СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ВЕНТИЛЯЦИОННОЙ СЕТИ ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕПЛОВОГО РЕЖИМА ШАХТЫ Российский патент 2002 года по МПК E21F1/00 

Изобретение относится к горной промышленности и, в частности для формирования вентиляционной сети и регулирования теплового режима шахты при комбинированной разработке месторождений полезных ископаемых, находящихся в условиях многолетней мерзлоты.

Известен способ формирования вентиляционной сети для регулирования теплового режима шахты, включающий проведение специальных теплообменных выработок, предназначенных для подогрева (зимой) или охлаждения (летом) воздуха, поступающего в очистные и подготовительные выработки, до естественной температуры окружающих горных пород [1 - прототип].

Недостатками известного способа являются:
- потери полезного ископаемого в охранных целиках около теплообменных выработок;
- значительная трудоемкость при проведении теплообменных выработок;
- большой срок подготовки к эксплуатации шахты, связанный с необходимостью проведения теплообменных выработок.

Предлагаемый способ формирования вентиляционной сети отличается тем, что теплообменные и соединительную выработки и вентиляционный канал размещают во внутреннем отвале открытых горных работ, для чего в намеченном месте после извлечения полезного ископаемого в отработанном пространстве возводят крепление будущих горизонтальных выработок с затяжкой бортов кровли и, по мере подвигания вскрышных работ, производят засыпку установленной крепи породами вскрыши, а монтаж канала ведут из железобетонных колец, которые устанавливают по мере отсыпки отвала.

Введенный в формулу изобретения такой существенный признак как то, что теплообменные и соединительную выработки и вентиляционный канал размещают во внутреннем отвале открытых горных работ, позволяет значительно снизить материальные и физические затраты по сооружению указанных выработок.

Существенный признак о том, что крепление будущих горизонтальных выработок с затяжкой бортов и кровли возводят в отработанном пространстве, обеспечивает безопасность монтажных работ.

Другой существенный признак о том, что по мере подвигания вскрышных работ производят засыпку установленной крепи породами вскрыши, дает возможность использования для засыпки пород с наиболее оптимальными теплофизическими свойствами.

Следующий существенный признак о том, что монтаж канала ведут из железобетонных колец, которые устанавливают по мере отсыпки отвала, позволяет механизировать процесс изготовления колец и их установку.

Сущность способа поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен в плане участок, на котором сооружаются теплообменные выработки, на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.

Условные обозначения, принятые на чертежах: 1 - граница между открытыми и подземными горными работами; 2 - выработанное пространство; 3 - теплообменные выработки; 4 - соединительная выработка; 5 - пустые породы; 6 - вентиляционный канал; 7 - вентиляционная установка; 8 - подземные горные выработки; 9 - галерея.

Способ осуществляют следующим образом. По мере приближения вскрышных и очистных работ к границе 1 между открытыми и подземными горными работами, в выработанном пространстве 2 устанавливают крепь теплообменных выработок 3 и соединительной выработки 4. Затем установленная и смонтированная крепь засыпается пустыми породами 5 от продолжающихся вскрышных работ. Одновременно производят засыпку устанавливаемых по мере засыпки железобетонных колец вентиляционного канала 6. После полного прекращения открытых горных работ, остановленных у границы 1, производят монтаж вентиляционной установки 7. Соединительную выработку 4, имеющую вентиляционное окно с изменяющимся сечением, соединяют с подземными горными выработками 8 подземных горных работ с помощью галереи 9, которую выполняют воздухоизоляционной, либо засыпают также породами вскрыши.

Регулирование теплового режима выполняют, пропуская подаваемый в подземные горные выработки 8 воздух через теплообменные выработки 3. В зимнее время воздух в теплообменных выработках нагревается и поступает в выработки 8 с температурами, приближающимися к температурам горного массива, имеющего отрицательные значения температур, находящегося в многолетней мерзлоте. В это время теплообменные выработки 3 накапливают холод за счет теплоемкости пород, окружающих их. В летнее время воздух с положительными температурами в теплообменных выработках охлаждается и поступает в выработки 8 с отрицательными температурами, что не вызывает растепления выработок.

В весенне-осеннее время, когда температура поступающего воздуха находится около 0θ, в соединительной выработке 4 открывают вентиляционное окно с изменяющимся сечением и воздух, минуя теплообменные выработки 3, поступает в подземные горные выработки. Изменяя сечение вентиляционного окна от 0 до полного сечения соединительной выработки 4, можно в широких пределах управлять температурой поступающего в подземные выработки воздуха. Регулирование температуры поступающего воздуха может осуществляться как в сезонное время, так и в течение суток.

В случае аварий в подземных горных выработках (пожар, взрыв пыли, газа и др.) теплообменные выработки 3 изолируются закрыванием вентиляционных дверей и используется соединительная выработка 4, чем достигается уменьшение протяженности вентиляционной сети и сокращается расстояние для вывода людей из шахты.

Учитывая то, что крепь теплообменных выработок и засыпка ее пустыми породами производятся на дневной поверхности, есть возможность выбора пустых пород с наиболее лучшими теплофизическими свойствами, обеспечивающими более эффективный теплообмен, что неизбежно сказывается на сокращение общей протяженности этих выработок.

Преимуществами данного способа являются:
- исключение потерь полезного ископаемого в охранных целиках вокруг теплообменных выработок;
- сравнительно низкая трудоемкость возведения крепи выработок вентиляционной сети;
- совмещение работ во времени по формированию вентиляционной сети с подземными горными работами по вскрытию и подготовке шахты к эксплуатации;
- возможность возведения вокруг теплообменных выработок контура с соответствующими теплофизическими свойствами.

Источник информации
1. Комплекс мероприятий по созданию микроклиматических условий в шахтах Крайнего Севера. Информационный листок Якутского ЦНТИ, 1976 г.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для формирования вентиляционной сети и возможности регулирования теплового режима шахты в условиях многолетней мерзлоты. Способ характеризуется тем, что теплообменные и соединительная выработки и вентиляционный канал размещают и сооружают во внутреннем отвале открытых горных работ с последующей засыпкой установленной крепи породами вскрыши. Монтаж канала ведут из железобетонных колец, которые устанавливают по мере отсыпки отвала. Технический результат - исключение потерь полезного ископаемого в охранных целиках вокруг теплообменных выработок, сравнительно низкая трудоемкость возведения крепи выработок вентиляционной сети. 2 ил.

Способ формирования вентиляционной сети для регулирования теплового режима шахты, включающий сооружение теплообменных горных выработок, отличающийся тем, что теплообменные и соединительную выработки и вентиляционный канал размещают во внутреннем отвале открытых горных работ, для чего в намеченном месте после извлечения полезного ископаемого в отработанном пространстве возводят крепление будущих горизонтальных выработок с затяжкой бортов и кровли и по мере подвигания вскрышных работ производят засыпку установленной крепи породами вскрыши, а монтаж канала ведут из железобетонных колец, которые устанавливают по мере отсыпки отвала.