УСТАНОВКА ГАЗООТВОДЯЩАЯ Российский патент 2022 года по МПК E21F7/00 

Изобретение относится к вентиляторным дегазационным установкам, расположенным у устья дегазационных скважин на поверхности горных отводов угольных шахт на открытых площадках, и может быть использована для откачки метановоздушной смеси из шахты.

Известна «МОБИЛЬНАЯ ВАКУУМНО-НАСОСНАЯ ДЕГАЗАЦИОННАЯ УСТАНОВКА» RU ПМ 102059 [1], включающая вакуумные насосы, подключенные через диэлектрический разделитель к дегазационной скважине, приборы учета концентрации, давления, температуры и расхода газовой смеси, влагоотделители, устройства управления и защиты от аварийных режимов с системой сброса газовой смеси в атмосферу и огнепреградители, установленные на газопроводах подачи газовой смеси, снабжена быстродействующими автоматическими задвижками, установленными на газопроводах сброса газовой смеси в атмосферу, а устройство защиты от аварийных режимов снабжено командоконтроллером аварийного управления. Согласно зависимому П.2 вакуумные насосы, устройство связи с дегазационной скважиной и устройства управления и телеметрии установлены в помещениях, оборудованных приборами контроля концентрации метана и связаны с внешней средой посредством вентиляторов через систему автоматизированных вентиляционных жалюзи и дверных проемов.

Недостатком известного решения является недостаточная защита от аварийных ситуаций, приводящая к снижению безопасности, повышенная сложность монтажа и управления быстродействующими задвижками, а также повышенная сложность обслуживания устройства.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является «Модульная вакуумно-насосная дегазационная установка» RU 112938 РПМ [2], включающая тройник, соединенный с дегазационной скважиной, основной и резервный вакуумные насосы, блок газоочистки с устройством слива конденсата, основной газоотводящий блок со свечей утилизации.

Недостатком известного решения является повышенная сложность обслуживания и сниженная безопасность, обусловленная тем, что невозможно отключить для ремонта или профилактики газоотводящий блок и блок газоочистки, не остановив полностью систему дегазации скважины. Дублируется в системе только насос, соединенный с входной и выходной системами через задвижки.

Технический результат – повышение безопасности и упрощение обслуживания.

Технический результат достигается тем, что: установка газоотводящая (наземная взрывозащищенная), включающая тройник, соединенный с дегазационной скважиной, и два выхода, первый выход тройника соединен с входом блока газоочистки с устройством слива конденсата, выход блока газоочистки соединен с входом основного вентилятора, выход основного вентилятора соединен с входом газоотводящего блока со свечой утилизации характеризуется тем, что второй выход тройника соединен с входом дополнительного блока газоочистки с устройством слива конденсата, выход дополнительного блока газоочистки соединен с входом резервного вентилятора, выход резервного вентилятора соединен с входом дополнительного газоотводящего блока со свечей утилизации, причем резервный вентилятор выполнен с возможностью запуска при отключении основного вентилятора, при этом блок газоочистки и газоотводящий блок выполнены с возможностью отключения при отключении основного вентилятора.

На фиг. 1 изображена технологическая схема, на фиг. 2 – вид сбоку, фиг. 3 вид сверху, где:

1- блок связи с дегазационной скважиной;

2 - блок газоочистки;

3 - блок вентиляторов;

4 – двигатель вентилятора;

5 - блок связи с утилизационной системой (газоотводящий блок);

6 – тройник:

7 – клапан обратный:

8 – влагоотделитель;

9 – огнепреградитель;

10 – трубопровод;

11 - свеча утилизации;

12 – предохранительное мембранное устройство на свечах утилизации;

13 – компенсатор;

14 – предохранительное мембранное устройство на входе.

Устройство действует следующим образом:

Установка газоотводящая представляет собой комплект оборудования, расположенного на специально подготовленной открытой площадке у устья газодренажной скважины. Блок связи с дегазационной скважиной 1соединяется с устьем скважины и имеет тройник 6, к выходам которого соединены входы двух блоков газоочистки 2 и блоков вентиляторов резервных и основного 3. Резервный и основной вентиляторы не отличаются друг от друга. В каждом блоке вентиляторов имеется двигатель вентилятора 4 с устройством управления. Выход вентилятора соединен с газоотводящим блоком 5.

При включении вентилятора 4 происходит откачка метано-воздушной смеси (МВС) из дегазационной скважины. Смесь проходит через тройник 6, клапан обратный 7. Для очищения МВС от влаги и механических примесей блок газоочистки установки снабжен влагоотделителем 8 вихревого типа ВО 800. Для слива воды и механических примесей на влагоотделителе имеется патрубок. Очищенная МВС поступает в огнепреградитель ОНГ насадочного типа 9, который служит для предотвращения распространения пламени из скважины в случае аварийной ситуации. Пройдя через трубопровод 10, вентилятор 4, МВС выбрасывается в атмосферу через свечу утилизации 11. В случае отключения (поломки) основного вентилятора, в работу запускается резервный вентилятор. При отключении обоих вентиляторов устройство полностью отключается от скважины.

Отвод газа в атмосферу как при работающих, так и при остановленных вентиляторах осуществляется через свечи утилизации (разгрузочные трубы). Свечи имеют высоту не менее 6 м над уровнем земли. Свечи оборудованы защитным устройством от проникновения пламени в скважину (огнепреградитель с защитой от атмосферной дефлаграции) и снабжены предохранительным мембранным устройством 12. Вентилятор соединен с трубопроводом и свечей утилизации посредством компенсаторов 13.

Обратные клапаны, включенные между тройником и влагоотделителями позволяют предотвратить проникновение МВС из рабочей части установки в нерабочую, что дополнительно повысит безопасность работы и улучшит условия обслуживания устройства.

Установка двух предохранительных мембранных устройств и огнепреградителей, по одному предохранительному мембранному устройству на каждой свече утилизации позволит дополнительно повысить безопасность устройства и улучшить условия обслуживания.

Наличие мембранного предохранительного устройства на входе (на выходе из скважины) позволит защитить устройство от скачков давления, например, при взрыве МВС в шахте, что дополнительно повысит безопасность устройства.

Подключение вентилятора посредством компенсаторов позволят дополнительно повысить устойчивость установки к внешним факторам, что дополнительно повысит безопасность устройства и улучшит условия его обслуживания.

Монтаж установки на открытой площадке позволит исключить накопление МВС в помещении, что дополнительно повысит безопасность устройства.

Работа установки полностью автоматизирована. Система управления и контроля расположена в отдельно стоящем помещении модульного типа. Управление работой установки предусмотрено как в автоматическом, так и в ручном режиме. Система управления и контроля осуществляет связь с диспетчерским пунктом шахты.

Подготовка к монтажу и монтаж изделия.

Подготовка к монтажу и монтаж изделия производится в соответствии с проектом дегазации шахты, разработанным специалистами угольной компании и согласованным с Ростехнадзором. Необходимо проверить допустимую статическую нагрузку, характеристики грунта, организацию молниезащиты, готовность зумпфа для сбора конденсата.

Изделие поставляется в разобранном виде, отдельными узлами и агрегатами.

Монтаж установки ведется на поверхности шахты в соответствии с проектом газоотводящей сети.

В качестве основания для монтажа вентиляторов и модуля управления необходимо предусмотреть площадки соответствующих размеров, отсыпанные несжимающимся, негорючим грунтом. Непосредственно под вентиляторы и модуль укладываются бетонные плиты, или заливается мелкозаглубленный сплошной, плитный фундамент. На устойчивых грунтах со слабой степенью морозного пучения, заливка фундамента необязательна.

Под свечи утилизации МВС закладывается бетонная плита соответствующих размеров или заливается мелкозаглубленный сплошной, плитный фундамент. Крепление свечи на фундаменте осуществляется анкерным способом. При высоких ветровых нагрузках дополнительно применяются растяжки.

Монтаж трубопроводов производить, выполняя следующие условия:

- диаметры трубопроводов не должны быть меньше, чем места соответствующих подключений вентиляторов;

- по возможности, использовать максимальные радиусы изгиба трубопроводов;

- избегать резкого изменения диаметров трубопроводов;

- отдельные линии подключать к сборным трубопроводам при помощи трубных колен или седловых опор;

- запорную задвижку расположить плотно у разветвлений, чтобы избежать глухих линий;

- опоры на трубопроводы устанавливать непосредственно перед агрегатом.

Технический результат: повышение безопасности и упрощение обслуживания достигается тем, что при остановке одного из вентиляторов можно производить техническое обслуживание и ремонт всех элементов, соединенных с остановленным вентилятором: влагоотделителя, огнепреградителя, трубопровода, свечи утилизации, предохранительного мембранного устройства, компенсаторов не останавливая работу устройства по дегазации скважины.

Промышленная применимость: Газоотводящая установка наземного исполнения взрывозащищенная может с успехом применяться по назначению – отводу шахтного газа (метановоздушной смеси) из выработанного пространства лавы угольной шахты через газоотводящую скважину.

Изобретение относится к вентиляторным дегазационным установкам, расположенным у устья дегазационных скважин на поверхности горных отводов угольных шахт на открытых площадках, и может быть использовано для откачки метановоздушной смеси из шахты. Установка газоотводящая содержит тройник, имеющий вход, соединенный с дегазационной скважиной, и два выхода. Первый выход тройника соединен с входом блока газоочистки с устройством слива конденсата. Выход блока газоочистки соединен с входом основного вентилятора. Выход основного вентилятора соединен с входом газоотводящего блока со свечой утилизации. Второй выход тройника соединен с входом дополнительного блока газоочистки с устройством слива конденсата. Выход дополнительного блока газоочистки соединен с входом резервного вентилятора. Выход резервного вентилятора соединен с входом дополнительного газоотводящего блока со свечей утилизации. Резервный вентилятор выполнен с возможностью запуска при отключении основного вентилятора. Блок газоочистки и газоотводящий блок выполнены с возможностью отключения при отключении основного вентилятора. Достигается технический результат – повышение безопасности и упрощение обслуживания установки. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Установка газоотводящая, включающая тройник, тройник имеет вход, соединенный с дегазационной скважиной, и два выхода, первый выход тройника соединен с входом блока газоочистки с устройством слива конденсата, выход блока газоочистки соединен с входом основного вентилятора, выход основного вентилятора соединен с входом газоотводящего блока со свечой утилизации, отличающаяся тем, что второй выход тройника соединен с входом дополнительного блока газоочистки с устройством слива конденсата, выход дополнительного блока газоочистки соединен с входом резервного вентилятора, выход резервного вентилятора соединен с входом дополнительного газоотводящего блока со свечей утилизации, причем резервный вентилятор выполнен с возможностью запуска при отключении основного вентилятора, при этом блок газоочистки и газоотводящий блок выполнены с возможностью отключения при отключении основного вентилятора.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит два обратных клапана, включенных между тройником и блоками газоочистки.

3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит по одному предохранительному мембранному устройству на каждой свече утилизации.

4. Установка по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит по одному огнепреградителю на каждой свече утилизации.

5. Установка по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит предохранительное мембранное устройство на входе.