Способ искусственного проветривания подземных горных выработок Российский патент 2024 года по МПК E21F1/08 F24F7/06 

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано при подземной разработке месторождений полезных ископаемых.

Известен способ искусственного проветривания подземных горных выработок [патент на изобретение РФ № 2794437, E21F 1/16, опубл. 18.04.2023], включающий организацию воздухообмена горных выработок с внешней средой работой всасывающей вентиляторной установки и создание аэродинамической завесы в устье воздуховыдающего ствола, образуемой исходящей струёй вентиляторной установки, направляемой по воздуховоду к выпускным отверстиям кольцевой камеры, размещённой в устье ствола.

Недостатком способа является значительный подсос атмосферного воздуха через устье ствола, обусловленный низкими энергетическими параметрами завесы.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является способ искусственного проветривания подземных горных выработок [патент на изобретение РФ № 2601342, E21F 1/08, опубл. 10.11.2016], включающий организацию воздухообмена горных выработок с внешней средой работой всасывающей вентиляторной установки и создание аэродинамической завесы в устье воздуховыдающего ствола, образуемой восходящими струями вспомогательных вентиляторов.

Недостатком известного способа является значительный подсос атмосферного воздуха через устье ствола.

Задачей предлагаемого изобретения является уменьшение поверхностных утечек воздуха при искусственном проветривании подземных рудников и шахт.

Достигается это тем, что в известном способе искусственного проветривания подземных горных выработок, включающем организацию воздухообмена горных выработок с внешней средой работой всасывающей вентиляторной установки и создание аэродинамической завесы в устье воздуховыдающего ствола, работу вентиляторной установки сопровождают наддувом воздуха в активную зону всасывания вентиляционного окна.

Отличительные признаки - наддув воздушных масс в активную зону всасывания вентиляционного окна позволяет повысить расход восходящего к окну потока отработанного (шахтного) воздуха и, соответственно, снизить расход нисходящего потока атмосферного воздуха.

Техническим результатом предлагаемого решения является уменьшение поверхностных утечек воздуха.

Предлагаемый способ поясняется графически на фиг., где 1 - вентиляторная установка; 2 - вертикальный воздуховыдающий ствол; 3 - вентиляционный канал; 4 - вентиляционное окно; 5 - надшахтное здание; 6 - устье ствола; 7 - вентилятор местного проветривания; 8 - всасывающий воздуховод; 9 - направляющая пластина; 10 - плоская воздушная струя; 11 и 12 - ответвления плоской струи; 13 - активная зона всасывания вентиляционного окна.

Способ искусственного проветривания подземных горных выработок может быть осуществлён следующим образом.

Для искусственного проветривания подземных горных выработок используют всасывающий способ, реализуемый с помощью вентиляторной установки 1, обеспечивающей перемещение отработанного воздуха из вертикального воздуховыдающего ствола 2 шахты в вентиляционный канал 3 с окном 4 с последующим его удалением во внешнюю среду. Работа всасывающей вентиляторной установки 1 при этом вызывает подсос атмосферного воздуха через надшахтное здание 5 и устье ствола 6. Доля непродуктивных затрат электроэнергии, связанных с поверхностными утечками воздуха, может достигать 40% от общих затрат энергии на проветривание шахты.

Для снижения утечек воздуха через устье ствола 6 над вентиляционным окном 4 размещают вентилятор местного проветривания 7 с всасывающим воздуховодом 8. Приёмное отверстие воздуховода 8 размещают ниже вентиляционного окна. На противоположной от вентилятора 7 стороне стенки ствола 2 крепят направляющую пластину 9. Уровень её установки выбирают так, чтобы исходящая из вентилятора 7 плоская струя 10 делилась пластиной 9 на две примерно одинаковые разнонаправленные воздушные ветви 11 и 12. По мере удаления от пластины 9 в результате действия объёмных сил давления направление движения переносимого по этим ветвям воздуха изменится на противоположное, что обеспечит достижение следующих двух эффектов.

Циркуляционное движение приточного воздуха в зоне течения струи 10 с ответвлением 11 повысит аэродинамическое сопротивление устья ствола 6, создавая завесу на пути движущегося в сторону вентиляционного окна 4 атмосферного воздуха.

Вторая ветвь 12 плоской струи 10 обеспечит наддув воздуха в активную зону всасывания 13, что позволит поддерживать максимальный расход в восходящем к вентиляционному окну 4 потоке отработанного воздуха и, соответственно, минимальный расход в нисходящем потоке атмосферного воздуха.

Управление указанным процессом осуществляют путём изменения уровня установки или угла наклона направляющей пластины 9. Для усиления наддува воздуха можно использовать дополнительный вентилятор местного проветривания, размещённый напротив вентиляционного окна 4.

Применение предлагаемого способа позволяет уменьшить поверхностные утечки и повысить эффективность искусственного проветривания подземных рудников и шахт.

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано при подземной разработке месторождений полезных ископаемых. Техническим результатом является уменьшение поверхностных утечек воздуха при искусственном проветривании подземных рудников и шахт. Способ искусственного проветривания подземных горных выработок включает организацию воздухообмена горных выработок с внешней средой работой всасывающей вентиляторной установки и создание аэродинамической завесы в устье воздуховыдающего ствола, работу вентиляторной установки сопровождают наддувом воздуха в активную зону всасывания вентиляционного окна. 1.з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ искусственного проветривания подземных горных выработок, включающий организацию воздухообмена выработок с внешней средой с использованием главной вентиляторной установки, сопряжённой с воздуховыдающим стволом, и создание в устье данного ствола аэродинамической завесы под действием напорной струи дополнительного вентилятора, формируемой из восходящего по стволу воздуха, отличающийся тем, что всасывание воздуха дополнительным вентилятором осуществляют на уровне, расположенном ниже вентиляционного окна главной вентиляторной установки.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что напорную струю дополнительного вентилятора ориентируют с помощью направляющих устройств с обеспечением наддува воздуха в активную зону всасывания вентиляционного окна.