способ вентиляции рудника

Формула изобретения

Способ вентиляции рудника, включающий создание разряжения в районе устья воздуховыдающего ствола с помощью главной вентиляторной установки реверсирование направления воздушной струи при помощи избыточного давления, создаваемого главной вентиляторной установкой, и перекрытие устья воздуховыдающего ствола герметичным надшахтным зданием, отличающийся тем, что на выхлопе главной вентиляторной установки устанавливают сопло эжектирующей вентиляторной установки, камеру смешения которой соединяют воздухоподводящим каналов с надшахтным зданием, а воздух, поступающий из рудника по воздуховыдающему вентиляционному стволу, направляют двумя потоками, первый поток проходит по каналу, соединяющему ствол с главной вентиляторной установкой, затем через главную вентиляторную установку по каналу в сопло эжектирующей вентиляторной установки, из которого через камеру смешения эжектирующей вентиляторной установки выбрасывается в атмосферу, второй поток проходит по надшахтному зданию, воздухоподводящему каналу и эжектированием через камеру смешения эжектирующей вентиляторной установки выбрасывается в атмосферу, а при необходимости реверсирования струи воздух из атмосферы направляют двумя потоками, первый поток проходит через ляду всасывающей будки, канал, соединяющий ствол с главной вентиляторной установкой, затем через главную вентиляторную установку по каналу в сопло эжектирующей вентиляторной установки, из которого через воздухоподводящий канал и надшахтное здание подается в вентиляционный ствол, при этом второй поток проходит через камеру смешения эжектирующей вентиляторной установки, воздухоподводящий канал по надшахтному зданию в вентиляционный ствол, при этом сопло эжектирующей вентиляторной установки поворачивают в направлении воздухоподводящего канала, в котором происходит эжекция.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для проветривания рудников или шахт.

Известен способ вентиляции рудника, состоящий в создании разряжения главной вентиляторной установкой в районе устья воздуховыдающего ствола, за счет которого (разряжения) воздух поступает в шахту по воздухоподающему стволу. В случае применения данного способа также используется реверсирование направления воздушной струи (см. Ксенофонтова А.И. "Справочник по рудничной вентиляции". - М.: Госгортехиздат, 1962, с. 36-371). Недостатком данного технического решения является низкая эффективность использования энергии, затрачиваемой главной вентиляторной установкой на проветривание рудника ввиду того, что приращение энергии потока воздуха, получаемое в рабочем колесе главной вентиляторной установки (в виде скоростного напора) расходуется на "удар" об атмосферу. В то же время при реверсировании направления воздушной струи (нагнетании) расход воздуха в руднике не увеличивается. Наиболее близким к предлагаемому является способ, состоящий в подаче свежего воздуха в рудник по воздухоподающему стволу главной вентиляторной установкой, расположенной на дневной поверхности и удалением из рудника отработанного воздуха по воздуховыдающему стволу (стволом) - нагнетательный способ. При этом в момент возникновения аварийных ситуаций (пожар, загазование выработок и т.п.) производится реверсирование направления воздушной струи изменением подачи (нагнетания) главной вентиляторной установкой на режим всасывания (см. Уманов К.З., Бурчаков А.О., Пучков Л.А., Медведев И.И. "Аэрология горных предприятий". - М.: Недра, 1987, с. 306 - 309).

Недостатком этого технического решения является недостаточная эффективность при проветривании опасных по газу рудников и шахт ввиду того, что при реверсировании направления воздушной струи в переходный момент времени в выработках рудника имеет место избыточное давление, которое препятствует отводу газов из загазованных мест.

Целью предлагаемого изобретения является повышение эффективности вентиляции рудников, основанная на использовании эжектирующей энергии потока воздуха, поступающего из главной вентиляторной установки.

Поставленная цель в предложенном способе достигается тем, что на выхлопе главной вентиляторной установки устанавливают сопло эжектирующей вентиляторной установки, камеру смешения которой соединяют воздухоподводящим каналом с надшахтным зданием. Воздух, поступающий из рудника по воздуховыдающему вентиляционному стволу, направляют двумя потоками.

Первый поток проходит по каналу соединяющему ствол с главной вентиляторной установкой, затем через главную установку по каналу в сопло эжектирующей вентиляторной установки, из которого через камеру смешения эжектирующей вентиляторной установки выбрасывается в атмосферу.

Второй поток воздуха проходит по надшахтному зданию, воздухоподводящему каналу и эжектированием через камеру смешения эжектирующей вентиляторной установки выбрасывается в атмосферу, а при необходимости реверсирования струи воздух из атмосферы направляют двумя потоками, первый поток проходит через ляду всасывающей будки, канал, соединяющий ствол с главной вентиляторной установкой, затем через главную вентиляторную установку - по каналу в сопло эжектирующей вентиляторной установки из которого через воздухоподводящий канал и надшахтное здание подается в вентиляционный ствол.

Второй поток проходит через камеру смешения эжектирующей вентиляторной установки, воздухоподводящий канал по надшахтному зданию в вентиляционный ствол, при этом сопло эжектирующей вентиляторной установки поворачивают в направлении воздухоподводящего канала, в котором происходит эжекция.

В предлагаемом техническом решении используется скоростное разряжение, создаваемое в сопле, установленном на выхлопе главной вентиляторной установки для процесса эжектирования.

На фиг. 1 представлена схема исполнения предлагаемого способа вентиляции рудника (при всасывающем режиме проветривания), где позициями обозначены: 1 - воздуховыдающий вентиляционный ствол; 2 - канал, соединяющий ствол с главной вентиляторной установкой; 3 - главная вентиляторная установка; 4 - надшахтное здание; 5 - канал от главной вентиляторной установки до сопла; 6 - ляда всасывающей будки; 7 - ляда канала; 8 - камера смешения эжектирующей вентиляторной установки; 9 - воздухоподводящий канал; 10 - сопло эжектирующей вентиляторной установки; 11 - поток воздуха, выходящего из рудника (исходящая струя); 12 - поток воздуха, проходящий по каналу, соединяющему ствол с главной вентиляторной установкой; 13 - поток воздуха, проходящий по устью ствола и по надшахтному зданию; 14 - поток воздуха, проходящий по воздухоподводящему каналу; 15 - воздух, поступающий из главной вентиляторной установки; 16 - эжектирующий поток, выходящий из сопла; 17 - совместный поток эжектируемого и эжектирующего воздуха, проходящий по камере смешения; 18 - поток воздуха, поступающий в атмосферу.

На фиг. 2 представлена схема исполнения предлагаемого способа вентиляции рудника (при нагнетательном режиме проветривания), где позициями обозначены: 1 - воздуховыдающий вентиляционный ствол; 3 - главная вентиляторная установка; 4 - надшахтное здание; 5 - канал от главной вентиляторной установки до сопла; 6 - ляда всасывающей будки; 7 - ляда канал; 8 - камера смешения эжектирующей вентиляторной установки; 9 - воздухоподводящий канал из атмосферы; 10 - сопло эжектирующей вентиляторной установки; 15 - воздух, поступающий из главной вентиляторной установки; 19 - воздух, поступающий из атмосферы к всасу главной вентиляторной установки; 20 - атмосферный воздух, поступающий в воздухоподводящий канал; 21 - совместный поток эжектируемого и эжектирующего воздуха, проходящий по камере смешения; - эжектируемые подсосы воздуха; 22 - общий поток воздуха, выходящий из камеры смешения в надшахтное здание; 23 - поток воздуха, проходящий через надшахтное здание и устье ствола; 24 - поток воздуха, поступающий в шахту; 25 - эжектирующий поток, выходящий из сопла.

Работа способа (при всасывающем режиме проветривания) выглядит следующим образом. По воздуховыдающему вентиляционному стволу 1 за счет разряжения создаваемого главной вентиляторной установкой 3, движется поток воздуха, выходящего из рудника 11, часть которого 12 направляется через канал 2 соединяющий ствол 1 с главной вентиляторной установкой 3, эта часть воздуха, выходящего из рудника 15, проходит через главную вентиляторную установку 3, в канал 5, расположенный между главной вентиляторной установкой 3 и соплом 10, струя воздуха 16 выходит из сопла 10 с ускорением, струя 16 эжектирует в камере смешения 8 поток воздуха 14, проходящий по воздухоподводящему каналу 9, за счет этого подсасывается воздух 13 из надшахтного здания 4, при этом создается разряжение в надшахтном здании 4 и в него поступает вторая часть воздуха, выходящего из рудника 11, обе части 13 и 12 смешиваются 17 в камере смешения 8 и общим потоком 18 выходят в атмосферу, при этом ляда всасывающей будки 6 закрыта, а ляда канала 7 открыта.

Работа способа (при нагнетательном режиме проветривания) выглядит следующим образом. Часть атмосферного воздуха 19 поступает к всасу главной вентиляторной установки 3 при открытой ляде всасывающей будки 6 и закрытой ляде канала 7, эта часть воздуха 15 проходит через главную вентиляторную установку 3 и поступает в канал 5, расположенный между главной вентиляторной установкой 3 и соплом 10, струя воздуха 25 выходит из сопла 10 с ускорением, струя 25 эжектирует в камере смешения 9 вторую часть потока воздуха 20, проходящего из атмосферы в рудник по воздухоподводящему каналу 9, поток 21 в камере смешения является результатом эжекции потока 20 эжектирующей струей 25, общий поток воздуха 22, выходящий из камеры смешения 8 в надшахтное здание 4, создает избыточное давление в надшахтном здании 4, за счет которого поток воздуха 23 проходит через надшахтное здание и устье ствола 1, затем этот поток воздуха 24 поступает в рудник.

Предлагаемое техническое решение будет испытано на руднике БКПРУ-2 АО "Уралкалий" в четвертом квартале 1996 г.

По сравнению с известным техническим решением-прототипом предложенное техническое решение позволит снизить потери энергозатрат на проветривание рудников и повысить надежность проветривания, что скажется на безопасности отработки полезных ископаемых подземным способом.