Способ кондиционирования воздуха в выработках выемочного участка глубокой шахты Советский патент 1989 года по МПК E21F3/00 

1

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для обеспечения нормальных температурных условий в выработках выемочных участков глубоких шахт.

Цель изобретения - повышение экономичности способа кондиционирования воздуха путем снижения холодопотреб- ности выработок выемочного участка.

Охлаждение утечек воздуха за пределами выемочного участка позволяет снизить затраты на холодильное обо-, рудование, его монтаж, демонтаж и передвижку по выработке, трудоемкость работ по осуществлению способа кондиционирования воздуха на выемочном участке.

При осуществлении предлагаемого способа отсутствуют потери холода через трубопроводы хладоносителя по длине вентиляционной выработки и уменьшается мощность оборудования для охлаждения утечек воздуха. Это обусловлено тем, что в выработках с исходящей вентиляционной струей за пределами выемочных участков допустимая температура воздуха в соответствии с санитарными нормами значительно вьш1е, чем на выходе из лавы (20-24 С) при осуществлении известного способа. Для угольньк шахт СССР максимальная температура воздуха в таких выработках составляет 28,0°С.

4

О) О

Использование предлагаемого способа повышает э;)фективность кондиционирования воздуха на выемочном учас тке за счет уменьшения его холодо- потребности, материальных и людских затрат на нормализацию температурных условий.

На фиг.1 показана схема устройства для кондиционирования утечек воз- Д5оса; на фиг.2 - технология кондиционирования воздуха в выработках выемочного участка с применением устройства при столбовой системе разработки; на фиг.З - то же, при сплошной системе разработки.

Устройство для осуществления способа включает теплоизолированный трубопровод 1, на одном конце которого расположен всасывающий патрубок 2, а на другом - вентилятор 3 На нагнетательной стороне вентилятора 3 к трубопроводу 4 подсоединен воздухоохладитель 5. Вентилятором 3 утечки воздуха отсасываются за пределы выемочного участка, охлаждаются в воздухоохладителе 5 и подаются в исходящую вентиляционную струю шахты. Если шахта газовая и концентрация метана в отсасываемых утечках вьш1е допустимой правилами безопасности нормы, его разбавляют до безопасной концентрации в смесительной камере 6 и выпускают в общую исходящую вентиляционнз о струю

Устройство располагается в вентиляционной выработке 7 выемочного участка и вентиляционной сбойке 8 (фиг.2 и 3). В воздухоподающем штреке 9 выемочного участка установлены штрековой 10 и при необходимости лавные воздухоохладители 11, которы подсоединены к сети хладоносителя 12 стационарной холодильной установки.

При столбовой системе разработки (фиг.2) .утечки воздуха 13, движущиеся через выработанное пространст во 14, поступают к всасывающему патрубку 2 устройства и по теплоизолированному трубопроводу 1 - воздухоохладитель 5 и далее по трубопровод 4 направляются в исходящую рентиля- ционную струю 15. Дри сплошной системе разработки (фиг.З) утечки воздуха 13 через выработанное пространство 14 по всасывающим патрубкам 2, теплоизолированному трубопроводу 1 отсасываются вентилятором 3 и по

0

5

0

с

0

5

0

5

трубопроводу 4 подаются в воздухоохладитель 5 и далее при необходимости через смесительную камеру 6 в общую исходящую струю 15 шахты. Всасывающие патрубки 2 располагаются в окнах 16, оставляемых в целиках или бутовой полосе. К трубопроводу 1 может быть одновременно подсоединен один и более всасывающих патрубков 2.

Для охлаждения воздуха в штреках и лавах применяется- серийно выпускаемое отечественной промышленностью оборудование, типоразмеры которого определяются в зависимости от холо- допотребности выработок и технологии выемки угля в лавах. Для охлаждения утечек воздуха могут быть применены теплообменные аппараты шахтных агре- гатированных воздухоохладителей типа АРВ.

В качестве трубопроводов для отвода утечек воздуха могут быть использованы жесткие вентиляционные трубы диаметром 0,5-1,0 м, покрытые теплоизоляционным материалом, допущенным к применению в шахтах. В качестве источников тяги для отсоса утечек воздуха в устройстве могут быть применены центробежные злектро- вентиляторы ВМЦ-6, ВМЦ-7 или пневматические вентиляторы ВМП-4, ВМП-6. Вентиляторы серийно выпускаются отечественной промьшшенностью для про- ветривани;я тупиковых подготовительных выработок.

Способ кондиционирования воздуха в выработках выемочного участка осуществляют следующим образом.

Из общевшхтной воздухоподающей выработки 17 воздух по штрекам 9 поступает к участковым воздухоохладителям 10, охлаждается в них до заданной температуры, определяемой расчетом, и далее по штреку поступает в лаву 18. На глубинах более 900 м при высоких нагрузках на очистные забои возникает необходимость охлаждения воздуха и непосредственно в лаве для поддержания температуры воздуха в соответствии с требованиями правил.безопасности. В этом случае воздух дополнительно охлаждается в лаве с помощью лавных воздухоохладителей 11..

Часть воздуха (до 50%) в зависимости от вида пород кровли пласта, способа управления горным давлением на выемочном участке и схемы его про5

ветривания, поступает в выработанное пространство и, вследствие контакта с горным массивом, нагревается и поступает в лаву 18 и вентиляционный штрек 7. С увеличением глубины горных работ температура горного массива возрастает, растет и температура утечек воздуха 13 и их влияние на тепловые условия в лаве и вентиляционном штреке.

При включенном вентиляторе 3 утечки воздуха 13 с температурой, близкой к естественной температуре горного массива на данной глубине, через всасывающий патрубок 2 поступают в теплоизолированный трубопровод 1, по которому отсасываются за пределы выемочного участка к воздухоочисти- телю 5, установленному в вентиляционной сбойке 8. Далее по трубопроводу 4 охлажденные утечки воздуха подаются в выработку с исходящей вентиляционной струей 15 панели, крыла или шахты. В воздухоохладителе 5 утечки воздуха охлаждаются до температуры, равной предельно допустимой для под- земньгх горных выработок. На газовых шахтах утечки воздуха 13 из выработанного пространства, представляющие собой метановоздушную смесь, в смесительной камере 6 разбавляют до допустимой концентрации и уже после этого направляют в общую иcxoдящs o вентиляционную струю 15. На негазовых шахтах охлаждённые утечки воздуха из трубопровода 4 выпускают непосредственно в выработку с исходящей струей воздуха 15.

При столбовой системе разработки (фиг.2) вентиляционная выработка 7 погашается вслед за подвиганием лавы 18. Всасывающий патрубок 2, представляющий собой гибкую гофрированную трубу, длина которой может изменяться в пределах кратнь 1-3 и более длинам секций, из которьк смонтирован трубопровод 1, располагается в верхней части сечения погашаемой

691776

вьфаботки 19. По мере подвигания лавы 18 длина теплоизолированного трубопровода 1 сокращается путем g отсоединения секций между всасьгеаю- щим патрубком 2 и началом трубопровода 1.

При сплошной системе разработки

Q (фиг.З) всасывающий патрубок или

патрубки 2 размещены в окнах 16, оставляемых в бутовой полосе (целике) 20 через 15-20 м. Для уменьшения подсосов воздуха из вентиляционной

15 выработки 7 в окнах 16 выкладывают перемычки 21, которые герметизируют. Патрубки 2 подсоединяют к теплоизолированному трубопроводу 1. Одновременно к трубопроводу 1 может быть

0 подсоединено не менее одного патрубка 2. При подвигании лавы 18 подготавливают новое окно 16, наращивают трубопровод 1 и подключают к нему патрубок 2. Патрубки, находя5 щиеся от линии очистного забоя на расстоянии более 50-60 м, отсоединяют от трубопровода 1 и герметизируют .

0 Формула изобретения

Способ кондиционирования воздуха в выработках выемочного участка глубокой шахты, включающий охлаждение воздуха в воздухоподающей выработке ив лаве, отсасывание утечек воздуха .из выработанного пространства, их охлаждение и отвод по трубопроводу за пределы выемочного участка, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности способа путем снижения холодопотребности выработок выемочного участка, охлаждение утечек производят за пределами выемочного участка до предельно допустимой для выработок с исходящей вентиляционной струей температуры, причем трубопровод для отвода утечек выполняют теплоизолированным.

5

0

5

Изобретение относится к горной промышленности и позволяет повысить экономичность способа кондиционирования воздуха путем снижения холодо- потребности выработок выемочного участка. В воздухоподающей выработке и в лаве воздух охлаждают. Из выработанного пространства отсасывают утечки воздуха и за пределами выемочного участка их охлаждают до предельно допустимой для выработок с исходящей вентиляционной струей т-ры. Затем отводят утечки воздуха за пределы выемочного участка. Трубопровод для утечек выполняют теплоизолированным. При этом отсутствуют потери холода через трубопроводы хладоно- .сителя по длине вентиляционной выработки и уменьшается мощность оборудования для охлаждения утечек воздуха. 3 ил. i л

Д/

г /8

XX X

т

п

ю

сриг.1

17

.-/.

12

в

Фи.З

21

Щ. 20

t