СПОСОБ ПРОВЕТРИВАНИЯ ТУПИКОВЫХ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК РУДНИКОВ И УГОЛЬНЫХ ШАХТ

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для повышения эффективности проветривания подземных тупиковых выработок рудников и угольных шахт, опасных по газовому фактору.

Известен способ проветривания тупиковой выработки путем отсоса воздуха, загрязненного угольной пылью и взрывоопасными газами с помощью дополнительного источника тяги (вентилятора местного проветривания, ВМП), установленного возле горловины тупикового хода, и специальных трубопроводов, наращиваемых по мере продвижения тупиковой выработки (Справочник по рудничной вентиляции под редакцией Н.З.Ушакова. - М.: Недра, 1977. - С.215).

К недостаткам такого технического решения можно отнести, во-первых, необходимость использования дополнительного источника тяги, во-вторых, повышение трудоемкости монтажных работ, связанных с наращиванием трубопроводов, изготовленных из жестких материалов.

Известны также следующие способы комбинированного проветривания тупиковых выработок:

а) с одним ВМП и с установкой перемычки;

б) с двумя ВМП и с установкой перемычки;

в) с двумя ВМП без перемычки (Справочник по рудничной вентиляции под редакцией Н.З.Ушакова. - М.: Недра, 1977. - С.217-219).

Общим недостатком этих способов является также необходимость использования дополнительных источников тяги и применение трубопроводов, изготовленных из жестких материалов.

Известен способ естественного проветривания тупиковой выработки за счет циркуляционного вихревого движения воздуха (Красноштейн А.Е., Файнбург Г.З. Диффузионные методы расчета проветривания шахт и рудников. - Екатеринбург: 1992. - С.148-164).

Основным недостатком данного способа является не всегда достаточно эффективная вентиляция за счет естественного воздухообмена, особенно при резких «всплесках» концентрации метана и угольной пыли.

Усовершенствованием этого способа является применение дополнительного источника тяги (ВМП), устанавливаемого в один из контуров вихревого циркуляционного движения воздуха, с помощью которого удается ускорить движение воздуха во всех остальных контурах и, таким образом, повысить эффективность проветривания (заявка на изобретение №94027800/03 от 25.04. 1994 г.).

Недостатком этого способа является также необходимость применения дополнительного источника тяги для повышения эффективности проветривания.

Известен способ проветривания тупиковых горных выработок с использованием современной разновидности технических средств автоматизации подземного оборудования - регулирующего устройства, используемого для управления распределением вентиляционного воздуха по горным выработкам (Шатилова Е.Е., Оголобченко А.С. Обоснование структуры системы автоматизации процесса проветривания угольных шахт, опасных по газу. Материалы Х Международной молодежной научной конференции «Север-геоэкотех - 2009». - Ухта.: УГТУ, 2009. - С.436). Способ основан на использовании регулирующего устройства типа «вентиляционная дверь с регулирующим окном», состоящего из вентиляционной двери, окна, двух створок, тяг и исполнительного механизма, открывающего или закрывающего створки вентиляционного окна по сигналам управляющего устройства. Открытие или закрытие вентиляционных дверей осуществляется с помощью пневматического исполнительного механизма с электрическим пневмоклапаном (поскольку при аварийной ситуации по требованиям ПБ электроэнергия на участках шахт автоматически отключается).

Основным недостатком этого способа является недостаточная эффективность самого регулирующего устройства при управлении проветриванием тупиковых выработок, так как даже в штатном режиме работы системы вентиляции дебит воздуха на проветривание тупиковых выработок за счет общешахтной депрессии, как правило, недостаточен. Установка же таких «дверей» на пути движения воздуха приведет лишь к увеличению аэродинамического сопротивления выработки. В условиях потенциально возможной аварийной ситуации такое регулирующее устройство не позволит в нужный момент направить в тупиковую выработку максимально необходимое количество вентиляционного воздуха для ее экстренного проветривания.

Целью изобретения является повышение эффективности проветривания тупиковых выработок за счет использования регулирующего устройства предлагаемой конструкции.

Поставленная цель достигается путем размещения в горловине тупиковой выработки регулирующего устройства, способного перераспределять и направлять в произвольный момент времени необходимую часть общешахтного вентиляционного воздуха на проветривание тупиковой выработки без установки дополнительного источника тяги.

На рис.1 изображены: тупиковая горная выработка 1, вентиляционный штрек 2, управляющее устройство 3, регулирующее устройство 4 с заслонками жалюзийного типа 5, пневмопривод 6, дополнительные потоконаправляющие секции 7.

Регулирующее устройство 4 выполнено в виде металлической треугольной пирамиды из уголковой стали с заслонками жалюзийного типа 5, перемещаемыми в горизонтальной плоскости управляемым пневмоприводом 6. Основание пирамиды закреплено на стене вентиляционного штрека 2 анкерными соединениями так, чтобы вершина металлической треугольной пирамидальной конструкции регулирующего устройства была направлена к груди забоя тупиковой выработки 1 вдоль ее среднего вертикального сечения с возможностью присоединения к этой вершине дополнительных потоконаправляющих секций 7, наращиваемых по мере продвижения тупиковой выработки.

Предлагаемый способ организации эффективного проветривания тупиковой выработки реализуется следующим образом. Воздушный поток движется по вентиляционному штреку 2. При изменении концентрации метана и угольной пыли в атмосфере тупиковой выработки 1 по сигналам датчиков управляющего устройства 3 пневмоприводом 6 перемещаются жалюзийные заслонки 5 регулирующего устройства 4. При этом часть воздушного потока отклоняется в сторону тупиковой выработки 1 для ее проветривания. Величина дебита воздуха, отклоненного от основного направления на тупиковую выработку, будет зависеть от величины активной поверхности (открытия-закрытия) заслонок жалюзийного типа 5 регулирующего устройства 4 в произвольный момент времени.

В условиях опасной ситуации, когда концентрации метана и угольной пыли в атмосфере призабойного пространства тупиковой выработки превысят предельно-допустимые значения, регулирующее устройство 4 предлагаемой конструкции способно направить максимально возможную часть воздуха, проходящего по вентиляционному штреку (и даже весь поток вентиляционного воздуха) на проветривание тупиковой выработки. Это в значительной мере позволит снизить вероятность взрывов метана и возгорания угольной пыли.

Способ не требует обязательного использования дополнительных источников тяги и специальных трубопроводов из жестких материалов.