Способ проветривания подземных горных выработок

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано, в частности, для секционного и частично-секционного проветривания подземных горных выработок нефтяных шахт.

Известен способ проветривания подземных горных выработок в зимнее время, включающий подачу вентиляторной установкой в ствол шахты свежего атмосферного воздуха, подогретого до температуры плюс 2°С калориферами, установленными на поверхности, соединяющимися со стволом каналами (Б.В. Бокий. Основы горного дела. М.: Углетехиздат, 1956, с. 181-182).

Недостатком вышеприведенного способа является процесс подогрева воздуха калориферами, что предопределяет его дороговизну и необходимость обслуживания персоналом шахты.

Известен способ проветривания шахтных выработок, включающий подачу атмосферного воздуха вентиляторной установкой, принятый в качестве прототипа, в котором атмосферный воздух с отрицательной температурой подают в сеть теплообменных выработок с увеличенной поверхностью теплообмена, где он подогревается за счет использования глубинных процессов теплопередачи геотепла, аккумулированного в окружающих выработки горных породах, теплопроводность которых усиливают путем нагнетания воды в начальный период зимнего сезона в породы, окружающие теплообменные выработки, а также повышают эффективность процесса теплопередачи за счет установки теплопроводных анкеров по периметрам теплообменных выработок, после чего перемещают воздух до сети сбоечных угольных скважин, в которых осуществляют дополнительный подогрев воздуха в результате теплообмена и окисления угля до получения им положительной температуры и далее подают его в эксплуатационные выработки (патент РФ №2166094, МПК E21F 1/00, опубл.. 27.04.2001).

Недостатками вышеприведенного способа-прототипа являются: необходимость нагнетания воды в породы, окружающие теплообменные выработки, проходка указанных теплообменных выработок с установкой дополнительных теплопроводных анкеров.

Задачей создания изобретения является устранение недостатков прототипа.

Поставленная задача решается с помощью признаков, указанных в 1-м пункте формулы изобретения, общих с прототипом, таких как способ проветривания подземных горных выработок, включающий подачу вентиляторной установкой наружного атмосферного воздуха в шахту, и отличительных существенных признаков, таких как воздух подают в скважину с дневной поверхности по теплоизолированному вертикальному или наклонному воздуховоду дополнительно к воздуху, подающемуся в шахту установкой главного проветривания (ГВУ), а нагретый в подземных горных выработках исходящий воздух удаляют из шахты по кольцевому каналу, образованному между стенками скважины и воздуховодом, причем скважину проходят так, чтобы сопряжение скважины с подземными горными выработками располагалось по ходу движения свежей струи до проветриваемого с помощью частично-секционной схемы добычного участка или иной рабочей зоны, например, буровой галереи нефтяной шахты, при этом свежую струю, поступающую через воздуховод скважины, смешивают с воздухом, поступающим из вентиляционной сети шахты за счет депрессии вентиляторной установки главного проветривания (ГВУ) шахты, на теплоизолированном воздуховоде в месте сопряжения скважины с подземными горными выработками устанавливают камеру с регулируемыми воздушными заслонками, которые направляют поток воздуха по воздуховоду подачи необработанного воздуха на добычной участок или в рабочую зону либо без дополнительного нагрева, либо по воздуховоду, подающему воздух для дополнительного нагрева в имеющуюся на выходе с участка или рабочей зоны вентиляционную горную выработку с исходящей струей, воздух, направленный для подогрева, через изолирующую перемычку распределяется коллектором по проходящему через вентиляционную выработку трубному пучку, в котором нагревается потоком нагретого исходящего воздуха с повышенной до плюс 30 … плюс 50°С температурой, затем подогретый воздух возвращается по трубному пучку к изолирующей перемычке, собирается в коллекторе и по воздуховоду с регулируемой воздушной заслонкой подходит к воздуховоду подачи необработанного воздуха, на выходе воздуха с участка секционного проветривания в вентиляционной выработке с исходящей струей устанавливают жалюзийный регулятор воздуха с проходом для людей, который пропускает часть воздуха далее в вентиляционную выработку, а остальная часть воздуха поступает по воздуховоду к сопряжению скважины и выработок и по кольцевому каналу выводится на дневную поверхность, после чего направляется в систему обогрева входного канала вентиляторной установки и после его прохождения сбрасывается в атмосферу или направляется для дальнейшей утилизации, например, в котельную.

Согласно пункту 2 формулы изобретения для подогрева поступающего воздуха используют погашенную горную выработку с температурой воздуха не менее плюс 30°С, расположенную в непосредственной близости от сопряжения скважины с горизонтом.

Вышеперечисленная совокупность существенных признаков позволяет получить следующий технический результат: упрощение процесса доставки свежего воздуха на добычные участки, повышение количества воздуха, подаваемого в шахту, снижение затрат на организацию шахтной вентиляции

Способ реализуется с помощью схемы, приведенной на Фиг. 1.

Ниже приведен лучший пример реализации предлагаемого способа.

Пример. Способ проветривания подземных горных выработок предусматривает (фиг. 1) подачу вентиляторной установкой 1 свежего наружного атмосферного воздуха с дневной поверхности в скважину 2 шахты по теплоизолированному вертикальному или наклонному воздуховоду 3 дополнительно к воздуху, подающемуся в шахту установкой главного проветривания (ГВУ). Нагретый в подземных горных выработках исходящий воздух удаляют из шахты по кольцевому каналу 4, образованному между стенками скважины 2 и воздуховодом 3.

Скважину 2 проходят так, чтобы сопряжение скважины с подземными горными выработками располагалось по ходу движения свежей струи до проветриваемого с помощью частично-секционной схемы добычного участка или иной рабочей зоны, например буровой галереи нефтяной шахты. Свежая струя, поступающая через воздуховод 3 скважины 2, смешивается с воздухом, поступающим из вентиляционной сети шахты за счет депрессии вентиляторной установки главного проветривания (ГВУ) шахты.

На теплоизолированном воздуховоде 3 в месте сопряжения скважины 2 с подземными горными выработками устанавливают камеру 5 с регулируемыми воздушными заслонками 6, 7, которые направляют поток воздуха по воздуховоду подачи необработанного воздуха 8 на добычной участок или в рабочую зону либо без дополнительного нагрева, либо по воздуховоду 9, подающему воздух для дополнительного нагрева в имеющуюся на выходе с участка или рабочей зоны вентиляционную горную выработку с исходящей струей. Воздух, направленный для подогрева, через изолирующую перемычку 10 распределяется коллектором 11 по проходящему через вентиляционную выработку трубному пучку 12, в котором нагревается потоком нагретого исходящего воздуха с повышенной до плюс 30 … плюс 50°С температурой, затем подогретый воздух возвращается по трубному пучку 12 к изолирующей перемычке 10, собирается в коллекторе 13 и по воздуховоду 14 с регулируемой воздушной заслонкой 15 подходит к воздуховоду подачи необработанного воздуха 8.

На выходе воздуха с участка секционного проветривания в вентиляционной выработке с исходящей струей устанавливают жалюзийный регулятор воздуха 16 с проходом 17 для людей, который пропускает часть воздуха далее в вентиляционную выработку, а остальная часть воздуха поступает по воздуховоду 18 к сопряжению скважины 2 и выработок и по кольцевому каналу 4 выводится на дневную поверхность, после чего направляется в систему обогрева входного канала 19 вентиляторной установки 1 и после его прохождения сбрасывается в атмосферу или направляется для дальнейшей утилизации, например, в котельную.

Для подогрева поступающего воздуха можно также использовать погашенную горную выработку с температурой воздуха не менее 30°С, расположенную в непосредственной близости от сопряжения скважины 2 с горизонтом.

Данное описание и пример рассматриваются как материал, иллюстрирующий изобретение, сущность которого и объем патентных притязаний определены в нижеследующей формуле изобретения, совокупностью существенных признаков и их эквивалентами.