УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИНУДИТЕЛЬНОГО ПРОВЕТРИВАНИЯ РАБОЧИХ МЕСТ Российский патент 2024 года по МПК E21F1/08 F24F7/04 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при проветривании рабочих мест, рассредоточенных по длине горных выработок, где осуществляется добыча полезного ископаемого, например нефти, и существует риск повышения температуры воздуха сверх нормативного значения вследствие влияния периодических появляющихся источников теплоты, например, прорывов высокотемпературной воды или пара, на основе подачи дополнительного количества воздуха, имеющего температуру более низкую, чем температура воздуха, поступающего в выработку за счет общешахтной вентиляции.

Известно устройство для охлаждения воздуха в локальной рабочей зоне подземной выработки (патент RU № 207609, опубл. 03.11.2021), содержащее теплоизолированный корпус в виде параллелепипеда с выполненными в противоположных боковых стенках входным и выходным люками для прохода воздуха, внутренний объем которого разделен по высоте установленными параллельно верхней и нижней стенкам корпуса перегородками с проемами на теплообменные камеры, в каждой из которых параллельно перегородкам расположены выдвижные перфорированные полки с размещенными на них капсулами из термопластичного полимера с поперечными пережимами, образующими ячейки в виде вытянутого эллипсоида вращения с размещенным в них водосоляным льдом, при этом в теплообменной камере со стороны выходного люка установлено взаимосвязанное с ним сопло Лаваля.

Недостатками данного устройства являютсяналичие охлаждающих элементов, таких каклед, который в условиях повышения температуры воздуха, связанного с периодическими появлениями источников теплоты, приводит к необходимости их периодической замены.

Известна шахтная вентиляторно-калориферная установка секционного проветривания (патент RU № 2678171, опубл. 23.01.2019), котораяпредусматривает обустройство площадки с воздухоподающей и вентиляционной скважинами шахтной вентиляторно-калориферной установкой для секционного проветривания, включающей рабочий и резервный вентиляторы, соединенные с всасывающим каналом, вспомогательные каналы и ляды переключения, изменяющие режим работы установки с прямого на реверсивный. При этом ляды размещены крестообразно в блоке переключения, установленном в точке пересечения всасывающего канала, вспомогательных каналов, соединенных с вентиляционными скважинами, и вертикального воздухоподающего канала, оснащенного теплообменниками калорифера.

Недостатком являетсязначительные габариты устройства, которые не дают возможности установки в выработках очистного блока, уклонных блоков нефтяных шахт.

Известна система проветривания уклонного блока нефтешахты (патент RU № 2652769, опубл. 28.04.2018), включающая в себя главную вентиляторную установку, установленную с возможностью подачи воздуха в нефтешахту, микроконтроллерный блок, связанный с датчиками температуры и датчиками расхода воздуха, размещенными в воздухоподающей и воздуховыдающей выработках уклонного блока, вентиляционную скважину с расположенной на ней вентиляционной трубой, установленные в воздуховыдающей выработке. Систему кондиционирования воздуха, испаритель которой установлен в воздухоподающей выработке, а конденсатор установлен в воздухоподающей выработке вблизи стенок разогретого нефтяного пласта и/или в устье вентиляционной скважины и/или непосредственно в вентиляционной скважине.

Недостатками являютсяотсутствие системы распределенной подачи воздуха непосредственно в рабочую зону, сложность устройства, ввиду наличия микроконтроллерного блока, датчиков температуры и расхода воздуха.

Известная система проветривания нефтешахты (патент RU № 2582145, опубл. 20.04.2016), включающая в себя главную вентиляторную установку, установленную на вентиляционном стволе нефтешахты, микроконтроллерный блок, связанный с датчиками температуры и давления воздуха либо с плотномерами, а также с датчиками расхода воздуха. В каждой воздухоподающей выработке уклонного блока расположен вентиляторместного проветривания, а в каждой воздуховыдающей выработке уклонного блока размещен воздушный тамбур, состоящий из перемычек с дверями. Устья вентиляционных скважин уклонных блоков снабжены дефлекторами и поверхностными вентиляторами. Датчики расхода воздуха и датчики температуры и давления воздуха или плотномеры расположены в воздухоподающих выработках уклонных блоков, в главных исходящих вентиляционных выработках, в устьях и околоствольных дворах воздухоподающих стволов и в канале главной вентиляционной установки. Дополнительные датчики расхода воздуха установлены в воздуховыдающих выработках уклонного блока за соединительной выработкой по ходу потока исходящего воздуха, при этом дополнительные датчики температуры, давления или плотномеры расположены в буровых галереях уклонных блоков и на поверхности нефтешахты. Микроконтроллерный блок выполнен с возможностью регулирования расхода воздуха, поступающего в уклонные блоки в зависимости от показаний указанных датчиков за счет изменения режима работы вентиляторов, а также с возможностью изменения производительности главной вентиляторной установки.

Недостатками являютсяналичие большого колическва датчиков расхода, температуры и давления воздуха и микроконтроллерного блока для регулирования расхода воздуха, что в условиях нефтяных шахт не позволяетосуществлятьих регулировку.

Известно устройство для принудительного проветривания рабочих зон (патент RU № 173064, опубл. 08.08.2017) принятое за прототип, которое включает в себя основной, вспомогательный и маломощный вентиляторы, систему рассредоточенного размещения патрубков для отбора воздуха, магистральный воздуховод, отвод, средство для переключения режимов проветривания и телескопическую пару труб с жесткими элементами.

Недостатками являются конструктивная особенность устройства, предполагающая непосредственную подачу свежего воздуха по скважине в систему распределения воздуха, без возможности его смешивания с шахтным воздухом для подогрева его до требуемой температуры, наличие трех вентиляторов усложняет систему, тем самым, снижается надежность, система распределения воздуха имеет жесткое исполнение и не имеет вариативности расположения в рабочей зоне.

Техническим результатом является повышение эффективности проветривания рабочих мест.

Технический результат достигается тем, что вентилятор установлен в смесительной камере, напротив места соединения скважины со смесительной камерой, он соединен с магистральным воздуховодом, который закреплен в смесительной камере, а затем к верхней части выработки выемочного участка, заслонка, установлена в смесительной камере с возможностью обеспечения поступления воздуха в зимний период времени из выработки в смесительную камеру, при этом в летний период времени заслонка находится в положении закрыто, на магистральном воздуховоде выполнены отверстия, в которые установлены один конец патрубка, а другой конец установлен в отверстие, которое выполнено в центре U-образного воздуховода, на патрубке установлена с возможностью открывания или закрывания заслонка, U-образный воздуховод, установлен сверху над рабочим местом, и выполнен в форме полого цилиндра, концы которого не соединены между собой, образуют щель для подачи воздуха, при этом в магистральном воздуховоде установлены заслонки после каждого патрубка с U-образным воздуховодом, выполненные с возможностью открывания и закрывания в зависимости от адресной подачи воздуха на рабочее место..

Устройство поясняется следующими фигурами:

Фиг. 1 - общий вид устройства;

Фиг. 2 - воздухораспределения на рабочем месте;

Фиг. 2 - смесительная камера;

1- магистральный воздуховод;

2 - вентилятор;

3 - смесительная камера;

4 - скважина;

5 - патрубок;

6 - заслонки;

7- U образный воздуховод;

8 - щель для подачи воздуха;

9 - рабочие места в горной выработке выемочного участка;

10 - свежий воздух, поступающий с поверхности;

11 - воздух, подаваемый на рабочее место;

12 - воздух, поступающий по горной выработке;

13 - исходящая воздушная струя;

14 - выработка шахтной вентиляционной сети;

15 - выработка выемочного участка.

Устройство для принудительного проветривания рабочих мест включает вентилятор 2 (фиг. 1), который установлен в смесительной камере 3 (фиг. 3), напротив места соединения скважины 4 со смесительной камерой 3. Вентилятор 2 соединен с магистральным воздуховодом 1, который закреплен в смесительной камере 3, а затем к верхней части выработки выемочного участка 15. Заслонка 6, установлена в смесительной камере 3 с возможностью обеспечения поступления воздуха 12 (фиг. 1) в зимнее время из выработки 14 в смесительную камеру 3. На магистральном воздуховоде 1 выполнены отверстия, в которые установлены один конец патрубка 5, а другой конец установлен в отверстие, которое выполнено в центре U образного воздуховода 7 (фиг. 2). На патрубке 5 установлена с возможность открывания или закрывания заслонка 6. U образный воздуховод 7, установлен сверху над рабочим местом 9. U образный воздуховод 7 выполнен в форме полого цилиндра, концы которого не соединены между собой, образуют щель для подачи воздуха 8. Заслонки 6 установлены после каждого патрубка 5 с U образным воздуховодом 7.

Устройство для принудительной подачи воздуха работает следующим образом. В режиме проветривания выработки выемочного участка 15, когда воздуха, который поступает в нее из выработки шахтной вентиляционной сети 14, достаточно для обеспечения нормативного значения температуры воздуха, например, для буровой галереи уклонного блока нефтяной шахты температуры, не превышающей в соответствии с Правилами безопасности при разработке нефтяных и газовых месторождений при временном присутствии людей составляющей 36°С. Вентилятор 2 выключен и, поступающий с поверхности 10 не подается с поверхности по скважине 4 в камеру смешения 3 и далее в магистральный воздуховод 1. Заслонка 6 камере смешения 3, находится в положении «закрыто».

При появлении в выработке выемочного участка 15 дополнительного источника теплоты, например, для буровой галерее нефтяной шахты нагрева нефтяного пласта, в который закачивается теплоноситель, до температуры, превышающей температуру, принятую в расчетенеобходимого количества воздуха, или несанкционированного прорыва пара в буровую галере, температура воздуха на рабочих местах может превышать предельно-допустимое значение. В этом случае, на то рабочее место, где в данный момент времени ведутся производственные процессы, осуществляют адресную подачу воздуха с поверхности, температуру которого на 10°- 15°С ниже, чем температура воздуха в выработке. Для этого включают вентилятор 2, который подает воздух из скважины 4 в магистральный воздуховод 1, а затем в патрубки 5, месторасположение которых совпадает с рабочими местами 9. Из патрубка 5 воздух направляется в U образный воздуховод 7, из которого через щель для подачи воздуха 8 инжектируется в выработку выемочного участка 15, снижая температуру воздуха на рабочие места в горной выработке выемочного участка 9. Заслонка 6 на магистральном воздуховоде 1, установленная за патрубком 5 находится в положении «закрыто», а заслонка 6 между патрубком 5 и U-образном воздуховодом 7 находится в положении «открыто». Для обеспечения рационального распределения воздуха по объему рабочего места концы U-образного воздуховода 7, располагаются на удалении от стенки выработки, соответствующем расстоянию, на которое выходят из горного массива конструктивные элементы, используемые для добычи полезного ископаемого, например оголовки скважин, из которых поступает разогретая нефть. После рабочего места 9 воздух 11, поступающий из U-образного воздуховода 7, смешивается с воздухом, подаваемым в выработку 15 из выработки шахтной вентиляционной сети 12, а затем с исходящей струей 13 удаляется из этой выработки.

В летний период времени заслонка 6, расположенная на камере смешения 3 находится в положении «закрыто».

В зимний период времени заслонка 6, расположенная на камере смешения 3 приводится в положение «открыто» и часть воздуха с положительной температурой из шахтной вентиляционной сети поступает в смесительную камеру 3, где смешивается с холодным наружным воздухом 10, поступающим в смесительную камеру 3 по скважине 4. Расходы смешивающихся объемов воздуха устанавливается из возможности достижения конечной температуры, превышающей 2°С. Из смесительной камеры 3 воздух с положительной температурой вентилятором 2 нагнетается в магистральный воздуховод 1 и далее на рабочее место.

Устройство для принудительной подачи воздуха за счет установки вентилятора, заслонок, патрубков и U-образного воздуховода позволяет проводить проветривание как отдельного рабочего места, так и всех рабочих мест одновременно.

Изобретение относится к устройству для принудительного проветривания рабочих мест. Техническим результатом является повышение эффективности проветривания. Устройство включает магистральный воздуховод, вентилятор. Также устройство включает систему рассредоточенного размещения патрубков. Вентилятор установлен в смесительной камере напротив места соединения скважины со смесительной камерой. Вентилятор соединен с магистральным воздуховодом. Также устройство содержит заслонку, установленную в смесительной камере с возможностью обеспечения поступления воздуха в зимний период времени из выработки в смесительную камеру. В летний период времени заслонка находится в положении закрыто. На магистральном воздуховоде выполнены отверстия, в которые установлены один конец патрубка. Другой конец установлен в отверстие, которое выполнено в центре U-образного воздуховода. На патрубке установлена с возможностью открывания или закрывания заслонка. U-образный воздуховод установлен сверху над рабочим местом и выполнен в форме полого цилиндра. Концы цилиндра не соединены между собой, образуют щель для подачи воздуха. В магистральном воздуховоде установлены заслонки после каждого патрубка с U-образным воздуховодом, выполненные с возможностью открывания и закрывания в зависимости от адресной подачи воздуха на рабочее место. 3 ил.

Устройство для принудительного проветривания рабочих мест, включающее магистральный воздуховод, вентилятор, систему рассредоточенного размещения патрубков, отличающееся тем, что вентилятор установлен в смесительной камере напротив места соединения скважины со смесительной камерой, он соединен с магистральным воздуховодом, который закреплен в смесительной камере, а затем к верхней части выработки выемочного участка, заслонка установлена в смесительной камере с возможностью обеспечения поступления воздуха в зимний период времени из выработки в смесительную камеру, при этом в летний период времени заслонка находится в положении закрыто, на магистральном воздуховоде выполнены отверстия, в которые установлены один конец патрубка, а другой конец установлен в отверстие, которое выполнено в центре U-образного воздуховода, на патрубке установлена с возможностью открывания или закрывания заслонка, U-образный воздуховод установлен сверху над рабочим местом и выполнен в форме полого цилиндра, концы которого не соединены между собой, образуют щель для подачи воздуха, при этом в магистральном воздуховоде установлены заслонки после каждого патрубка с U-образным воздуховодом, выполненные с возможностью открывания и закрывания в зависимости от адресной подачи воздуха на рабочее место.