми форсунками. Наружная поверхность боковых стенок камеры сгорания топлива снабжена конвективной рубашкой. В потолочной части камеры сгорания топлива расположены газовые горелки. Улучшает подогрев шахтного воздуха, при исключении попадания дымовых газов в вентиляционный поток, подаваемый в шахту. Обеспечивает увеличение кпд воздухонагревательной установки за счет полного сгорания топлива, уменьшение металлоемкости воздуховода. 2 н.з. и 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к горной и нефтедобывающей промышленности. Технический результат заключается в повышении надежности и производительности установки. Шахтная установка содержит вентиляционный блок с совмещенной входной коробкой, выходные диффузоры которого объединены в один воздуховод для подачи воздуха в скважину. Входные коллекторы вентиляционного блока размещены на торцах совмещенной входной коробки, а совмещенное заборное устройство включает в себя фильтры воздушные, секции перепускного канала на входе и выходе, секцию охлаждения системы кондиционирования воздуха, вертикальную промежуточную камеру смешения, секцию нагрева системы кондиционирования воздуха. Секции перепускного канала оснащены входным и выходным воздушными клапанами. Секции охлаждения и нагрева также оснащены входным и выходным воздушными клапанами, между которыми установлены теплообменник охлаждения воздуха и теплообменник нагрева воздуха. При этом установка снабжена пароэжекторной холодильной машиной, служащей источником охлажденной воды для охлаждения технологического теплоносителя системы кондиционирования воздуха, и тепловым пунктом с теплообменниками нагрева и охлаждения технологического теплоносителя системы кондиционирования воздуха. Причем для охлаждения в пароэжекторной холодильной машине воды на противоположном от совмещенного заборного устройства участке установки размещена вентиляторная градирня. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к вентиляции и может быть применено для систем основной вентиляции метрополитена. Технический результат заключается в поддержании нормативных температурно-влажностных параметров и содержания кислорода и углекислого газа в воздушной среде во всех местах платформы станции, снижении интенсивности дутьевых потоков, снижении эксплуатационных затрат на регулирование воздуха. Способ включает подачу на станцию поршневого потока из тоннелей прихода поездов. Рассредоточенное удаление отработанного воздуха через подплатформенное пространство станционной вентиляционной шахтой и наклонные ходы и тоннели ухода поездов. При выходе из тоннеля на станцию поршневой поток разделяется на два потока: один в объеме примерно 1/3 части поступающего поршневого потока подают в виде наклонных компактных вентиляционных струй к средней трети станции по каналу, расположенному под сводом платформы, площадь сечения которого примерно 8 м2, а второй в виде ослабленного поршневого потока поступает на платформу из тоннеля у торца станции. В центре платформы станции смесь поршневого потока и воздуха станции образует два потока в сторону вытяжек. Каждый поток по мере движения к вытяжке пополняется ослабленным поршневым потоком, поступающим на платформу из торца станции непосредственно из тоннелей прихода поездов. Одновременно по ходу движения часть потока отработанного воздуха удаляется рассредоточенно станционной шахтой через вытяжные отверстия. Забор воздуха в канал осуществляется при помощи вентиляторного агрегата и поршневого действия поездов, причем место забора тоннельного воздуха в канал располагается до области взаимодействия тоннельного потока и вытяжного отверстия станционной шахты с целью снижения интенсивности эжекции поршневого потока. 2 н.п. ф-лы, 11 ил., 4 табл.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для определения расхода воздуха, протекающего по выработанному пространству очистного забоя. Технический результат заключается в исключении условий для формирования взрывоопасных метановоздушных смесей на выемочных участках газовых шахт за счет обоснованно установленного расхода воздуха, протекающего по выработанному пространству выемочного участка. Способ включает установление среднесуточной нагрузки на очистной забой, абсолютной метанообильности призабойного пространства, расхода воздуха по выработкам выемочного участка и концентрации метана в рудничном воздухе. При этом выявляют количественную связь между среднесуточной нагрузкой на очистной забой и метанообильностью выработанного пространства. Метанообильность выработанного пространства и расход воздуха, протекающего по выработанному пространству участка, определяют с учетом доли метанообильности призабойного пространства лавы и пределов взрывоопасных концентраций метана в рудничном воздухе по зависимостям: и где Iв.п - метанообильность выработанного пространства выемочного участка, м3/мин; А - среднесуточная нагрузка на очистной забой, тонн; а и в - эмпирические коэффициенты; n - доля метанообильности призабойного пространства лавы Iп.п (м3/мин) в метанообильности выработанного пространства участка, доли ед.; Qв - расход воздуха, протекающего по выработанному пространству, м3/мин; с - взрывоопасная концентрация метана в рудничном воздухе, % (объемные). 1 ил.

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к системе вентиляции угольной шахты и устройству для извлечения метана из рудничного воздуха. Технический результат заключается в предотвращении взрывов из-за скоплений метановоздушной смеси под кровлей с возможностью последующей концентрации метановоздушной смеси для дальнейшего использования. Система вентиляции включает по меньшей мере три воздуховода, По одному нагнетательному воздуховоду поступает чистый воздух, при этом площадь нагнетательного зонта значительно превышает сечение воздуховода. По второму воздуховоду, соединенному с устройством для извлечения метана из рудничного воздуха, удаляется рудничный воздух, содержащий сконцентрированный метан, при этом площадь вытяжного зонта значительно превышает сечение воздуховода, и он установлен в максимально высоких точках штрека. По третьему воздуховоду удаляется загрязненный рудничный воздух, и он установлен в максимально низких местах штрека. Воздуховоды имеют протяженность от очистного забоя до поверхности земли. По всей длине горной выработки поперек продольного направления в потолочной части установлены газонепроницаемые перегородки. К потолку штрека прикреплены на прочных нитях воздушные шары, наполненные негорючим газом, при этом воздушные шары тяжелее метана, но легче воздуха. На уровне нижней части газонепроницаемых перегородок установлены датчики, фиксирующие уровень высоты воздушных шаров, выполненные с возможностью передачи команды для увеличения или уменьшения скорости вытяжки рудничного воздуха, содержащего метан, и нагнетания чистого воздуха. Устройство для извлечения метана из рудничного воздуха, поступающего из шахты, включающее герметичный резервуар, к потолочной части которого прикреплены воздушные шары, наполненные негорючим газом, при этом шары тяжелее метана, но легче воздуха. На уровне средней части и выше установлены датчики, фиксирующие уровень нахождения воздушных шаров, с возможностью передачи команды для увеличения или уменьшения скорости вытяжки метана/воздуха, обогащенного метаном. На уровне средней части и ниже установлен воздуховод, подающий рудничный воздух, поступающий из шахты и содержащий в большом количестве метан. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области строительства и эксплуатации тоннелей метрополитена, более конкретно к затвору поворотному защитно-герметическому для перегонного тоннеля метрополитена. Изобретение направлено на упрощение конструкции механизма герметизации рельс. Затвор включает защитное полотно, закрепленное посредством поворотных и опорной петель, механизм поворота полотна, механизм герметизации полотна, механизм герметизации рельс. Механизм герметизации рельс снабжен опорной балкой, выполненной в виде сварной металлической конструкции, установленной в нижней части защитного полотна затвора и закрепленной на нем посредством цилиндрических опор, которые одним концом жестко закреплены на защитном полотне. Привод механизма герметизации рельс представляет собой конический мотор-редуктор с выходным валом, два консольных конца которого выполнены с резьбой противоположного направления нарезки с размещением на них полых толкателей. Рычажная система механизма герметизации рельс состоит из соединенных между собой, с опорной балкой и с приводом пары тяг, пары верхних и пары нижних рычагов, при этом каждая из пары тяг одним концом шарнирно соединена с одним из полых толкателей, а вторым концом в общем узле соединения шарнирно соединена с одним концом верхнего рычага и одним концом нижнего рычага, второй конец каждого верхнего рычага шарнирно соединен с опорой, жестко закрепленной на защитном полотне затвора. Второй конец каждого из нижних рычагов посредством шаровой опоры соединен с металлической конструкцией опорной балки, причем в теле металлической конструкции опорной балки выполнены вертикальные прорези, внутри которых расположены боковые поверхности опорных шайб, установленных на свободных концах цилиндрических опор опорной балки. В нижней части металлической конструкции опорной балки по всей ее длине закреплено уплотнение. 9 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.

Наверх