способ проветривания блока при системе разработки слоевым обрушением

Формула изобретения

Способ проветривания блока при системе разработки слоевым обрушением, при котором свежий воздух за счет общешахтной депрессии подают из транспортного штрека по орту транспортного горизонта, рудному восстающему, слоевому воздухоподающему штреку в очистные забои заходок отрабатываемого слоя, а загрязненный воздух удаляют по отработанным ранее заходкам и далее на полевой вентиляционный штрек, отличающийся тем, что загрязненный воздух на полевой вентиляционный штрек удаляют по слоевым вентиляционным штрекам, расположенным в выработанном пространстве у почвы пласта по простиранию, блочным вентиляционным восстающим, расположенным в выработанном пространстве по границам блока у почвы пласта и полевому блочному вентиляционному штреку, пройденному под почвой пласта по простиранию на уровне вентиляционного горизонта и орту вентиляционного горизонта, а часть свежего воздуха из рудного восстающего подают на промежуточный орт, а остальную часть - в слоевой воздухоподающий штрек, из промежуточного орта свежий воздух поступает на полевой восстающий, откуда по орту вентиляционного горизонта его подают на полевой вентиляционный штрек.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для проветривания блоков, в частности бокситовых рудников.

Известен способ проветривания блока при системе разработки слоевым обрушением /1/, включающий подачу свежего воздуха за счет общешахтной депрессии из откаточного штрека в пройденный под почвой пласта рудный восстающий, откуда с помощью вентиляторов местного проветривания с трубопроводами, установленных на свежей струе за ближайшим от отрабатываемого слоя подэтажным квершлагом, его направляют в очистные забои заходок. Удаляют загрязненный воздух из очистных забоев по слоевому штреку, верхней части рудного восстающего до первого подэтажного квершлага, соединяющего рудный восстающий с полевым вентиляционным восстающим, из которого загрязненный воздух поступает на полевой вентиляционный штрек вентиляционного горизонта. Подэтажные квершлаги, кроме ближайшего от отрабатываемого слоя, и полевой вентиляционный восстающий на уровне откаточного горизонта герметизируется с помощью вентиляционных перемычек.

Недостатками этого способа проветривания являются повышенные капитальные и эксплуатационные затраты. Повышенные капитальные затраты вызываются необходимостью проходки в пределах блока нескольких подэтажных квершлагов, их герметизацией, кроме ближайшего от отрабатываемого слоя подэтажного квершлага. Повышенные эксплуатационные затраты вызываются необходимостью проветривания очистных забоев заходок вентиляторами местного проветривания с трубопроводами и, как следствие этого, дополнительными затратами на электроэнергию и быстро изнашивающиеся вентиляционные трубопроводы.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому способу является способ проветривания блока при системе разработки слоевым обрушением, принятый за прототип /2/, включающий подачу свежего воздуха из откаточного штрека по восстающему (печи), пройденному под кровлей пласта на слоевой штрек, из которого воздух поступает на проветривание очистных забоев заходок, и удаление отработанного (загрязненного) воздуха по слоевым вентиляционным штрекам и слоевым ортам на полевой вентиляционный восстающий (гезенк) и далее на полевой вентиляционный штрек.

Недостатками этого способа проветривания являются повышенные капитальные и эксплуатационные затраты, а также ухудшение санитарно-гигиенической обстановки в рабочей зоне. Повышенные капитальные затраты вызываются необходимостью проведения по каждому слою пласта вентиляционных штреков и сбоек (ортов), соединяющих слоевые вентиляционные штреки с полевым вентиляционным восстающим (гезенком). Повышенные эксплуатационные затраты вызываются необходимостью преодоления значительных местных аэродинамических сопротивлений, возникающих в сопряжениях заходок и слоевых вентиляционных штреков при повороте воздушных потоков (струй) на 90° при возвратно-точной схеме проветривания слоя, когда свежая струя проходит по слоевому штреку, пройденному по пласту и не граничащему с одного бока с выработанным пространством, а исходящие струи - по слоевому вентиляционному штреку, пройденному по пласту. Ухудшение санитарно-гигиенической обстановки в зоне очистных работ вызывается поступлением в рабочее пространство значительной части выделяющегося в выработанном пространстве вследствие гниения леса в «мате» углекислого газа. Кроме этого, процессы гниения сопровождаются выделением большого количества тепла. Все это приводит к снижению содержания кислорода, повышенному содержанию углекислого газа в воздухе и повышению температуры воздуха в рабочем пространстве, что негативно сказывается на безопасности работ горнорабочих. Кроме этого, понижение атмосферного давления неизбежно будет сопровождаться дополнительными выделениями углекислого газа из выработанного пространства, что может привести к загазованности рабочего пространства до концентраций, превышающих предельно допустимые значения. Особенно этот риск увеличивается при резком понижении атмосферного давления. Это дополнительно снижает безопасность работ горнорабочих.

Целью изобретения является повышение эффективности проветривания блока при системе разработки слоевым обрушением, безопасности работ горнорабочих за счет изменения путей движения воздушных потоков свежего и загрязненного воздуха в пределах блока и уменьшения местных аэродинамических сопротивлений выработок.

Поставленная цель достигается за счет того, что в предлагаемом способе проветривания блока свежий воздух из полевого транспортного штрека за счет общешахтной депрессии подают по орту транспортного горизонта, рудному восстающему, слоевому воздухоподающему штреку в очистные забои заходок отрабатываемого слоя, а загрязненный воздух удаляют по отработанным ранее заходкам и слоевым вентиляционным штрекам, расположенным в выработанном пространстве у почвы пласта по простиранию, блочным вентиляционным восстающим, расположенным в выработанном пространстве по границам блока у почвы пласта, полевому блочному вентиляционному штреку, пройденному под почвой пласта по простиранию на уровне вентиляционного горизонта, орту вентиляционного горизонта в полевой вентиляционный штрек вентиляционного горизонта. При этом часть свежего воздуха из рудного восстающего подают на промежуточный орт, полевой восстающий, откуда по орту вентиляционного горизонта его подают на полевой вентиляционный штрек.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 показана схема подготовки и проветривания блока при системе разработки слоевым обрушением, на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1, на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.1.

Способ осуществляется следующим образом.

Весь объем воздуха, поступающий на проветривание блока, за счет общешахтной депрессии из полевого откаточного штрека 1 подают по орту транспортного горизонта 2 в рудный восстающий 3, из которого часть воздуха поступает в промежуточный орт 4, а остальная часть - в слоевой воздухоподающий штрек 5, откуда свежий воздух поступает на проветривание очистных забоев заходок 6. Загрязненный воздух из очистных забоев по отработанным ранее заходкам отводят в слоевые вентиляционные штреки 7, располагаемые в выработанном пространстве у почвы пласта по простиранию, откуда он по блочным вентиляционным восстающим 8, расположенным в выработанном пространстве по границам блока у почвы пласта, полевому блочному вентиляционному штреку 9, пройденному под почвой пласта по простиранию на уровне вентиляционного горизонта, и орту 10 вентиляционного горизонта поступает на полевой вентиляционный штрек 11. Свежий воздух из промежуточного орта 4 поступает на полевой восстающий 12, откуда по орту 10 вентиляционного горизонта его подают на полевой вентиляционный штрек 11. Промежуточный орт 4 и полевой восстающий 12 предназначены для эвакуации горнорабочих в аварийной обстановке.

Отработка шахтных полей Североуральских рудников производится блоками размерами 100-120 м по падению и 50-60 м по простиранию пласта с полевой подготовкой. Проветривание очистных забоев заходок производится с помощью вентиляторов местного проветривания с вентиляционными трубопроводами, устанавливаемых перед близлежащей к выемочному слою вентиляционной сбойкой, соединяющей воздухоподающий рудный восстающий с полевым вентиляционным восстающим, по которому отводится загрязненный воздух на полевой вентиляционный штрек. Вследствие небольшого сечения, не превышающего 6,6 м² , воздухоподающих рудных восстающих при транспортировке инструмента по ходовому отделению сечением 3-3,5 м² вентиляционные трубы повреждаются. Также они повреждаются и в слоевых штреках и заходках при транспортировке крепежного материала, руды с помощью скреперных лебедок, взрывных работах в очистных забоях заходок и при посадке кровли. Как показали наши измерения, утечки воздуха в вентиляционных трубопроводах достигают 25%. Все это осложняет или делает невозможным обеспечение очистных забоев заходок требуемым объемом воздуха или вызывает длительное проветривание очистных забоев. Кроме этого, малый объем свежего воздуха, подаваемого в забой, не обеспечивает своевременное удаление выделяющихся из выработанного пространства углекислого газа и тепла, что приводит к ухудшению санитарно-гигиенических условий труда горнорабочих. Проведенные замеры в условиях шахты «Черемуховская» ОАО «Севуралбокситруда» показали, что содержание углекислого газа в очистном пространстве достигает 1,3% при предельно допустимой концентрации (ПДК), равной 0,5%, а температура воздуха - плюс 35°С при допустимой - плюс 26°С.

Использование предлагаемого способа проветривания блока при системе разработки слоевым обрушением позволяет повысить эффективность проветривания блока, безопасность работ горнорабочих за счет увеличения подачи свежего воздуха в очистные забои заходок, изменения путей движения свежего и загрязненного воздуха в пределах блока и снизить капитальные и эксплуатационные затраты на проветривание.

В 2003 году составлена программа опытно-промышленных испытаний новых схем вентиляции, которая согласована в Екатеринбургском отделе Госгортехнадзора России. Разрешено провести опытно-промышленные работы в блоках 36 (горизонт - 560 м) и 17 (горизонт - 680 м) на шахте "Черемуховская" ОАО "Севуралбокситруда". В этом году опытные работы будут завершены.

Источники информации

1. Справочник по горно-рудному делу /Под ред. В.А.Гребенюка, Я.С.Пыжьянова, И.Е.Ерофеева. М.: Недра, 1983. 816 с. (Рис.VIII. 28, с.528-529).

2. Куликов Г.С. Справочник по вентиляции для младшего технического надзора шахт и рудников. М.: Госгортехиздат, 1961. - 239 с. (Рис.134, с.227).