Способ вентиляции шахты Советский патент 1993 года по МПК E21F1/00 

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к разработке угольных пластов.

Цель изобретения - повышение эффективности в.ентиляции шахты,

Эта цель достигается техническими решениями, включающими подачу свежей струи по рядом расположенным стволу и скважине и выдачу исходящей по стволу и скважине посредством всасывающего вен- тил ято ра и ре гул и ро ва н ие расхода воздуха по шахте.

Предлагаемый способ отличается тем, что подают по скважине со свежей струей дополнительное количество воздуха посредством нагнетания и согласуют компрессию и расход воздуха этой скважины с депрессией и расходом воздуха ствола со

свежей струей путем поддержания в месте его сопряжения с выработками около- ствольного двора депрессии, при которой скорость воздуха по этому стволу равна максимально допустимой и выбирают режим работы всасывающих вентиляторов на стволе и скважине с исходящей струей и нагнетательного вентилятора на скважине со свежей струей по зависимостям: „

- для всасывающего вентилятора на стволе с исходящей струей

00

о о

о

со

Qn - / .с и .з/ . ств. - Умакс осте , М /С/

(1).

hBBCTB г «ствИ.(0.ств

. Bf + RBC-aBC2. +Rcrec (VMaKc c , (2) - для всасывающего вентилятора на скважине с исходящей струей

QCKB Qui - QCTB, м3/с ;(3) пввскв RCKBM- (Qui - Оув)2 + RBC -QBC 2+

+ RCTB° ( ЗствТ ДЭПа ;(4)

- для нагнетательного вентилятора на скважине со свежей струей

ОсквС - Qui - Осте0 Qui - VMa.ccC- 5стВС, М3/С; (5)

лив CKB RCKBC (Ош - VM3Kcc Sere0)2 - ствс(У„аксс5ствс)2,даПа,(6)

где /макси, 5стви - предельно допустимая скорость воздуха по стволу с исходящей струей и площадь поперечного сечения этого ствола (соответственно м/с и м );

RCTBM и Остви: RCTBC и QCTBC: RCKBM и Оскви; RCKB И QCKB v

RBC и QBC - аэродинамические сопротивления и расходы воздуха стволов с исходящей и свежей струями, скважин с исходящей и свежей струями и подземной части вентиляционной сети шахты соответственно (к fi, м/с);

Ош - расход воздуха по шахте по фактору производственной мощности, м /с;

Умакс0, SCTBC - предельно допустимая скорость воздуха.по стволу со свежей струей и площадь поперечного сечения этого ствола (м/с,м );

пввств, пввскв, пнвске -депрессия всасывающих вентиляторов на стволе и скважине с исходящими струями и напор нагнетательного вентилятора на скважине со свежей струей, даПа.

Кроме того, предлагаемый способ отли- чается тем, что регулируют изменение расхода воздуха по шахте за счет изменения расхода воздуха по скважинам.

Благодаря этой новой совокупности отличительных признаков предлагаемого способа обеспечивается следующий положительный эффект:

1 - существенно повышается производственная мощность шахты по фактору вентиляции за счет подачи по скважине со свежей струей дополнительного,количества воздуха посредством нагнетания и согласования компрессии и расхода воздуха с депрессией и расходом воздуха ствола со свежей струей путем как поддержания в месте егр сопряжения с выработками околоствольного двора депрессии, при которой скорость воздуха по этому стволу равна максимально допустимой, так и путем согласования режима работы всех трех вентиляторов по указанным формулам;

2 - возникает возможность использовать резерв скипового ствола, применяемого для отвода исходящей струи, по увеличению скорости воздуха с 8 м/с (как во вспомогательном стволе в случае не меньшего с ним сечения) до предельно допустимой 12 м/с и, следовательно,

обеспечивается снижение расхода электроэнергии ха вентиляцию и в ряде случаев ликвидация скважины с исходящей струей, вследствие отвода части исходящей струи скважины через этот ствол учитываемый

формулами (1 и 3);

3 - используется в полной мере важное преимущество скважины по сравнению со стволом, по увеличению скорости воздуха и, следовательно, сокращается количество скважин для подачи заданного количества воздуха в шахту путем снятия указанного ограничения;

4 - сокращается расход электроэнергии на вентиляцию при изменении расхода воз- духа по шахте посредством регулирования расхода воздуха по скважинам;

5 - реализуется важное направление по переходу с буровзрывного способа проходки стволов при максимально возможном диаметре (для обеспечения необходимым

количеством воздуха шахту) на их бурение

меньшего диаметра с компенсацией потери

этого воздуха путем применения скважин

по предлагаемому способу.

На фиг. 1,2 показана (в аксонометрии) реализация предлагаемого способа при центральной схеме проветривания шахты, .3,4 - при фланговой.

Предлагаемый способ выполняют следующим образом.

При центральной схеме проветривания шахты (см.фиг. 1) в центре шахтного поля проводят два ствола: ствол со свежей струей 1 вспомогательный и ствол с исходящей 2

(скиповой) и рядом с ними две скважины: скважина со свежей струёй 3 и скважина с исходящей 4. Выдачу исходящей струм по стволу 2 и скважине 4 производят при помощи всасывающего вентилятора. По

скважине со свежей струей 3 подают дополнительное количество воздуха посредством нагнетания, для чего эту скважину оборудуют нагнетательным вентилятором. При этом согласуют компрессию и расход воздуха

этой скважины 3 с депрессией и расходом воздуха ствола со свежей 1 путем поддержания в месте его сопряжения с выработками околоствольного двора депрессии, при которой скорость воздуха по этому стволу 1

равна максимально допустимой (согласно ПБ 8 м/с). Принципиальная схема такой вентиляции шахты показана на фиг.2.

Параметры всасывающих вентиляторов, на стволе 2 и скважине 4 с исходящей струей и нагнетательного вентилятора на скважине со свежей струей 3 выбирают по формулам 1-6.

Регулирование изменения расхода воздуха по шахте производят за счет только расхода воздуха по скважинам 3 и 4, а для этого меняют параметры режимов работы их всасывающего и нагнетательного вентиляторов согласно формулам (3 и 4), оставляя тот же режим работы всасывающего вентилятора на стволе 2.

Предлагаемый способ возможно выполнить и при фланговой схеме проветривания шахты (см.фиг.З). В центре шахтного поля проводят два ствола, один из них вспомогательный ствол со свежей струей 1, второй скиповой ствол 2 (его проветривают обособленно), а также бурят рядом со стволом скважину со свежей струей 3. Кроме того, на флангах шахтного поля бурят по одной скважине для отвода исходящей струи 4.Стволы 1, 2 соединяют с этими скважинами 4 при помощи магистральных штреков 5. В уклонной части шахтного поля проводят центральные уклоны 6, а также фланговые уклоны.

По скважине со свежей струей 3 подают дополнительное количество воздуха посредством нагнетания и согласуют компрессию и расход воздуха этой скважины с депрессией и расходом воздуха ствола со свежей струей 1, как при указанной центральной схеме, и выбирают режим работы нагнетательного вентилятора 8 по указанным основным формулам (5 и 6).

Режим работы всасывающих вентиляторов 9 на скважинах с исходящей струей 4 устанавливают по тем же формулам (1 и 2) с той только разницей, что не ограничивают как по стволам, скорость воздуха по этим скважинам (они выполняют функцию ствола с исходящей струей). Кроме того, отпадает надобность в формулах (3 и 4) по определению параметров всасывающего вентилятора с исходящей струей, располагаемой ранее рядом со скважиной со свежей струей - такая скважина здесь отсутствует.

Принципиальная схема предлагаемого способа при этрй фланговой схеме проветривания представлена на фиг4.

Регулирование по шахте расхода воздуха при его изменении в ту или другую сторону и здесь производят за счет расхода воздуха только по скважине со свежей струей 3.

Аварийный вентиляционный режим реверсирование вентиляционной струи при

предлагаемом способе в случае применения

как центральной схемы проветривания

5 шахты, так и фланговой выполняют путем

переключения реверсирующих устройств на

. всех трех вентиляторных установках, в том

числе с нагнетательным вентилятором.

Пример конкретного выполнения пред- 0 латаемого способа. Достаточно его произвести применительно к центральной схеме проветривания, при которой предлагаемый . способ реализуют в полном обьеме.

Параметры режима работы вентилято- 5 ров для ствола с исходящей струей 2 и скважины со свежей струей 3 определены на основании выбора наиболее производительного вентилятора ВЦД-47.5А из числа отечественных, а для скважин с исходящей 0 струей 4 вентилятор выбран после определения параметров указанных вентиляторов с учетом отвода части исходящей струи через ствол с исходящей струей 2.

Исходные данные: dcrec 8 м; 5 d«BC dace1 3 м

L 800 м; RCTBC Рстеи 0,0016 кя ; RCKB c RCKB 0,006 к// ЗООдаПа.

(где dCTBC, dele, иске cdCKBM, - диаметры соот0 ветственно стволов со свежей и исходящей струей и таких же скважин; L - длина стволов и скважин; Ьвс - депрессия подземной вентиляционной сети шахты).

На основании этих данных по предлага5 емым формулам определены искомые параметры (см.таблицу).

Из таблицы видно, что при предлагаемом способе по сравнению с прототипом, существенно увеличивают подачу воздуха

0 по .скважине со свежей струей 3 в 4,8 раза (К 4,8), т.е. с65до310м3/с.

В результате при предлагаемом способе достигается поставленная цель: повышение производственной мощности шахты по

5 фактору вентиляция.

Формула изобретения 1. Способ вентиляции шахты, включающий подачу свежей струи по рядом располо- женным стволу и скважине, выдачу

0 исходящей струи по стволу и скважине посредством всасывающего вентилятора и ре- гулирование расхода воздуха по шахте, о т- личающийся тем, что, с целью повышения эффективности вентиляции шахты, под5 ают по скважине со свежей струей дополнительное количество воздуха посредством нагнетания и согласуют компрессию и расход воздуха этой скважины с депрессией и расходом воздуха ствола со

свежей струей путем поддержания в месте его сопряжения с выработками околоствольного двора депрессии, при которой скорость воздуха по этому стволу равна максимально допустимой, и выбирают режим работы всасывающих вентиляторов на стволе и скважине с исходящей струей и нагнетательного вентилятора на скважине со свежей струей по зависимостям:

для всасывающего вентилятора на стволе с исходящей струей

Оств - УмаксИ-5стИ, М3/с;

hBBCTB RCTB (Оств)2 + RBC QBC2 +15

+ RCTBC (VMaKCc ЗствТ- ДаПа;

10

для всасывающего вентилятора на скважине с исходящей струей Оскви - Ош - Остви, м3/с:

Иве™ RCKB (Ош - )2 + RBC QBC2 +

+ RcTB2 (VMaKcc -SciB0) , даПа; для нагнетательного вентилятора на скважине со свежей струей

QCKB Quj-QcT8 Ош - VMSKC SCTB , М /С. hHBCKB R«BC (Ош - VMaKCC ScTBCr

- RCTB (VMBKC SCTB ) , даПа, где Умакс11 и 5стви - предельно допустимая скорость движения воздуха по стволу с исходящей струей и площадь поперечного се- чения этого ствола;

RCTB И Оств , RCTB И Осте , RGKB И QCKB .

RCKBC и QCKBC. RBC и QBC - аэродинамические сопротивления и расходы воздуха стволов с исходящей и свежей струями воздуха, сква- жин с исходящей и свежей струями и подземной части вентиляционной сети шахты соответственно:

Ош - расход воздуха по шахте по фактору производственной мощности, м3/с;

/Максс и 5ствс - предельно допустимая скорость движения воздуха по стволу со свежей струей и площадь поперечного сечения этого ствола;

Ьввств, Нввскв и Ьнвскв - депрессии вен- тиляторов на стволе и скважинах с исходящей и свежей струями соответственно, даПа.

2. Способ по п. 1,отличающийся тем, что регулируют изменение расхода воз- духа по шахте за счет изменения расхода воздуха по скважинам.

Использование: горная промышленность, разработка угольных пластов. Сущность изобретения: воздух в шахту подают по рядом расположенным стволу и скважине. Выдают воздух также по стволу и скважине с помощью всасывающего вентилятора. Осуществляют регулирование расхода воздуха. По скважине со свежей струей осуществляют дополнительную подачу воздуха нагнетанием. Согласуют компрессию и расход воздуха этой скважины с депрессией и расходом воздуха ствола со свежей струей. Поддерживают в месте сопряжение ствола с выработками околоствольного двора депрессию, при которой скорость воздуха по этому стволу равна максимально допустимой. Согласовывают режимы работы всасывающих вентиляторов на стволе и скважине с исходящей струей и нагнетательного вентилятора на скважине со свежей струей по определенным зависимостям. 1 з.п.ф-лы, 4 ил.

Параметры режима работы вентилятора

Оскв

QE-. 60

JCKB