Способ вентиляции шахты Советский патент 1981 года по МПК E21F1/00 

(54) СПОСОБ ВЕНТИЛЯЦИИ ШАХТЫ

1

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для вентиляции угольных шахт.

Известен способ вентиляции шахты, заключаюшийся в подаче свежей струи очистным забоям по стволу, капитальным и подготовительным выработкам и отводе исходяшей струи воздуха на дневную поверхность по вентиляционным выработкам и стволу 1 .

Недостатки этого, способа - недостаточная безопасность работ и повышенные затраты на вентиляцию.

Наиболее близким к предлагаемому является способ вентиляции шахты, при котором подвод-свежей струи в шахту и отвод исходяшей струи из очистных забоев осуществляют посредством источника нагнетания и источника всасывания и рядом расположенных скважин с подсоединенными к ним соответственно воздухоподаюш,им и воздухоотводящим трубопроведами, причем часть свежей струи направляют в магистральные (капитальные) выработки и стволы для их обособленного проветривания 2.

Недостатками известного способа являются:

а)повышенные затраты на вентиляцию, так как для подвода свежей струи в шахту необходимо, во-первых, специально устра5 .ивать и эксплуатировать источник нагнета ния, скважину и трубопровод, а во-вторых, из-за высокого сопротивления трубопровода дополнительный расход электроэнергии Значительный;

б)дополнительные затраты на охлаждение свежей струи вследствие ее значительного нагревания при прохождении через трубопровод, имеюшего повышенное сопротивление;

в)значительное сопротивление вентиляционной сети выемочного участка и по5 вышенный расход воздуха для его проветривания, особенно на пластах мощностью 1,2-2,0 м, вследствие отвода исходящей струи очистного забоя только по трубопроводу, а не в комбинации, при необходимости, с вентиляционным штреком;

г)трудность в проветривании при столбовой системе разработки (возвратно-точная схема проветривания выемочного участка), поддерживаемой позади очистного забоя выемочной выработки;

д) длинный путь движения по выработкам, в которых могут находиться люди, струи воздуха с опасными примесями при возможной аварии (пожар, внезапный выброс угля и газа, взрыв газа и угольной ныли).

Цель изобретения - улучшение условий проветривания в аварийном режиме.

Поставленная цель достигается тем, что проводят дополнительную скважину для реверсирования вентиляционной струи, при этом дополнительную скважину параллельно включают в шахтную вентиляционную сеть, часть исходящей струи очистного забоя отводят по выемочной выработке через дополнительное входное отверстие в воздухоотводяш,ем трубопроводе в месте сопряжения выемочной выработки с магистральной, а проветривание поддерживаемой позади очистного забоя выемочной выработки в период проведения в ней работ осуществляют включением ее в вентиляционную сеть посредством заблаговременного проведения соединительных выработок и размещения в них воздухоотводящего трубопровода, а затем направляют туда часть свежей струи выемочных выработок. Кроме того, с целью уменьшения при аварии пути движения по выработкам струи воздуха с опасными примесями производят закорачивание вентиляционной струи через одно из размещенных по длине воздухоотводящего трубопровода отверстий, которое включают в работу автоматически посредством разрушения его затвора.

На фиг. 1 показан первый вариант подвода в шахту свежей струи и реверсирования вентиляционной струи при возможной аварии; на фиг. 2 - узел 1 на фиг. 1 поясняющий места расположения размещаемых по длине трубопровода отверстий по закорачиванию вентиляционной струи при возможной аварии, например пожаре; на фиг. 3 - второй вариант подвода в шахту свежей струи и реверсирования вентиляционной при возможной аварии; на фиг. 4узел II на фиг. 2, детализирующий при втором варианте схему подсоединения воздухоотводящего трубопровода к двум воздухоотводящим скважинам.

Примером осуществления предлагаемого способа является панельная подготовка пласта. Его выполняют по двум вариантам.

Первый вариант. Свежую струю 1 подводят в шахту по стволу (или стволам) 2, одной из двух скважин 3 и магистральной выработке 4 и далее ее направляют по магистральным выработкам 5 и выемочным выработкам 6 в очистные и подготовительные забои, что производят за счет созданного возле очистных и подготовительных

забоев воздухоотводящим трубопроводом 7 вакуума.

Исходящую струю из очистных и подготовительных забоев отводят на дневную поверхность по воздухоотводящим трубопроводам и одной из двух скважин 3.

Когда в выемочной выработке сопротивление вентиляционной сети и расход воздуха относительно высокие (например при разработке газообильных пластов мощностью 1,2-2 м), то часть исходящей струи очистного забоя отводят по выемочной выработке (штреку) 6 посредством размещения в воздухоотводящем трубопроводе 7 дополнительного входного отверстия 8, которое располагают в месте сопряжения выемочной выработки 6 с магистральной выработкой 5. Эта часть исходящей струи содержит газ только выделившийся в лаве и, следовательно, согласно ПБ его должно быть не более 1%. Остальная часть исходящей струи, отводимая трубопроводом 7, имеет пгреимущественно газ выработанного пространства, который попадает в трубопровод, минуя рабочие пространства выработок (входное отверстие этого трубопровода располагают позади лавы в нерабочем пространстве выемочной выработки 6), а поэтому его содержание здесь может быть увеличено до 2-3%. В результате содержание газа в воздухоотводящем трубопроводе за пределами выемочной выработки повыщают (в пределах 1,5-2%).

Для того, чтобы обеспечить проветривание поддерживаемой позади очистного забоя выемочной выработки 6 в период проведения там работ (например по ремонту этой выработки в специальную смену), включают эту выработку в вентиляционную сеть посредством заблаговременного проведения других соединительных выработок (например разрезной печи 9 и выемочной выработки 6 очередного выемочного столба) и размещения в них воздухоотводящего трубопровода 7, а потом направляют туда часть свежей струи выемочного участка; при ненадобности проветривания этой поддерживаемой позади лавы выработки 6, например после окончания там ремонтных работ, прекращают подачу туда свежей струи посредством закрытия вентиля на трубопроводе 7 (не показано).

При возможной аварии, например пожаре в магистральной выработке 4, околоствольном дворе или стволах 2, вентиляционную струю реверсируют посредством принудительной подачи свежей струи 10, для чего закрывают вентиль 11 и включают один из двух (резервный) источников тяги 12 (его переключают на режим нагнетания).

При открытом вентиле свежая струя 1 поступает в щахту за счет вакуума.

Если же пожар возникает за указанными пределами, вентиляционную струю согласно ПБ не реверсируют. Но в этом случае, чтобы уменьшить путь движения струи воздуха с опасными примесями по магистральным выработкам 5 и выемочным выработкам 6, в которых возможно присутствие людей, производят ее закорачивание через одно из размещенных по длине воздухоотводящего трубопровода 7 отверстий 13 (фиг. 2). Одно из этих отверстий включают в работу автоматически посредством разрушения его затвора, в данном случае от высокой температуры очага пожара 14. Тогда к этому включенному в работу отверстию 13 по выработке с одной стороны поступает струя с опасными продуктами горения, а с другой - свежая струя 1. Этим локализируется путь движения струи воздуха с этими опасными продуктами. При возможной аварии, связанной с внезапным выбросом угля и газа или взрывом газа и угольной пыли, отверстие 13 включают в работу также автоматически посредством раз рушения его затвора от газового давления, возникаюш,его при этой аварии, и закорачивают вентиляционную струю аналогично предыдущему случаю. Второй вариант (фиг. 3). В отличие от первого варианта, свежую струю 1 подают в шахту, только по стволам 2, а воздухоподводящую скважину 3 подключают параллельно другой к воздухоотводящему трубопроводу 7 и направляют по ней исходяш,ую струю. Далее свежую струю направляют в очистные и подготовительные забои, как и при первом варианте. Так же, как и при первом варианте, отводят на дневную поверхность исходную струю и проветривают поддерживаемую позади очистного забоя выемочную выработку 6. Реверсируют вентиляционную струю при возможной аварии, например пожаре, в тех же выработках, что и при первом варианте, но другим путем: посредством одной из двух скважин 3, по которым теперь отводят исходящую струю. Для этого закрывают вентиль 15, расположенный на возD О ТЛТ DtlTJTMnLiRГ ОГТТ/ЛГГ МхtlU U LI TJ духоотводящем трубопроводе 7, и тем самым переключают отвод исходящей струи и этим вторым воздухоотводящим трубопроводом 7 на ту же воздухоотводящую скважину 3, что и первый. После этого открывают другой вентиль 16, размещенный на воздухоотводящем трубопроводе 17 (он соединен со скважиной 3 и предназначен специально Дчпя принудительной подачи в щахту воздуха на период реверсирования вентиляционной струи). Затем закрывают вентиль 18, расположенный на дневной поверхности (вентиль 18 при открытом положении позволяет осуществить отвод исходящей струи из обоих скважин посредством одного из двух источников тяги) и включают второй источник тяги 12 (он работает теперь, как и при первом варианте, в режиме нагнетания). Вентиль 18 закрывают после перекрытия вентиля 15 и открывания вентиля 16 через определенную паузу: она необходима для того, чтобы проходящая по скважине исходящая струя, имеющая повыщенное содержание газа, успела быть вытесненной свежей струей, поступающей из выработок через специальный трубопровод 17. При возникновении пожара за указанными пределами или внезапном выбросе угля и газа, или взрыве газа и угольной пыли производят закорачивание вентиляционной струи аналогично первому варианту. Предлагаемый способ по сравнению с известным имеет следующие преимущества: 1- Снижаются примерно в 2 раза капитальные и эксплуатационные затраты на вентиляцию за счет устранения необходимости в подводе свежей струи в щахту посредством специальных источников нагнетания, скважины и трубопроводов, отпадает необходимость специально устраивать и эксплуатировать два источника нагнетания (рабочег.о и резервного), скважину и трубопровод и значительно потреблять на проветривание дополнительно электроэнергию, а также охлаждать свежую струю, нагреваемую при прохождении ее через трубопровод повышенного сопротивления. Это достигается благодаря подводу свежей струи в шахту посредством созданного там воздухоотводящим трубопроводом вакуума, причем свежую струю в шахту направляют по горным выработкам, а при аварии реверсируют вентиляционную струю только в магистральных выработках и стволах посредством переключения воздухоподающей скважины или одной из двух воздухоотЕГОдящих скважин на принудительную подачу свежей струи в щахту. 2. Уменьшается в значительной степени сопротивление вентиляционной сети выемочного участка и расход воздуха на его проветривание и, в связи с этим, затраты „f,,,,,,.,.,,,,f .r tfrtrt,,-,,.,,-,.™, ,электроэнергию, что обеспечивают за счет отЕюда части исходящей струи очистного забоя по выемочной выработке (остальную часть отводят вместе с газом выработанного пространства по трубопроводу) посредством размещения в воздухоотводящем трубопроводе дополнительного входного отверстия (в месте сопряжения выемочной выработки с магистральной) и ликвидации необходимости ее проветривания дополнительной свежей струей. 3. Расширяется область применения прогрессивного направления по повторному использованию выемочной выработки из-за легкости теперь ее проветривания, что обеспечивают за счет включения этой поддерживаемой позади очистного забоя выработки в вентиляционную сеть посредством заблаговременного проведения разрезной печи и выемочной выработки очередного

выемочного столба и размещения в них воздухоотводящего трубопровода.

В результате, как показали расчеты по строящейся шахте «Красноармейская-Западная № 1 ПО «Красноармейскуголь, достигается значительное уменьшение затрат: капитальных - на 8,3 млн руб. и эксплуатационных - на 5,6 млн. руб.

Формула изобретения

12 /;

тельную скважину для реверсирования вентиляционной стру.и, при этом дополнительную скважину параллельно включают в шахтную вентиляционную сеть.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

М 16 П

.

Фиг.З . т I ,N5 ФигЛ ,;