Устройство для автоматического регулирования давления шахтного воздуха

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик оо998769 %

Ъ» лф», -Ф. (63) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 251 81 (21) 3372792/22-.03

f$g) + gg 3

Е 21 F 1/00 с присоединением заявки Мо1

Государственный. комитет

СССР ио делан изобретений и открытий (23) ПриоритетОпубликовано 23.0283. Бюллетень М 7 тЩ УДК 622. 445 (088.8) Дата опубликования описания 230233 (72) Авторы изобретен и я

Н.В.Каледин,. В.Я.Альперович и П.С.Пашков

Всесоюзный научно-исследовательский инст горноспасательного дела (73) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ABTONATH×ÅÑKOÃO РЕГУЛИРОВАНИЯ

ДАВЛЕНИЯ ШАХТНОГО ВОЗДУХА

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для регулирования шахтных вентиляционных потоков при устранении прососов воздуха в изолирующих перемычках прн тушении и профилактике подземных пожаров .

Известно устройство для неавтоматического регулирования давления воздуха на изолированном пожарном участке с помощью камер у отдельных перемычек, включающее вентиляционную установку, временную перемычку, датчики давления.

Временная перемычка, выполнена с отверстием для пропуска воздухопровода и с окном, имеющим регулируемый заслонкой просвет. Величина давления в камере регулируется вручную, путем изменения величины просвета . Контроль эа давлением в камере осуществляется визуально по депрессиометру, который трубка:ли (пневматическими датчиками соединяется с изолированным участком и пространством каме25 ры 1 ).

Недостатком этого устройства является малая эффективность, так как при ручном управлении заслонкой не исключены утечки воздуха. Кроме ЗО того, при использовании устройства в выработках с повышенным остаточным газовыделением, циркуляция воздуха в вентиляторной установке создает повышенную опасность взрыва метана.

Известно устройство для автоматического регулирования давления шахтного воздуха, содержащее две изолирующие перемычки, шахтный пожарно-. оросительный водопровод, два датчика давления воздуха, выходы которых соединены с входами релейно-усилительного блока, соединенного с магнитным пускателем, вентиляционную установку с воздухопроводом, пропущенным через изолирующую перемычку в направлении рабочего пространства выемочного участка, заслонку регулировочного вентиляционного окна, силовой двигатель, который посредством червячного редуктора кинематически связан с винтовой парой, соединенной с заслонкой регулировочного вентиляционного окна. B этом устройстве первый датчик сообщен с наземной атмосферой, а второй — с рабочим пространством выемочного участка(2 ).

Однако известное устройство имеет недостаточную эффективность работы

998769.в связи с утечками воздуха, которые имеют место вследствие повышенной инерционности многоступенчатого преобразования импульса от датчиков давления в механическое перемещение, заслонки, через электрический канал

1свяэи, релейно-усилительный блок, магнитный пускатель, силовой двигатель, червячный редуктор и винтовую пару, что приводит к скачкообразному изменению давления в камере. Кро- 10 .ме того, в процессе регулирования давления возникают дополнительные утечки воздуха эа счет постоянной избыточной депрессии (компрессии ) создаваемой вентиляционной установкой.

Вторым недостатком является опасность взрыва метана, которая возникает в процессе рециркуляции воздуха при работе вентиляционных устройств в камерах выравнивания давлейия, сооружаемых в выработках с наличием остаточной метаноносности, и сложность конструкции .исполнительного механизма и регулирующего органа.

Цель изобретения является повышение эффективности и беэопаности работы.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для автоматического регулирования давления шахтного воздуха, содержащее две изолирующие перемычки, шахтный пожарно-оросительный водопровод, два датчика давления воздуха, выходы которых соединены с входами релейно-усилительного блока, соединенного с магнитным пус- 35 кателем, снабжено временной перемычкой с гидрозатвором, трубопроводом с .водораспылительными форсунками и электромагнитным вентилем, который соединен с шахтным пожарно-ороситель-4О ным водопроводом, причем первый датчик давления воздуха установлен в изолированном пространстве, второй датчик и трубопровод с водораспылительными форсунками установлены между одной изолирующей и временной перемычками, а магнитный пускатель соединен с электро-магнитным вентилем.

На чертеже показана схема устройства для автоматического регулирования давления воздуха у изолирующих перемычек.

Перед изолирующей перемычкой 1 возведена временная перемычка 2 с гидрозатвором 3. Между перемычками установлен холодильник, выполненный в виде трубопровода 4 с системой водораспылительных форсунок 5. Трубопровод пропущен через временную перемычку и соединен посредством элек" тромагнитного вентиля 6 с пожарно- 60 оросительным водопроводом 7. Пуск и ос- танов подачи воды в холодильник осуществляется электромагнитным венти,лем, который соединен электрическим каналом связи с магнитным пускате- у лем 8. Магнитный пускатель срабатывает от релейно-усилительного блока 9, который получает сигнал раэбаланса давлений от двух датчиков, один иэ которых 10 расположен в пространстве между перемычками 1 и 2, а второй 11 — в изолированном пространстве. Датчики соединены с релейноусилительным блоком посредством электрического канала связи, а с атмосферой — пневматическим каналом связи 12.

Очаг горения угля 13 изолируется второй изолирующей перемычкой 14.

Устранение прососов (утечек) воздуха осуществляется за счет автоматического выравнивания давления воздуха между камерой, образованной перемычками 1 и 2 и изолированным пространством следующим образом.

За счет общешахтной и тепловой (от очага пожара) депрессии между перемычками 1 и 14 существует ток воздуха. Утечки воздуха с основного горизонта поступают через неплотности в теле перемычек 1 и 2 и в местах их сопряжения с горными выработками в выработанное пространство и далее протягиваются через неплотности перемычки 14, расположенной на вентиляционном горизонте.

Попадая в очаг самонагревания или горения угля 13, утечки воздуха„ способствуют развитию пожара. При наличии утечек воздуха давление в камере, образованной перемычками 1 и 2 всегда больше, чем за перемычкой 1 (co стороны выработанного пространства) . Для прекращения утечек воздуха давление в камере должно быть равным давлению перед перемычкой со стороны выработанного пространства. Равенство давлений достигается охлаждением воздуха в камере. Сигнал разбаланса давлений от датчиков 10 и 11 поступает в релейно-усияительный блок 9, который включает магнитный пускатель

8 и через него электромагнитный вентиль 6 холодильника, состоящего из трубопровода 4 с форсунками 5. После понижения в камере температуры за счет распыления воды давление, регистрируемое датчиками 10 и 11, выравнивается и подается сигнал на отключение электромагнитного вентиля, который перекрывает подачу воды в холодильнике.

Например, пусть давление в изолированном участке перед перемы кой

Р = 110 кПа, а давление в камере

Р = 110,2 кПа, т.е. больше на 0,2 кПа, Температура Т = Т = 300 К. За счет компрессии (подпора) воздуха в камере будут происходить утечки воздуха через изолирующую перемычку в сторону изолированного участка.

Для того, чтобы ликвидировать утечки воздуха, необходимо выравнить давление, так, чтобы Г„ = Р . Это

998769 достигается охлаждением воздуха в камере до температуры

Р 110 300

Т = -------.- --- = --------- = 299,5К

2- Р 110,2 Таким образом, для выравнивания давления необходимо понизить темпера. туру В камере, всего на Т, 0,5 градуса. что легко достижимо.

Применение в установке в качестве регулирующего органа холодильника позволяет осуществлять плавную регулировку перепада давления, которая обеспечивает возможность изменения температуры в камере, устранить в камере постоянную избыточную депрессию,15 создаваемую вентилятором, устранить опасность взрыва метана, которая существует при циркуляции воздуха в вентиляционных устройствах, устанавливаемых в выработках с повышенной Щ остаточной газоносностью.

Кроме того, упрощение конструкции позволяет повысить надежность работы всего устройства.

Применение изобретения позволяет значительно уменьшить перепад давления у изолирующей перемычки и тем самым сократить утечки через нее воз- духа. Поскольку величина утечек воздуха прямо пропорциональна отклонению дипрессии от заданного нулевого значения, то по сравнению с известным устройством изобретение позволяет сократить в устойчивом режиме работы утечки воздуха в восемь раз (35:3) .

Кроме того, сокращаются значительно утечки воздуха и в процессе регулирования.

Устройство для автоматического регулирования давления может быть использовано для профилактики эндоген- 40 ных пожаров, для сокращения утечки воздуха через выработанные пространства с целью создания. нормального режима проветривания действующих выработок и для ускорения тушения экэо-4$ генных и эндогенных пожаров.

В связи с. тем, что скорость поглощения кислорода при окислении угля прямо пропорциональна его концентрации, время, в течение которого концент- 5щ рация кислорода в изолированном пожарном участке достигнет безопасного для самовозгорания значения сократктся в 8 раэ. Это время составляет примерно половину от продолжительности срока тушения пожара (вторая половина времени необходима для охлаждения очага. пожара до температуры, при которой вскрытие изолированного пожарного участка не вызовет рецидива пожара). Применение устройства для выравнивания давления позволяет сократить только первую половину срока, необходимого для ликвидации очага пожара.

Формула изобретения устройство для автоматического регулирования давления шахтного воздуха, содержащее две изолирующие перемычки . шахтный пожарно-оросительный водопровод, два датчика давления воздуха, выходы которых соединены с входами: релейно-усилительного блока, соединенного с магнитным пускателем,о т л и ч а ю щ е е с я тем. что, с целью повышения эффективности и безопасности работы, оно снабжено временной перемычкой с гидрозатвором, трубопроводом с водораспылительными форсунками и электромагнитным вентилем, который соединен с шахтным пожарно-оросительным водопроводом, причем первый датчик давления воздуха установлен в изолированном пространстве, второй датчик и трубопровод с водораспределительными форсунками установлены между одной изолирующей и временной перемычками, а магнитный пускатель соединен с электромагнитным вентилем.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Руководство по применению метода выравнивания давления для предупреждения и тушения эндогенных пожаров в условиях Кузбасса. МУП СССР, ВостНИИ, Кемерово, 1966, с.4-5.

2. Авторское свидетельство СССР

В 727858, кл. Е 21 F 1/00, 1977 °

998769

Составитель P,Ãëàýóí

Редактор Н.Лазаренко Техред М.Гергель Корректор И. Ватрушкина

Заказ 1114/58 Тираж 442 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул; Проектная, 4