Система вентиляции угольной шахты и устройство для извлечения метана из рудничного воздуха (варианты) Российский патент 2017 года по МПК E21F5/00 E21F1/00 

Изобретение относится к горной промышленности, преимущественно к угольной, и может быть использовано для предотвращения катастроф в горных выработках.

Вероятность вспышек и взрывов метана и угольной пыли прямо пропорциональна вероятности образования взрывчатых пылеметановоздушных смесей в горных выработках. Известны разные способы и устройства для предотвращения взрыва метановоздушной смеси в горных выработках, основанные на предупреждении взрыва метана. Метан в угольном пласте содержится в свободном состоянии (до 10%) и его основная часть - в сорбированном состоянии. При разрушении угля в комбайновой отбойке, естественно метан, находящийся в свободном состоянии, и часть сорбированного метана попадает в воздушную струю очистного забоя.

Найдено в интернет URL: http://www.ukkbel.ru/content/articles/index.pxp?article=1850

Газ метан и его свойства. Метан (СН4) без цвета, запаха и вкуса.

Плотность - 0,554, в 2 раза легче воздуха. Слабо растворяется в воде. Горит голубым пламенем до 5% и после 15%, взрывается от 5% до 15%, наибольшая сила взрыва 9,5%. Температура воспламенения 650-7500 °С. Скорость взрывной волны 500-600 м/сек.

Люди, попавшие в зону взрыва, подвергаются механическому действию взрывной волны и высокой температуре.

Шахтный метан - газ, содержащийся в угольных пластах и окружающих породах. Он является природным газом по происхождению и побочным продуктом разработки углегазовых месторождений. Шахтный метан извлекается на поверхность вакуум-насосными станциями через специально пробуренные скважины, при этом он смешивается с воздухом, проникающим в шахту. Во всех случаях использование получаемой в качестве энергетического топлива метановоздушной смеси определяется ее составом, т.е. соотношением в ней метана как такового и воздуха. Использование шахтного метана в качестве топлива для производства тепловой и электрической энергии повышает рентабельность и снижает взрывоопасность угольных разработок, сокращает выбросы вредных веществ в атмосферу, улучшая экологическую обстановку.

Найдено в интернет URL: http://www.kr61.ru/data/document/1436.doc

Категория шахты устанавливается по количеству метана, выделяющегося на

1 тонну среднесуточной добычи шахты (относительная метанообильность)

1. первой категории - до 5 м³/т;

2. второй категории - от 5 до 10 м³/т;

3. третьей категории - от 10 до 15 м³/т.

Сверхкатегорийные - 15 м³/т и более, а также опасные по суфлярным выделениям.

Найдено в интернет URL: http://ukkbel.ru/content/articles/index.php?article=1849

Для проветривания глубоких шахт, а также шахт с большой сетью разветвленных выработок, когда необходимо подавать значительное количество воздуха, применяют нагнетательно-всасывающий способ проветривания. При этом способе проветривания один или два вентилятора нагнетают свежий воздух в шахту и такое же количество вентиляторов отсасывает загрязненный воздух из шахты. При этом способе образуется сквозняк, который подымает угольную пыль и в итоге образует метаноугольновоздушную смесь, которая гораздо опаснее по взрыву чем просто метановоздушная смесь. Патологическая анатомия антракосиликоза: Угольная пыль вызывает развитие плотных, темного цвета клеточно-пылевых очажков, представляющих собой скопления клеточных элементов с поглощенными частицами угля и реактивным пневмосклерозом.

Найдено в интернет URL: http://www.blackpantera.ru/profzabolevanija/22925/

Также известны средства для предотвращения взрыва метана и угольной пыли в шахтах, использующие физико-химическое воздействие на метаноугольновоздушную смесь. Авторское свидетельство СССР N 977822, Ε21F 5/00, опубл. 30.11.82. Такими средствами являются хлористый натрий, вода с добавками поверхностно-активных веществ, хлористый калий. Однако, поскольку выброс метаноугольновоздушной смеси носит вероятностный характер, то эффективно использовать эти средства сложно, так как трудно предугадать время и место выброса.

Более близким техническим решением является эксплуатация установленных в “Ульяновской” и других шахтах “Южкузбассугля” систем Mine WATCH РС21 метанового мониторинга английской компании Davis Derby. Они были приобретены за 100 млн руб. в 2005 году (еще в 400 млн руб. обошлось их внедрение на предприятиях концерна) после взрыва на еще одной шахте “Южкузбассугля” - “Есаульской”, в результате которого погибли 25 человек, Mine WATCH РС21, как утверждают шахтеры, била тревогу до нескольких раз за смену. В результате из-за частых остановок техники шахтеры “Ульяновской” никак не могли нормально работать, к тому же это выматывало нервы. К взрыву приводит загазованность на уровне от 4% до 15,5%. Недостатки систем Mine WATCH РС21 метанового мониторинга английской компании Davis Derby следующие: при выбросе минимального и безопасного количества метана рядом с датчиком система бьет тревогу и останавливает работу шахты, при этом тревога часто является ложной.

Недостатки данной системы:

1. Отличить ложную тревогу (малый выброс метана) от обоснованной тревоги (большой выброс метана) система Mine WATCH РС21 не может.

2. Из-за многократных эвакуаций по тревоге снижается добыча угля со всеми последствиями.

3. Высокая цена систем Mine WATCH РС21 при низкой эффективности.

4. Система выполняет роль статиста метановых выбросов.

Система Mine WATCH РС21 малоэффективна и не перспективна.

В настоящее время системы безопасности на угольных шахтах представляют собой установление датчиков, тестирующих концентрацию метана. На шахте “Ульяновская” в Кемеровской области было установлено новейшее оборудование из Великобритании, которое должно было реагировать на опасную концентрацию метана. При срабатывании датчиков моментально отключалось электрооборудование, чтобы не вызвать искры. Ограничениями способа являются: возможность предотвращения взрыва метаноугольновоздушной смеси только при работе в забое в особо опасных по газу и пыли горизонтальных и восстающих горных выработках, что не гарантирует абсолютную надежность в предотвращении катастроф от взрыва метаноугольновоздушной смеси в шахтах; отсутствует возможность предотвращения взрыва по всей длине шахты; невозможно предотвратить взрыв при внезапных выбросах метана вдали от призабойной зоны. Найдено в интернет URL: http://tutestinfo.ru/223.html

Виды скопления метана местные - скопление небольших объемов СН4 вблизи комбайнов, слоевые - в виде тонкого слоя до 1 метра и протяженностью до 100 метров при скорости воздушной струи менее 0,5 м/сек. Слой плывет под кровлей, не смешиваясь с воздухом.

Технической задачей предлагаемого решения является:

1. Предотвращение скопления метановоздушной смеси и удаление скоплений метана из под кровли, из куполов и воздушных карманов.

2. Недопущение слоевых скоплений метана, вызывающих взрывы далеко от забоя.

3. Контроль за количеством и скоростью выделяемого метана.

4. Исключение из взрывоопасной смеси угольной пыли, как составной части.

5. Сбор всего метана, находящегося в шахте, и его последующая концентрация до требуемых параметров для дальнейшего использования промышленностью.

Вариант 1. Поставленная задача обеспечивается тем, что «Система вентиляции угольной шахты», включающая нагнетательно-всасывающий способ проветривания, при котором один или два вентилятора нагнетают свежий воздух в шахту и такое же количество вентиляторов отсасывает загрязненный воздух из шахты, дополнена, по меньшей мере, одним всасывающим воздуховодом, имеющем протяженность от очистного забоя до поверхности земли, при этом вытяжные зонты которого установлены в потолочной части по всей длине штрека в максимально высоких точках.

Существуют различные виды скопления метана, например - «Местные скопление» - скопление небольших объемов СН4 вблизи комбайнов, бурмашин, в куполах и других местах. Также существуют «Слоевые скопления» метана - в виде тонкого слоя до 1 метра и протяженностью до 100 метров при скорости воздушной струи менее 0,5 м/сек. Слой плывет под кровлей, не смешиваясь с воздухом.

Найдено в интернет URL: http://ukkbel.ru/content/articles/index.php?article=1849

Устройство работает следующим образом. В забое и самом штреке воздуховод, всасывающий метан, установлен в потолочной части. Вытяжные зонты воздуховода в потолочной части установлены через 3-5 и более метров. Также всасывающий воздуховод может быть закреплен как в нижней части штрека, так и в серединной части и закреплен к стене штрека, а метан из вытяжных зонтов поступает в воздуховод через патрубки, при этом вытяжные зонты воздуховода в потолочной части установлены через 3-5 и более метров. Вытяжных воздуховодов может быть несколько. Например, один всасывающий воздуховод обслуживает только очистной забой, а другой или другие воздуховоды обслуживают штреки, при этом вытяжные зонты которого установлены в потолочной части по всей длине штрека в максимально высоких точках. Учитывается, что горные выработки имеют различные формы поперечного сечения: Трапециевидная, Прямоугольная, Полигональная, Круглая и Арочная.

Вытяжные воздуховоды выкачивают весь метан и не допускают «Местных скоплений». Предлагаемая дополнительная вытяжная система шахтной вентиляции сделает уже существующую «Систему вентиляции угольной шахты, включающую нагнетательно-всасывающий способ проветривания» более эффективной. Благодаря новой системе происходит предотвращение взрывов из-за скопления метановоздушной смеси в очистном забое, удаление скоплений метана из-под кровли и воздушных карманов, а также недопущение слоевых скоплений метана, вызывающих взрывы далеко от забоя.

Вариант 2. Изобретение поясняется чертежами, где на Рис. 1 «Система вентиляции угольной шахты» - продольный вид, Рис. 2 Участок очистного забоя вид сбоку.

Угольная шахта - угольный очистной забой - 1, нагнетательный воздуховод, установленный на уровне человеческого роста – 2, подающий чистый воздух - 5 через воздушный зонт 4, соединенный через патрубок 3.

Вытяжной воздуховод - 6, удаляющий загрязненный рудничный воздух с тяжелыми фракциями - 9 через воздушный зонт 8, соединенный с вытяжным воздуховодом 6 через патрубок 7. Вверху вытяжной воздуховод - 10, вытягивающий рудничный воздух, содержащий метан - 13, через воздушный зонт 12, соединенный через патрубок 11. Воздушные шары 15 на прочных нитях, датчики 16, фиксирующие уровень нахождения воздушных шаров, линия, показывающая уровень метана 14, поперек штрека от потолка вниз газонепроницаемые перегородки - 17, пласт добываемого угля (угольная лава) 18.

Поставленная задача обеспечивается тем, что предлагается принципиально новая «Система вентиляции угольной шахты», оптимизированная и рационализированная.

Работа Системы вентиляции осуществляется следующим образом.

По нагнетательному воздуховоду 2 поступает чистый воздух 5, по второму вытяжному воздуховоду 10 удаляется рудничный воздух, содержащий метан 13, при этом вытяжные зонты 12 установлены в максимально высоких точках угольного забоя 1 или штрека, по третьему вытяжному воздуховоду 6 удаляется загрязненный рудничный воздух 9, в том числе тяжелые фракции, при этом вытяжные зонты 8 установлены в максимально низких местах штрека или забоя 1. Поперек продольного направления горной выработки в потолочной части установлены газонепроницаемые перегородки 16, к потолку штрека закреплены воздушные шары 15 на прочных нитях, при этом шары тяжелее метана, но легче воздуха. Воздушные шары наполняются негорючим газом, например гелием, и показывают границу между метаном и рудничным воздухом. Если происходит выброс метана, то легкий метан 13 занимает пространство у потолка, а немного более тяжелые шары 15 снижаются до уровня 14. Если метана в забое мало, шары подымаются вверх. Тяжелый обычный воздух не дает шарам 15 снижаться. На уровне нижней части газонепроницаемых перегородок 17 установлены датчики 16, фиксирующие уровень 14 нахождения воздушных шаров. Газонепроницаемые перегородки 17 не позволяют метану растекаться по штреку. Датчики 16, фиксируя подъем и снижение шаров, дают команду увеличения или уменьшения скорости вытяжки рудничного воздуха, содержащего метан 13, и соответственно нагнетания чистого воздуха 5. Чтобы не создавалось воздушных течений, воздуховод 2, по которому поступает чистый воздух 5, имеет расширение в виде воздушного зонта 4 или перфорированного воздуховода, в котором общая площадь перфорированного материала для выхода воздуха значительно превышает сечение подающей трубы. Перфорированный воздуховод может быть выполнен металлическим или пластиковым или воздуховод является тканевым. Воздуховод 6, по которому выкачивается загрязненный рудничный воздух 9, в том числе тяжелые фракции, и воздуховод 10, по которому выкачивается рудничный воздух, обогащенный метаном 13, имеют расширение в виде воздушных зонтов 8 и 12 или перфорированных воздуховодов, в которых площадь отверстий для выхода воздуха намного превышает сечение трубы. Для оптимизации «Системы вентиляции» один комплекс, включающий три воздуховода, обслуживает исключительно очистной забой, а другие комплексы «Системы вентиляции», включающие, по меньшей мере, три воздуховода, обслуживают штреки.

Предлагаемая «Система вентиляции» благодаря отсутствию сквозняков и значит угольной пыли предотвращает создание метаноугольновоздушной смеси в шахтах;

Также предотвращает образование метановоздушной смеси как таковой, поскольку метан 13 идет вверх, собирается у потолка и сразу выкачивается, а загрязненный рудничный воздух 9, в том числе тяжелые фракции, идет вниз и также выкачивается. Воздушные шары 15 на прочных нитях, закрепленные к потолку, при этом шары тяжелее метана, но легче воздуха, показывают границу между метаном и рудничным воздухом. Рис. 3 - изображена Система вентиляции угольной шахты в наклонном штреке - вид сбоку. Угольная шахта - наклонный штрек 19, вытяжной воздуховод - 6, удаляющий загрязненный рудничный воздух - 9 через воздушные зонты 8. Вверху вытяжные зонты 12, вытягивающие рудничный воздух, содержащий метан - 13, воздушные шары 15 на прочных нитях, датчики 16, фиксирующие уровень нахождения воздушных шаров, линия, показывающая уровень метана 14, газонепроницаемые перегородки - 17. Перегородки выполнены из газонепроницаемого и негорючего материала и расположены от потолка примерно на метр вниз, поперек хода горной выработки. Размер перегородок от стенки до стенки горной выработки без просветов, от потолка вниз от 0,5 метра до одного метра. Поставленная задача обеспечивается тем, что «Система вентиляции угольной шахты» в наклонном штреке, включающая, по меньшей мере, три воздуховода. По среднему воздуховоду поступает чистый воздух, по верхнему воздуховоду удаляется рудничный воздух, содержащий метан, по третьему воздуховоду 6 удаляется рудничный воздух 9, содержащий загрязненный воздух, в том числе тяжелые фракции. В потолочной части поперек продольного направления горной выработки установлены газонепроницаемые перегородки 17. На уровне нижней части газонепроницаемых перегородок установлены датчики 16, фиксирующие уровень нахождения воздушных шаров 15, а сами шары закреплены на прочных нитях к потолочной части, при этом шары тяжелее метана, но легче воздуха. Газонепроницаемые перегородки установлены с таким расчетом, что линия 14 уровня собираемого метана идет от нижней точки вышестоящей перегородки 17 до верхней точки нижестоящей перегородки 17, а вытяжные зонты 12 для рудничного воздуха, содержащего метан 13, установлены в максимально высоких точках каждой потолочной секции, а вытяжные зонты нижнего уровня 8 установлены в максимально низких точках штрека, при этом вытяжные воздуховоды закреплены в нижней части штрека или серединной части и закреплены к стене штрека. Вытяжные зонты в большинстве соединены с воздуховодами через патрубки. Один комплект системы вентиляции, включающий три воздуховода, обслуживает исключительно очистной забой, а другой или другие комплекты воздуховодов обслуживают штреки.

Благодаря предлагаемой системе вентиляции происходит предотвращение образования метановоздушной смеси и быстрое удаление метана, не допуская проникновение метана в ствол шахты. Это дает возможность предотвращения взрыва по всей длине шахты вдали от призабойной зоны. В отличие от систем Mine WATCH РС21 метанового мониторинга английской компании Davis Derby предлагаемая система вентиляции позволяет контролировать скорость и количество выделяемого метана. Также происходит сбор всего метана, находящегося в шахте, и его последующая концентрация до требуемых параметров для дальнейшего использования промышленностью.

Вариант 3: Выбросы метана через систему вентиляции в шахтах составляют наибольшую пропорцию от общего выброса метана в процессе добычи угля. Ежегодно выбрасывается в атмосферу около 1,5 млрд. куб. м метана, что является эквивалентом 200 млн. т CO2. В силу низкой концентрации метана в вентиляционном потоке (ниже 1% СН4) полезное использование вентиляционного газа является затруднительным.

В мире большой проблемой является утилизация шахтного метана. В настоящее время утилизация шахтного метана, выделяющегося сквозь трещины и разломы в земной коре, практически нереализуема из-за невозможности их централизованного сбора для переработки и весьма низкой концентрации метана. Утилизация шахтного метана в составе вентиляционных выбросов шахтных выработок также в настоящее время не реализуема из-за низких концентраций метана и отсутствия промышленных технологий его утилизации и использования. При разработке новых месторождений и бурении скважин добываемый попутный газ утилизируется путем сжигания. Основной причиной такой утилизации попутного газа является экономическая нецелесообразность его использования, а именно: низкая концентрация метана, также добываемый попутный газ имеет значительные примеси в виде влаги, газоконденсата и нефти, в связи с чем газ без дополнительной промышленной переработки неприемлем для использования.

Предлагаемое устройство решает проблему утилизации шахтного метана.

Устройство поясняется чертежом, где на Рис. 4 и Рис. 5 изображено «Устройство для извлечения метана из рудничного воздуха» в разрезе. Герметичный резервуар большого объема 20, вытяжной воздуховод - 21, вытяжной зонт 22, удаляющий загрязненный рудничный воздух без метана 9, воздуховод 23, подающий из шахты рудничный воздух, содержащий метан 13, нагнетательный зонт 24 в резервуар для извлечения метана 20, вытяжной воздуховод 26 и вытяжной зонт 27, вытягивающий чистый метан 28, воздушные шары 15 на прочных нитях, датчики 16, фиксирующие уровень нахождения воздушных шаров, линия, показывающая уровень накопленного метана 14.

Поставленная задача обеспечивается тем, что «Устройство для извлечения метана» из рудничного воздуха, включающее герметичный резервуар, значительного объема 20, к потолочной части закреплены воздушные шары 15 на прочных нитях, при этом шары тяжелее метана, но легче воздуха, на уровне средней части и выше установлены датчики 16, фиксирующие уровень нахождения воздушных шаров 15, на уровне средней части и ниже установлен воздуховод 23, подающий рудничный воздух, содержащий метан 13, в верхней части резервуара установлен воздуховод 26, выкачивающий воздух, обогащенный метаном, а в нижней части резервуара 20 установлен воздуховод 21, выкачивающий рудничный воздух без метана 9, но содержащий в том числе тяжелые фракции.

Герметичный резервуар 20 значительного объема имеет форму куба, или трехгранной призмы, или четырехгранной призмы, или многогранной призмы, или трехгранной пирамиды, или четырехгранной пирамиды, или многогранной пирамиды, или конуса, или цилиндра, или совмещенных перечисленных форм.

Устройство работает следующим образом: Через воздуховод 23 поступает рудничный воздух 13, содержащий метан, при этом площадь воздухоподающего зонта 24 значительно превышает сечение воздуховода 23. Чистый метан или (рудничный воздух, обогащенный метаном) 28 благодаря легкому удельному весу собирается в верхней части резервуара 20. В потолочной части резервуара 20 установлен воздуховод 26, выкачивающий рудничный воздух, обогащенный метаном 28, при этом площадь выкачивающего метан зонта 27 значительно превышает сечение выкачивающего воздуховода 26. В нижней части резервуара 20 установлен воздуховод 21, выкачивающий рудничный воздух, содержащий в том числе тяжелые фракции 9, при этом площадь выкачивающего воздух зонта 22 значительно превышает сечение выкачивающего воздуховода 21, предотвращая возникновение воздушных течений внутри резервуара 20. В отдельном варианте для предотвращения возникновения воздушных течений внутри резервуара увеличивается количество выходных патрубков вытяжного воздуховода 21, и в итоге общая площадь сечений выходных патрубков значительно превышает сечение подающего воздуховода 21. Также для предотвращения возникновения воздушных течений внутри резервуара увеличивается количество выходных патрубков подающего воздуховода 23, и в итоге общая площадь сечений выходных патрубков значительно превышает сечение подающего воздуховода. Также увеличивается количество выходных патрубков вытяжного воздуховода 26, и в итоге общая площадь сечений вытяжных патрубков значительно превышает сечение вытяжного воздуховода. Зонты могут опоясывать резервуар 20 внутри по окружности, с целью увеличения площади зонтов и тем самым предотвращая возникновение воздушных течений внутри резервуара 20.

Новые материалы и комплектующие позволяют улучшать конструкцию и функциональность. Эффективным материалом является перфорированный воздуховод. Например, в нижней части резервуара 20 установлен воздуховод 21, выкачивающий рудничный воздух, содержащий в том числе тяжелые фракции 9, при этом рудничный воздух без метана 9 выкачивается из резервуара через перфорированный воздуховод 29. Воздуховод 23, подающий рудничный воздух 13, содержащий метан, имеет расширение в виде перфорированного воздуховода 30 (Рис. 5), в котором общая площадь перфорированного материала значительно превышает сечение подающей трубы 23. В верхней части резервуара 20 установлен воздуховод 26, выкачивающий метан 28, при этом метан 28 выкачивается из резервуара через перфорированный воздуховод 31. При этом перфорированный воздуховод 30 является жестким, например металлическим, или является мягким, например тканевым, а перфорированные воздуховоды 29 и 31 являются обязательно жесткими, например пластиковыми или металлическими.

Перфорированные воздуховоды нужны для предотвращения возникновения воздушных течений внутри резервуара, чтобы разные фракции рудничного воздуха не смешивались. Все воздуховоды выполнены из обычного сплошного металла и/или перфорированного материала, то есть комбинированные. Далее извлеченный рудничный воздух, обогащенный метаном 28, поступает на очистительную фабрику, где в соответствии с техническими требованиями обезвоживается, фильтруется, сжимается и далее по газопроводу высокого давления поступает потребителям. Блочная установка утилизации метана используется для выработки электроэнергии и дополнительно для производства тепловой энергии при использовании газа в качестве топлива. Использование шахтного метана позволяет повышать безопасность ведения горных работ.

В отличие от применяемых в настоящее время средств борьбы со стихийными взрывами в угольных шахтах данное устройство дает контроль за количеством и скоростью поступающего метана. Сбор всего метана, находящегося в шахте, и его последующая концентрация до требуемых параметров для дальнейшего использования промышленностью.

Термины, используемые в описании и библиографические данные:

Очистной забой

Очистной забой - поверхность полезного ископаемого (угольного пласта или рудного тела), откуда производится отделение добываемого полезного ископаемого для дальнейшей транспортировки его на поверхность.

Очистные забои различают по форме:

- прямолинейные и - уступные;

Найдено в интернет URL: http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%97%D0%B0%D0%B1%D0%BE%D0%B9

ШТРЕК

- горизонтальная подземная горная выработка, не имеющая непосредственного выхода на дневную поверхность. Проходится из др. выработки при наклонном залегании рудного тела по простиранию г. п., а при горизонтальном - в любом направлении. Ш., проходимый по пустым п., называется полевым.

Геологический словарь: в 2-х томах. - М.: Недра. Под редакцией К.Н. Паффенгольца и др., 1978.

Система проветривания - единая. Способ проветривания - нагнетательный. Свежая струя воздуха подается в шахту вентилятором ВОД-21 по вентиляционному каналу на путевой ствол, а отработанная через конвейерный, диагональный и вентиляционные стволы. Тип главного вентилятора (рабочего и резервного)-ВОД-21, фактическая подача составляет 80 м. куб/сек, максимальная подача -93,3 м. куб/сек, скорость вращения рабочих колес - 750 об/мин, угол установки лопаток -20-45 градусов, давление, развиваемое вентилятором, - 85,12 мм вод. ст. ВОД-21 - реверсивный вентилятор.

Найдено в интернет URL: http://www.abegg.ru/1248

РУДНИЧНЫЙ ВОЗДУХ - атмосферный воздух, изменивший свой химический состав, температуру и влажность при движении по горным выработкам шахты. На рудничный воздух влияют выделения газов из массива горных пород, ядовитых газов и пыли при буровзрывных работах и др…

Рудничный воздух - смесь газов и паров, заполняющих горные выработки. Состав атмосферного воздуха, поступающего с дневной поверхности в шахту, при движении по горным выработкам претерпевает изменения, меняется соотношение кислорода и углекислоты, появляются примеси… …

Найдено в интернет URL: http://www.bibliotekar.ru/enc-Tehnika-3/79.htm

РУДНИЧНЫЙ ГАЗ, в угольной промышленности - легковоспламеняющийся и взрывоопасный газ, содержащийся в пластах угля. Состоит главным образом из метана (природный газ, СН₄), но содержит также некоторое количество водорода, кислорода и углекислого газа, а иногда и этана. Рудничный газ является причиной многих катастрофических взрывов в шахтах. Наличие рудничного газа можно выявить с помощью лампы Дэви (названа в честь Хэмфри Дэви), пламя которой удлиняется при наличии газа.

Научно-технический энциклопедический словарь.

Забой - Лава Рабочие участки шахты, где отделяют полезное ископаемое от пласта, называют очистными забоями или лавами. В забоях работают различные горные машины - горные комбайны, струги, врубовые машины. Перевозят полезные ископаемые в шахтах с помощью конвейеров или в вагонетках шахтными электровозами.

Найдено в интернет URL: http://www.bibliotekar.ru/enc-Tehnika-3/79.htm

Метан - горючий газ без цвета, запаха и вкуса, легче воздуха (плотность 0,524). Выделяется при разложении органических веществ без доступа кислорода. Особенно большие его выделения наблюдаются в угольных шахтах, меньшие - в калийных. Смесь метана с воздухом воспламеняется при температуре около 600°C. При концентрации его в воздухе до 5% сгорает голубым пламенем, при концентрации 5-16% взрывается, при большей концентрации из-за недостатка кислорода не горит и не взрывается. При взрыве метана выделяется большая энергия, температура достигает 2500°C, возникающая при этом ударная воздушная волна наносит большие повреждения в выработках. Максимально допустимая концентрация метана в струе, исходящей из забоев, 1%, а в общешахтной исходящей струе 0,75%. Метан слабо ядовит, но при большом содержании вытесняет кислород.

Найдено в интернет URL: http://gornoedelo.narod.ru/Delo/5.htm

Воздуховоды (перфорированные) - Тканевые (текстильные)

Впервые технология тканевой системы распределения воздуха была предложена в Дании более 20 лет назад. Эта технология заменяет традиционные металлические воздушные трубопроводы на текстильные аналоги различных сечений. Основные типоразмеры: 315, 400, 500, 630, 710, 800, 900, 1000, 1120, 1250, 1400, 1600 мм.

Равномерное распределение воздуха

Благодаря сетчатым вставкам, вшитым по всей длине наших текстильных воздуховодов, осуществляется равномерная подача воздуха в помещение. Даже при больших мощностях.

Найдено в интернет URL: http://vecotech.com.ua/pritochnie-kameri-monoblochnie-polupromishlennie/383-2010-11-29-00-47-52.html

Геометрическое тело - часть пространства, со всех сторон ограниченная. Если поверхность, ограничивающая тело, состоит из плоскостей, то тело называют многогранником. Эти плоскости пересекаются по прямым, наз. ребрами, и образуют грани тела. Каждая из граней есть многоугольник, стороны которого суть ребра многогранника; вершины этого многоугольника называются Вершинами.

Шар, конус, тетраэдр, куб, цилиндр, параллелепипед, пирамида.

Найдено в интернет URL: https://sites.google.com/site/klassifikacii/obemnye-figury

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к системе вентиляции угольной шахты и устройству для извлечения метана из рудничного воздуха. Технический результат заключается в предотвращении взрывов из-за скоплений метановоздушной смеси под кровлей с возможностью последующей концентрации метановоздушной смеси для дальнейшего использования. Система вентиляции включает по меньшей мере три воздуховода, По одному нагнетательному воздуховоду поступает чистый воздух, при этом площадь нагнетательного зонта значительно превышает сечение воздуховода. По второму воздуховоду, соединенному с устройством для извлечения метана из рудничного воздуха, удаляется рудничный воздух, содержащий сконцентрированный метан, при этом площадь вытяжного зонта значительно превышает сечение воздуховода, и он установлен в максимально высоких точках штрека. По третьему воздуховоду удаляется загрязненный рудничный воздух, и он установлен в максимально низких местах штрека. Воздуховоды имеют протяженность от очистного забоя до поверхности земли. По всей длине горной выработки поперек продольного направления в потолочной части установлены газонепроницаемые перегородки. К потолку штрека прикреплены на прочных нитях воздушные шары, наполненные негорючим газом, при этом воздушные шары тяжелее метана, но легче воздуха. На уровне нижней части газонепроницаемых перегородок установлены датчики, фиксирующие уровень высоты воздушных шаров, выполненные с возможностью передачи команды для увеличения или уменьшения скорости вытяжки рудничного воздуха, содержащего метан, и нагнетания чистого воздуха. Устройство для извлечения метана из рудничного воздуха, поступающего из шахты, включающее герметичный резервуар, к потолочной части которого прикреплены воздушные шары, наполненные негорючим газом, при этом шары тяжелее метана, но легче воздуха. На уровне средней части и выше установлены датчики, фиксирующие уровень нахождения воздушных шаров, с возможностью передачи команды для увеличения или уменьшения скорости вытяжки метана/воздуха, обогащенного метаном. На уровне средней части и ниже установлен воздуховод, подающий рудничный воздух, поступающий из шахты и содержащий в большом количестве метан. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Система вентиляции угольной шахты, включающая, по меньшей мере, три воздуховода, по одному нагнетательному воздуховоду, установленному на уровне человеческого роста, поступает чистый воздух, при этом площадь нагнетательного зонта значительно превышает сечение воздуховода, по второму воздуховоду, соединенному с устройством для извлечения метана из рудничного воздуха, удаляется рудничный воздух, содержащий сконцентрированный метан, при этом площадь вытяжного зонта значительно превышает сечение воздуховода, и установлен он в максимально высоких точках штрека, по третьему воздуховоду удаляется загрязненный рудничный воздух, в том числе тяжелые фракции, при этом площадь вытяжного зонта значительно превышает сечение воздуховода и установлен он в максимально низких местах штрека, при этом воздуховоды имеют протяженность от очистного забоя до поверхности земли, по всей длине горной выработки поперек продольного направления в потолочной части установлены газонепроницаемые перегородки, к потолку штрека прикреплены на прочных нитях воздушные шары, наполненные негорючим газом, при этом воздушные шары тяжелее метана, но легче воздуха, на уровне нижней части газонепроницаемых перегородок установлены датчики, фиксирующие уровень высоты воздушных шаров, с возможностью передачи команды для увеличения или уменьшения скорости вытяжки рудничного воздуха, содержащего метан, и нагнетания чистого воздуха.

2. Система вентиляции угольной шахты по п. 1, отличающаяся тем, что нагнетательные воздуховоды прикреплены к стене штрека в нижней части штрека или серединной части по всей длине горной выработки, а нагнетательные зонты воздуховодов установлены через 3-5 и более метров.

3. Система вентиляции угольной шахты по п. 1, отличающаяся тем, что газонепроницаемые перегородки установлены с расчетом, что линия уровня собираемого метана идет от нижней точки вышестоящей перегородки до верхней точки нижестоящей перегородки, а вытяжные зонты для рудничного воздуха, содержащего метан, установлены в максимально высоких точках каждой потолочной секции через 3-5 и более метров, а вытяжные зонты рудничного воздуха без метана установлены в максимально низких точках штрека через 3-5 и более метров, при этом вытяжные воздуховоды закреплены в нижней части штрека или серединной части и прикреплены к стене штрека, а вытяжные зонты соединены с воздуховодами патрубками.

4. Система вентиляции угольной шахты по п. 1, отличающаяся тем, что воздуховоды выполнены из обычного сплошного металла и/или перфорированного материала.

5. Система вентиляции угольной шахты по п. 1, отличающаяся тем, что один комплект системы вентиляции обслуживает исключительно очистной забой, а другой или другие комплекты систем вентиляции обслуживают штреки.

6. Устройство для извлечения метана из рудничного воздуха, поступающего из шахты, включающее герметичный резервуар значительного объема, к потолочной части которого прикреплены воздушные шары на прочных нитях, наполненные негорючим газом, при этом шары тяжелее метана, но легче воздуха, на уровне средней части и выше установлены датчики, фиксирующие уровень нахождения воздушных шаров, с возможностью передачи команды для увеличения или уменьшения скорости вытяжки метана/воздуха, обогащенного метаном, и нагнетания рудничного воздуха, далее на уровне средней части и ниже установлен воздуховод, подающий рудничный воздух, поступающий из шахты и содержащий в большом количестве метан, при этом площадь подающего рудничный воздух зонта значительно превышает сечение воздуховода, в верхней части резервуара установлен воздуховод, выкачивающий чистый метан/воздух, обогащенный метаном, при этом площадь вытяжного зонта значительно превышает сечение выкачивающего воздуховода, а в нижней части резервуара установлен воздуховод, выкачивающий рудничный воздух без метана, но содержащий, в том числе тяжелые фракции, при этом площадь выкачивающего воздух зонта значительно превышает сечение воздуховода.

7. Устройство для извлечения метана из рудничного воздуха по п. 6, отличающееся тем, что герметичный резервуар значительного объема имеет форму куба, или трехгранной призмы, или четырехгранной призмы, или многогранной призмы, или трехгранной пирамиды, или четырехгранной пирамиды, или многогранной пирамиды, или конуса, или цилиндра, или совмещенных перечисленных форм.