УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСКУССТВЕННОЙ ВЕНТИЛЯЦИИ В ГЛУБОКИХ КАРЬЕРАХ Российский патент 1996 года по МПК E21F1/00 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для проветривания рабочих мест в глубоких карьерах при открытой разработке месторождений полезных ископаемых.

Известно устройство для всасывающего проветривания забоев с использованием воздуховода у призабойной части с регулируемыми телескопическими секциями (см. а.с. 1051309, кл. Е 21 F 1/08, БИ N 40, 1982, с.210).

Недостатком способа является отсутствие мобильности всей системы и возможности подачи на рабочие места в карьере достаточного количества чистого воздуха.

Известны также технические решения проветривания горных выработок и рабочих мест путем разделения главной вентиляционной струи на несколько вентиляционных струй и обеспечивающими доставку и раздачу чистого воздуха к рабочим местам (см. М.С.Родкин "Проветривание горных выработок при строительстве шахт. М. Недра, 1970, с.138, рис.55, П.Н.Каменев "Отопление и вентиляция, ч. 11, М.Государственное издательство литературы по строительству, 1959, с.159, рис.95).

Недостатками этих технических решений являются низкая производительность для применения в условиях глубоких карьеров, малая мобильность, громоздкость металлоконструкции, невозможность обеспечения всех забоев, рабочих мест карьера чистым воздухом.

Известен также способ искусственной вентиляции карьеров с газовыделением, включающий использование перфорированных трубопроводов с вентиляторами, которые располагают на участке карьера с газовыделением (см. а.с. 246443, кл. Е 21 С, 5 В, 47/00, БИ N 21, 1969, с.9). Недостатком этого способа является невозможность подачи на рабочие места в карьере, в зоны дыхания горнорабочих достаточного количества чистого воздуха.

Известны устройства для искусственного проветривания карьеров с использованием гибких воздуховодов для подачи воздуха в карьер (см. а.с. 608947, кл. Е 21 F 1/00, БИ N 20, 1978, с.101) или передвижных воздуховодов на поворотной платформе (см. а. с. N 238486, кл. Е 21 С, 5 В, 47/00, БИ N 10, 1969, с.10).

Недостатком устройства является низкая производительность для глубоких карьеров, громоздкость конструкций, малая мобильность, отсутствие возможности раздачи чистого воздуха по забоям и на рабочие места.

Из известных устройств наиболее близким к описываемому является устройство искусственной вентиляции карьеров с помощью труб и выработок (см. Ушаков К. З. Михайлов В.А. "Аэрология карьеров. М. Недра, 1985, с.185, 208), заключающийся в прокладке по бортам карьера трубопроводов или проведения подземных выработок с поверхности к бортам и дну карьера, причем вентиляторная установка работает как на всасывание, так и на нагнетание воздуха, либо с использованием двух вентиляторов и трубопроводов, работающих по нагнетательно-всасывающей схеме.

Недостатками этого устройства являются: малая эффективность из-за отсутствия возможности распределения чистого воздуха одновременно по всем рабочим местам, невозможность обеспечения достаточного количества чистого воздуха в зону дыхания горнорабочих и создания комфортных условий в кабинах горно-транспортного оборудования.

Целью изобретения является обеспечение эффективного проветривания рабочих мест в карьере в зоне деятельности людей.

Указанная цель достигается тем, что устройство снабжено дополнительными нагнетателями, сообщенными с воздуховодом, гибкими гофрированными отводами и гибкими гофрированными воздухораздатчиками с пневмонаконечниками, при этом каждый дополнительный нагнетатель соединен с входом гибкого гофрированного отвода, а пневмонаконечник выполнен в виде надувных оболочек с регулируемыми посредством электропневмоклапана размерами, обеспечивающих доставку и раздачу чистого воздуха в кабины горно-транспортного оборудования и зоны дыхания людей в забоях карьера.

Сущность изобретения состоит в том, что чистый воздух с поверхности карьера подается нагнетателем в воздуховод, по которому поступает к глубоким горизонтам карьера. По длине воздуховода и на ее концах чистый воздух распределяется по рабочим горизонтам карьера с помощью дополнительных нагнетателей и гибких гофрированных отводов, что позволяет доставить необходимое количество воздуха в рабочие зоны карьера, где чистый воздух из гибкого гофрированного отвода поступает в гибкие гофрированные воздухораздатчики, затем через пневмонаконечники с регулируемыми посредством электропневмоклапана размерами направляется непосредственно на рабочие места в зоны дыхания людей.

Сопоставительный анализ с аналогами и прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемое устройство отличается наличием новых узлов в конструкции, а именно автоматическим регулированием длины пневмонаконечников; регулированием расхода подаваемого воздуха в зоны дыхания людей.

Наличие существенных отличительных признаков в заявляемом устройстве соответствует критерию "новизна".

Эффективность проветривания рабочих мест достигается путем доставки в зону деятельности и дыхания человека необходимого количества чистого воздуха, а также за счет создания необходимого дополнительного избыточного давления в кабинах горнотранспортного оборудования, превышающего давление окружающей среды, что препятствует проникновению в кабины и на рабочие места пыли и газов. Данное устройство позволит доставить необходимое количество чистого воздуха и предотвратить его потери за счет пневматически регулируемых гибких наконечников, которые раздвигаются на необходимое расстояние и герметически присоединяются, например, к кабинам технологического оборудования. Наличие этих отличительных признаков в заявляемом техническом решении соответствует критерию "существенные отличия".

Предлагаемое устройство поясняется на фиг.1 и 2. На фиг.1 приведена общая схема устройства для искусственной вентиляции в глубоких карьерах; на фиг. 2 показан пневмонаконечник в виде надувных оболочек. На фиг.1 фиг.2 введены следующие обозначения: 1 нагнетатель, 2 воздуховод, 3 рабочее место, 4 дополнительные нагнетатели, 5 гибкий гофрированный отвод, 6 гибкий гофрированный воздухораздатчик, 7 наконечник, 8 электропневмоклапан, 9 - надувные оболочки.

Устройство состоит из нагнетателя 1, соединенного с входом воздуховода 2 и в конечном счете к рабочим местам 3 в карьере. Внутри воздуховода 2 размещены дополнительные нагнетатели 4, сообщенные с гибкими гофрированными отводами 5 переходящими в гибкие гофрированные воздухораздатчики 6, заканчивающиеся пневмонаконечниками 7, состоящими из надувных оболочек 9, например, автомобильных камер и электропневмоклапанов 8 для регулирования размеров наконечника.

Устройство работает следующим образом. Чистый воздух нагнетателем 1 с поверхности карьера подается по воздуховоду 2 на рабочие места 3, при помощи дополнительных нагнетателей 4, которые подают воздух в гибкие гофрированные отводы 5, соединенные с гибкими гофрированными раздатчиками 6 и через пневмонаконечники 7 подается на рабочие места 3. Уменьшение или увеличение длины пневмонаконечника 7 достигается путем заполнения ими стравливания воздуха из оболочек 9 через электропневмоклапаны, которые представляют собой известные электропневмоклапаны, например, типа ЭК-48, широко применяемые в пневматических системах (см. ТанкТ-55. Техническое описание и инструкция по эксплуатации, М. Воениздат, 1983, с.376). Вышеотмеченные электропневмоклапаны, отрегулированные на необходимые рабочие давления, позволяют уменьшить или увеличивать размеры пневмонаконечника. При необходимости отключения пневмонаконечников 7 сброс воздуха из оболочки 9 производится из полости клапана в атмосферу.

К одному гибкому гофрированному воздухораздатчику 6 может быть присоединено несколько пневмонаконечников 7.

Таким образом уменьшение или увеличение расхода воздуха через пневмонаконечник 7 осуществляется путем изменения их количества.

Гибкий пневмонаконечник 7 состоит, например, из набора резиновых камер 9 легковых автомобилей, наружным диаметром 500 мм, что позволяет при различных давлениях воздуха получить пневмонаконечники 7 различных размеров и производить регулирование их с изменением внутреннего диаметра оболочек 9 и скорости подачи воздуха.

Так, например, при использовании камер легковых автомобилей размеры наконечников представлены в табл.1.

Пневмонаконечник 7 выполняет функцию безопасного насадка и позволяет совместно с гибким гофрированным раздатчиком компенсировать любые смещения по всех плоскостях и оперативно вести подачу чистого воздуха непосредственно в кабины технологического оборудования.

Обеспечение рабочих мест в глубоком карьере достаточным количеством чистого воздуха для дыхания людей обосновано теоретическим расчетом конкретных устройств искусственной вентиляции рабочих мест на примере карьера НКГОК N 3 в Кривбассе. Исходные данные расчета включают: сечение воздуховода 4,6 м², нагнетатель ВЦЗ-25, диаметр гибких гофрированных отводов 1 м, дополнительные нагнетатели ВЦ-7, максимальная длина гибкого гофрированного отвода 2000 м, диаметр гибких гофрированных воздухораздатчиков 0,2 м.

Результаты расчета основных параметров предложенного устройства представлены в табл.2.

Как видно из таблицы, использование предложенного устройства позволяет обеспечить поступление в зону дыхания людей количества чистого воздуха не менее 7 м³/с, что согласно требований ТБ, достаточно для создания нормальных условий труда для 70 человек.

Полученный положительный эффект имеет социальное значение, поскольку предлагаемое устройство направлено на улучшение санитарно-гигиенических условий труба горнорабочих, снижение профзаболеваний, повышение безопасности и комфортности на рабочих местах в глубоких карьерах.

Использование: в горной промышленности при вентиляции карьеров. Сущность изобретения: устройство включает нагнетатель, расположенный на верхнем борту карьера и соединенный с входом воздуховода. Устройство снабжено дополнительными нагнетателями, сообщенными с воздуховодом, гибкими гофрированными отводами и гибкими гофрированными воздухораздатчиками с пневмонаконечниками. Каждый дополнительный нагнетатель соединен с входом гибкого гофрированного отвода, а пневмонаконечник выполнен в виде надувных оболочек с регулируемыми посредством электропневмоклапанов размерами. 2 табл., 2 ил.

Устройство для искусственной вентиляции в глубоких карьерах, включающее нагнетатель, расположенный на верхнем борту карьера и соединенный с входом воздуховода, отличающееся тем, что оно снабжено дополнительными нагнетателями, сообщенными с воздуховодом, гибкими гофрированными отводами и гибкими гофрированными воздухораздатчиками с пневмонаконечниками, при этом каждый дополнительный нагнетатель соединен с входом гибкого гофрированного отвода, а пневмонаконечник выполнен в виде надувных оболочек с регулируемыми посредством электропневмоклапанов размерами.