УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ ПРОФИЛАКТИЧЕСКОЙ СМЕСИ В ШАХТУ Российский патент 1997 года по МПК E21F15/08 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для предупреждения и тушения эндогенных пожаров в угольных шахтах.

Известно устройство для транспортирования закладочной смеси в глубокие высоты, включающее закладочный трубопровод, трубопроводы, основную и дополнительную промежуточные емкости, отводящий трубопровод, датчики контроля. [1]
Недостаток устройства заключается в отсутствии элементов энергообеспечивающей технологии процесса транспортирования связанное с утилизацией энергии давления транспортируемой смеси по вертикальному закладочному трубопроводу.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является устройство для транспортирования закладочной смеси в шахту, включающее трубопровод, состоящий из вертикального и горизонтального участков, отводной разгрузочный трубопровод, промежуточную емкость с колесом, лопастями, рабочим валом, подсоединенным на электрогенератор. [2]
Недостатком такого устройства является низкий к.п.д. рабочего органа при формировании передаваемого вращающего момента (частоты вращения) на электрогенератор, вследствие конструктивного несовершенства устройства.

Цель изобретения снижение энергоемкости процесса приготовления и транспортирования профилактических смесей за счет конструктивного усовершенствования прототипа, обеспечивающего повышение к.п.д. устройства.

Это достигается тем, что в предлагаемом устройстве, включающем горизонтальный, вертикальный и отводной участки трубопровода, промежуточную емкость с размещением в ней колеса приводящего во вращение электрогенератором энергией потока смеси, последний формируется на лопасти активной турбины целенаправленными отдельными потоками с общего раздаточного коллектора на большую ее площадь, при этом турбину размещают в рубашку (корпус) в виде улитки с тенгенциально установленными входными патрубками со сбросом отработанной смеси в сборочный коллектор, предвключенный на трубы профилактических скважин. а вращение электрогенератора выполнено через передачу, обеспечивающую повышение передаваемого вращающего момента (скорости вращения) посредством увеличения передаточного отношения.

Предложенная совокупность отличительных признаков позволяет:
снизить энергоемкость процесса приготовления и транспортирования профилактических смесей за счет увеличения к.п.д. активной приводной турбины, размещенной в корпус в виде улитки с тангенциально установленными входными патрубками, с последующей передачей энергии на привод устройства подачи пенообразователя, освещение и отопление стационарного поверхностного комплекса по приготовлению и подаче в шахту профилактических смесей (глинистой пульпы, инертной вспененной суспензии, воды и т.п.);
за счет повышения передаваемого вращающего момента посредством увеличения передаточного отношения, обеспечить повышение эффективности энергосъема на турбиногенератор.

На фиг. 1 схематически изображено предлагаемое устройство; на фиг. 2 - вид сбоку на активную турбину.

Устройство включает материальный трубопровод 1 подачи профилактической смеси, раздаточный коллектор 2, корпус 3, выполненный в виде улитки с активной турбиной 4 (лопаточная машина) и тангенциально установленными входными 5 и выходными 6 патрубками, сборочный коллектор 7, подсоединенный на обсадные трубы 8 и 9 профилактических скважин (рабочей и разгрузочной), при этом разгрузочная скважина 9 соединена через отводной трубопровод 10, снабженного шиберным устройством затвора 11. На выходной конец рабочего вала 12 установлен приводной шкив 13, соединенный посредством повышающей клиноременной передачи 14 через шкив 15 с электрогенератором 16, обеспечивающего выработку электроэнергии для потребителей 17, 18 и 19.

Устройство работает следующим образом.

Для профилактической обработки, локализации или тушения подземных пожаров (эндогенных и экзогенных) через скважины, пробуренные с поверхности, на обсадную трубу 8 монтируют предлагаемое устройство в сборе и подсоединяют приводной шкив 13 на электрогенератор-источник электрической энергии (турбогенератор), а отводной трубопровод 10 на разгрузочную скважину при положении затвора 11 ЗАКРЫТО.

При подаче насосами профилактической смеси, например, глинистой пульпы по материальному трубопроводу 1 из карьера или с профилактического передвижного комплекса, установленного на групповой скважине (технология РосНИИГД), последняя через раздаточный коллектор 2 и входные патрубки 5 поступает в корпус 3 и за счет давления потока приводит во вращение активную турбину 4 и через выход рабочего вала 12 посредством повышающей передачи 14 на турбогенератор 16, обеспечивающего выработку электроэнергии для потребителей 17, 18 и 19. При этом потребителями энергии могут быть привод насоса для подачи в систему транспортирования смеси пенообразователя 9или других составляющих 20) для получения вспененной суспензии в целях объемной профилактической обработки аварийного участка шахты, а также освещение и отопление передвижного профилактического комплекса по приготовлению и подаче в шахту профилактических смесей.

Кроме того могут быть запитаны электроприборы контроля за ходом техпроцесса профобработки.

Наиболее рациональное использование устройства с его установкой на групповых профилактических скважинах, пробуренных в одну из подземных выработок шахты для перераспределения профилактической смеси по участкам, имеющим постоянный или периодический ее расход. Такая схема характерна для ряда шахт Кузбасса, отрабатывающих пожароопасные пласты при постоянной профилактической защите действующих очистных забоев.

В случае неполного расхода профилактической смеси ее сброс производится через разгрузочную скважину 9 путем открывания затвора 11.

Предложенное устройство за счет утилизации энергии давления потока смеси обеспечивает энергосберегающую технологию профилактической обработки шахтных полей по скважинам, пробуренным с поверхности, удаленных от энергоносителей.

Устройство для транспортирования профилактической смеси в шахту. Сущность изобретения: устройство включает трубопровод с промежуточной емкостью выполненной в виде улитки с тангенциальными входными патрубками, сообщающимися с раздаточным коллектором и выходными патрубками со сборочным коллектором. Вал рабочего колеса с лопастями соединен с электрогенератором через повышающую передачу. 2 ил.

Устройство для транспортирования профилактической смеси в шахту, включающее трубопровод, состоящий из вертикального и горизонтального участков, отводной разгрузочный трубопровод, промежуточную емкость с колесом, лопастями, рабочим валом, соединенным с электрогенератором, отличающееся тем, что промежуточная емкость выполнена в виде улитки по крайней мере двумя входными тангенциальными патрубками, сообщающейся с раздаточным коллектором материального трубопровода, а выходными патрубками со сборочным коллектором отработанного продукта, при этом рабочий вал соединен с электрогенератором через передачу, обеспечивающую повышение передаваемого вращающего момента.