СПОСОБ УДАЛЕНИЯ ПЫЛИ И ГАЗА ИЗ ОЧИСТНОЙ ВЫРАБОТКИ Российский патент 2012 года по МПК E21F1/00 

Изобретение относится к горнорудной промышленности и может быть использовано для проветривания очистных, преимущественно тупиковых, горных выработок.

Известен способ естественного проветривания тупиковой горной выработки большой протяженности за счет циркуляционного вихревого движения (Красноштейн А.Е., Файнбург Г.З. Диффузионно-сетевые методы расчета проветривания шахт и рудников. / Екатеринбург, 1992, гл.7, §7.1, с.148-164, рис.7.8).

Недостатком этого способа является недостаточная интенсификация проветривания по всей длине тупиковой выработки.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ удаления пыли и газа из очистной выработки при камерно-столбовой системе отработки, включающий подачу чистого воздуха в призабойную зону источником тяги, создающим вихревой циркуляционный контур, по одной стороне которого осуществляется подача чистого воздуха, а по другой стороне - удаление загрязненного воздуха из призабойной зоны, а в призабойной зоне размещают источник тяги, который создает первый контур циркуляционного вихревого движения и формирует направленный поток воздуха, загрязненный пылью и газом, вдоль стенки горной выработки, противоположной рабочим местам горняков, при этом в месте соединения первого циркуляционного вихревого контура со следующим вихревым контуром проходят сбойку, соединяющую очистную выработку с отработанной камерой, где устанавливают дополнительный источник тяги, сориентированный для работы в направлении к вентиляционному штреку и который может быть снабжен воздуховодом (патент №2392440 Российской Федерации, опубл. 20.06.2010, бюл. №17).

Недостаток способа удаления пыли и газа из очистной выработки заключается в низкой эффективности управления воздушными потоками в случае, при котором отработанные камеры сбивают с вентиляционными штреками блоковыми (БВШ) или панельными (ПБШ) при соответствующей системе подготовки.

Технический результат предлагаемого изобретения заключается в повышении эффективности проветривания за счет удаления скопления пыли и газа из очистной выработки, в которой работают люди, и ликвидации утечки воздуха через отработанные камеры, при их сбойке с вентиляционными выработками.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе удаления пыли и газа из очистной выработки, включающем подачу чистого воздуха в призабойную зону источником тяги, создающим вихревой циркуляционный контур, по одной стороне которого осуществляется подача чистого воздуха, а по другой стороне - удаление загрязненного воздуха из призабойной зоны, в которой размещают источник тяги, создающий первый контур циркуляционного вихревого движения, и формируют направленный поток воздуха, загрязненный пылью и газом, вдоль стенки горной выработки, противоположной рабочим местам горняков, при этом в месте соединения первого циркуляционного вихревого контура со следующим вихревым контуром проходят сбойку, соединяющую очистную выработку с отработанной камерой, где устанавливают дополнительный источник тяги с воздуховодом, отработанные камеры сбивают с вентиляционным штреком, при этом дополнительный источник тяги, установленный в отработанной камере, ориентируют для работы в направлении к вентиляционному штреку, а смесь свежего воздуха с потоком воздуха, загрязненного пылью и газом, удаляют через отработанную камеру и вентиляционный штрек, при этом свежий воздух направляют в рабочую очистную выработку по транспортному штреку или посредством дополнительно установленного источника вентиляционной тяги с воздуховодом, конец которого расположен в рабочей камере, или при помощи регулирующих вентиляционных перемычек, одна из которых установлена на транспортном штреке по пути движения воздушного потока между рабочей и отработанной камерами, а другую устанавливают в устье отработанной камеры, расположенной соосно отрабатываемой очистной выработке, отстоящей от нее через транспортный штрек.

Вентиляционный штрек формируют по мере подвигания очистных работ диагональной сбойкой из очистной выработки через отработанную камеру до проектного контура вентиляционного штрека с обеспечением сквозной вентиляции с последующим формированием вентиляционного штрека до очередной очистной выработки. Формируют направленный поток воздуха с пылью и газами включением дополнительного источника вентиляционной тяги, расположенного в отработанной камере. Формируют направленный поток смеси свежего воздуха с воздушным потоком, загрязненным пылью и газами, включением дополнительного источника вентиляционной тяги, расположенного в сбойке между очистной выработкой и отработанной камерой и сориентированного для работы в направлении к вентиляционному штреку. Дополнительные источники тяги снабжают воздуховодом. В сбойке между отработанными камерами, а также в отработанной камере, примыкающей к очистной выработке, на участке между ее сопряжениями с транспортным штреком и сбойкой между очистной выработкой устанавливают вентиляционные перемычки.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 - схема проветривания очистной выработки (призабойной зоны тупиковой выработки), на фиг.2 - схема проветривания очистной выработки при сбойке очистных выработок между собой с формированием вентиляционного штрека.

На фигурах обозначены: 1 - транспортный штрек; 2 - свежий воздух; 3 - смесь потоков свежего и загрязненного воздуха; 4 - рабочие места горняков; 5 - сбойка; 6 - направленный поток воздуха с пылью и газом (первый контур); 7 - самоходный вагон; 8 - бункер-перегружатель; 9 - комбайн; 10 - источник тяги; 11 - очистная выработка (тупиковая выработка); 12 - отработанная камера (сквозная выработка); 13 - дополнительный источник тяги; 14 - воздуховод; 15 - вентиляционный штрек; 16 - источник вентиляционной тяги с воздуховодом; 17 - регулирующие вентиляционные перемычки, 18 - вентиляционные перемычки.

Способ осуществляется следующим образом.

От устья очистной выработки 11 до сбойки 5 поступает свежий воздух 2 как либо за счет общешахтной депрессии, создаваемой вентилятором главного проветривания, и за счет регулирующих вентиляционных перемычек 17, либо за счет дополнительного источника тяги, снабженного воздуховодом 16, так либо за счет совместной комбинации регулирующих вентиляционных перемычек 17, дополнительного источника тяги, снабженного воздуховодом 16, и общешахтной депрессии, создаваемой главной вентиляторной установкой.

Ликвидация возможной утечки свежего воздуха 2 по транспортному штреку 1 достигается либо с помощью установки источника вентиляционной тяги с воздуховодом 16, например вентилятора местного проветривания (ВМП) с воздуховодом, либо при помощи регулирующих вентиляционных перемычек 17, которые перекрывают поперечное сечение транспортного штрека 1, и отработанной камеры, противоположной очистной выработке. Для этого одна из перемычек установлена на транспортном штреке 1 по пути движения воздушного потока между рабочей очистной 11 и отработанной камерами и может иметь проход для людей и проезда транспорта (например, дверь), а другая - в устье отработанной камеры, расположенной соосно отрабатываемой очистной выработке, отстоящей от нее через транспортный штрек. Таким образом поток свежего воздуха 2 полностью направляется в очистную выработку 11, минуя место его утечки.

Возможно избежать утечки воздуха также сочетанием совместного применения регулирующих перемычек 17 и вентилятора местного проветривания (ВМП) с воздуховодом 16.

В районе сбойки 5 часть свежего воздуха идет через рабочие места горняков 4 к забою, откуда с помощью источника тяги 10 выносится направленный поток воздуха с пылью и газом 6 и формируется первый циркуляционный вихревой контур. Другая часть свежего воздуха 2 совместно с направленным потоком воздуха, загрязненным пылью и газом 6, поступает в сбойку 5 между очистной выработкой 11 и отработанной камерой 12. В сбойке 5 происходит смешение свежего воздуха 2 с загрязненным потоком 6 и его разбавление до санитарных норм с содержанием опасных компонентов ниже установленных норм в общей смеси 3.

Повысить эффективность управления воздухообменом в сбойке 5 между очистной выработкой 11 и отработанной камерой 12 позволяет использование вспомогательного источника тяги 13.

В случае, когда очистные выработки 11 прямолинейно сбиваются с вентиляционным штреком 15 (фиг.1), дополнительный источник тяги 13, который может быть снабжен воздуховодом 14, устанавливается в отработанной камере 12, ориентируется для работы в направлении к вентиляционной выработке и интенсифицирует удаление через сбойку 5 смеси потоков воздуха, загрязненного пылью и газом 6, и свежего воздуха 2, по отработанной камере 12 или через воздуховод 14 и далее по вентиляционным выработкам к вентиляционному стволу.

Если вентиляционный штрек 15 формируется за счет сбивания очистных выработок 11, по мере подвигания очистных работ диагональной сбойкой в конце хода из очистной выработки через отработанную камеру до проектного контура вентиляционного штрека (фиг.2), то дополнительный источник тяги 13 может располагаться в отработанной камере 12 и при работе ориентироваться либо в направлении вентиляционного штрека (он может быть снабжен воздуховодом), а в районе сбойки между отработанными камерами 5 устанавливаются вентиляционные перемычки 18, которые препятствуют возникновению рециркуляции воздушного потока в отработанных камерах 12, либо дополнительный источник тяги 13 (который также может быть снабжен воздуховодом) устанавливают в сбойке 5 и ориентируют для работы в направлении от очистной выработки 11 в сторону смежной отработанной камеры 12, в этом случае перемычки 18 не нужны, либо дополнительный источник тяги 13 без воздуховода размещают в сбойке 5 между очистной выработкой 11 и отработанной камерой 12 и ориентируют для работы в направлении от очистной выработки 11 к отработанным камерам 12 и устанавливают регулирующие вентиляционные перемычки 17. Таким образом, если вентилятор 13 снабжен воздуховодом 14, то вентиляционные перемычки 18 в сбойке между отработанными камерами 12 и в самой отработанной камере 12 не нужны, а если воздуховода 14 нет, то нужны регулируемые вентиляционные перемычки 17 (фиг.2).

Далее смесь воздушных потоков 3 следует по вентиляционным выработкам к вентиляционному стволу.

После проходки диагональных сбоек и обеспечения сквозного проветривания формируют вентиляционный штрек до проектного контура очередной очистной выработки.

Аэродинамические параметры работы источников тяги (ВМП) 10, 13 и 16 с воздуховодом рассчитывают в зависимости от горно-технических условий, газоносности пластов и используемого добычного оборудования. Вспомогательный источник тяги 13 располагают в отработанной камере 12 или в сбойке 5 в технологически удобном месте, и он может быть снабжен воздуховодом, через который удаляется загрязненный поток воздуха в вентиляционный штрек 15.

Целесообразность применения регулирующей перемычки 17, ее аэродинамическая проницаемость, а также применение вентилятора местного проветривания (ВМП) с воздуховодом 16 и глубина завода его воздуховода в очистную выработку 11 определяются, исходя из газоносности пластов и параметров используемого оборудования.

Необходимость использования и длину воздуховода 14 также определяют расчетом, исходя из газоносности пластов и параметров используемого добычного оборудования.

Методы расчета источников тяги 10, 13 и 16, а также длины воздуховодов и глубина их завода в выработки (камеры) являются ноу-хау предлагаемого изобретения.

На калийном руднике проведены успешные испытания предлагаемого способа проветривания.

Предлагаемый способ позволяет интенсифицировать вентиляцию в горной выработке в месте соединения циркуляционных вихревых контуров, в котором происходит смешение пылевого и газового облаков, а также ликвидировать утечку свежего воздуха в транспортном штреке. Кроме этого, предлагаемый способ проветривания позволяет улучшить санитарно-гигиенические условия труда горнорабочих.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть применено для проветривания очистных, преимущественно тупиковых, горных выработок. Способ включает подачу чистого воздуха в призабойную зону и удаление загрязненного воздуха из призабойной зоны. При этом создают контуры циркуляционного вихревого движения воздуха. Для этого отработанные камеры сбивают с вентиляционным штреком, при этом дополнительный источник тяги, установленный в отработанной камере, ориентируют для работы в направлении к вентиляционному штреку, а смесь свежего воздуха с потоком воздуха, загрязненного пылью и газом, удаляют через отработанную камеру и вентиляционный штрек. При этом свежий воздух направляют в рабочую очистную выработку по транспортному штреку или посредством дополнительно установленного источника вентиляционной тяги с воздуховодом, конец которого расположен в рабочей камере, или при помощи регулирующих вентиляционных перемычек, одна из которых установлена на транспортном штреке по пути движения воздушного потока между рабочей и отработанной камерами, а другую устанавливают в устье отработанной камеры, расположенной соосно отрабатываемой очистной выработке, отстоящей от нее через транспортный штрек. Технический результат заключается в повышении эффективности проветривания. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ удаления пыли и газа из очистной выработки, включающий подачу чистого воздуха в призабойную зону источником тяги, создающим вихревой циркуляционный контур, по одной стороне которого осуществляется подача чистого воздуха, а по другой стороне - удаление загрязненного воздуха из призабойной зоны, в которой размещают источник тяги, создающий первый контур циркуляционного вихревого движения и формирующий направленный поток воздуха, загрязненный пылью и газом, вдоль стенки горной выработки, противоположной рабочим местам горняков, при этом в месте соединения первого циркуляционного вихревого контура со следующим вихревым контуром проходят сбойку, соединяющую очистную выработку с отработанной камерой, где устанавливают дополнительный источник тяги с воздуховодом, отличающийся тем, что отработанные камеры сбивают с вентиляционным штреком, при этом дополнительный источник тяги, установленный в отработанной камере, ориентируют для работы в направлении к вентиляционному штреку, а смесь свежего воздуха с потоком воздуха, загрязненного пылью и газом, удаляют через отработанную камеру и вентиляционный штрек, при этом свежий воздух направляют в рабочую очистную выработку по транспортному штреку или посредством дополнительно установленного источника вентиляционной тяги с воздуховодом, конец которого расположен в рабочей камере, или при помощи регулирующих вентиляционных перемычек, одна из которых установлена на транспортном штреке по пути движения воздушного потока между рабочей и отработанной камерами, а другую устанавливают в устье отработанной камеры, расположенной соосно отрабатываемой очистной выработке, отстоящей от нее через транспортный штрек.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительные источники тяги снабжают воздуховодом.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что вентиляционный штрек формируют по мере подвигания очистных работ диагональной сбойкой из очистной выработки через отработанную камеру до проектного контура вентиляционного штрека с обеспечением сквозной вентиляции с последующим формированием вентиляционного штрека до очередной очистной выработки.

4. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что формируют направленный поток воздуха с пылью и газами включением дополнительного источника вентиляционной тяги, расположенного в отработанной камере.

5. Способ по любому из пп.1, 3, отличающийся тем, что формируют направленный поток смеси свежего воздуха с воздушным потоком, загрязненным пылью и газами включением дополнительного источника вентиляционной тяги, расположенного в сбойке между очистной выработкой и отработанной камерой и сориентированного для работы в направлении к вентиляционному штреку.

6. Способ по п.1 или 3, отличающийся тем, что в сбойке между отработанными камерами, а также в отработанной камере, примыкающей к очистной выработке, на участке между ее сопряжениями с транспортным штреком и сбойкой между очистной выработкой устанавливают вентиляционные перемычки.