способ улавливания метана на вентиляционном горизонте угольной шахты

Формула изобретения

Способ улавливания метана на вентиляционном горизонте угольной шахты, включающий расположение перемычки в исходящей из лавы струе воздуха, выполненной с дверью и вентиляционным окном кассетного типа, отличающийся тем, что к вентиляционному окну в перемычке, установленной на исходящей из лавы струе воздуха, периодически подсоединяют гибкие емкости с зажимами на концах и заполняют их смесью проходящего воздуха с метаном для последующей выдачи емкости на поверхность шахты, при этом регулируют скорость и количество воздуха в очистном забое, изменяя сечение открытого проема двери в соответствии с формулой

S_пр = 0,38Qh^1/2,

где Q и h - количество проходящего воздуха и депрессия выработки при закрытом окне,

и с учетом удовлетворения при открывании окна равенства

S_ок / S_пр = const,

где S_ок - сечение окна.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к подземной добыче угля и охране окружающей среды.

Известен способ улавливания метана вместе с исходящей струей воздуха и выбрасывание его вентиляторами (I). Недостатком способа является большое загрязнение окружающей среды .

Известен способ улавливания смеси воздуха с метаном с помощью дегазационной сети трубопроводов в шахте, подсоединенных к устьям скважин, с последующей выдачей смеси на поверхность вакуумными насосами (2). Недостатком способа являются значительные затраты на производство и установку дегазационных труб и насосов.

Наиболее близким техническим решением способа является засасывание воздуха вместе с метаном с помощью перфорированных наконечников и последующей выдачи на ее поверхность также с помощью вакуумнасоса (3). Недостатком способа является его неэффективность из-за отбора смеси только в отдельных местах струи.

Сущность изобретения состоит в том, что к вентиляционному окну в перемычке периодически подсоединяют гибкие емкости с зажимами на концах и заполняют их смесью проходящего воздуха с метаном для последующей выдачи емкости на поверхность шахты, при этом регулируют скорость и количество воздуха в очистном забое, изменяя сечение открытого проема двери в соответствии с формулой S_дв = 0,38 Qh^1/2, где Q и h - количество проходящего воздуха и депрессия выработки при закрытом окне, и с учетом удовлетворения при открывании окна равенства S_ок/S_дв=const, где S_ок - сечение окна.

Технический результат изобретения складывается от эффекта по каждому новому признаку предложения и эффекта по совокупности всех признаков.

Если площадь открытия двери не будет соответствовать выражениям S_дв=0,38 Qh^1/2 и S_ок/S_дв= const, то эффекта от улавливания метана не будет, так как скорость движения воздуха в выработке может возрасти или уменьшиться по сравнению с нормами правил безопасности.

Эффект от улавливания метана на вентиляционном горизонте угольной шахты получен в результате того, что здесь скапливается наибольшее количество газа и важно именно здесь сделать его разрядку. В результате улавливания метана производят из всей струи воздуха, что значительно повышает безопасность добычи угля.

На фиг. 1 показано продольное сечение выработки на вентиляционном горизонте шахты с установленной перемычкой; фиг. 2 - сечение А-А перемычки.

Cпособ осуществляется следующим образом.

В установленной в поперечном сечении вентиляционной выработке 1 (с исходящей струей) перемычке 2 имеются дверь 3 и окно 4. Гибкие емкости 5 с зажимами 6 и 7 на концах периодически подсоединяют к окну (зажим 7 на фиг. 1 разжат для указанного подсоединения). При этом жалюзи 8 окна опускают, а дверь закрывают, то есть скользят по направляющим 9. Регулирование сечениями окна и двери при смене емкостей производят на основе выражений S_дв=0,38 Qh^1/2 и S_ок/S_дв=const. Благодаря этому поддерживается постоянная скорость и количество проходящего воздуха в вентиляционной выработке, что очень важно в смысле безопасности для находящихся на этом горизонте выходов из очистных забоев, да и самих лав. Гибкие емкости, после наполнения, отсоединяются от окна и с закрытыми концевыми зажимами доставляют на поверхность для полезного использования метана.

Bыполнение способа поясняется примером.

При сечении вентиляционной выработки 16 м², скорости воздуха в ней 6 м/с, количестве воздуха Q = 96 м³/с депрессия h при сопротивлении выработки 1.4910^-2к/ составит 137,3 даПа и

S_дв=038Qh^1/2=3,11 м².

При поперечном сечении емкости 0,5 м² и таком же открытом окне

S_ок/S_дв=0,16=const

Если S_дв, допустим, будет равным S_дв=3,25 м², то S_ок=0,52 м², если S_дв= 3,75 м², S_ок=0,6 м² и т.д.

При максимально открытой двери S_дв=4 м², S_ок=0,64 м².

Это сечение окна и должно быть заложено в перемычку. Тогда количество и скорость воздуха в лаве не будет меняться при наборах воздуха и манипулировании дверью и окном.

Источники информации:

1. Скочинский А. А. , Комаров В.Б. Рудничная вентиляция. - М.: Углетехиздат, 1959, с. 260-263.

2. Айруни А.Т. Теория и практика борьбы с рудничными газами на больших глубинах. - М.: Недра, 1981, с. 67.

3. Машковцев И.Л., Балыхин Г.А. Аэрология и охрана труда на шахтах и карьерах.-М.: Изд-во УДН, 1986, с. 24.