Способ вентиляции шахты

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 9) ю Е 21 Р 1/ О ВИДЕТЕЛЬСТВУ Оств. =Чмакс Яств, м /и, и 3 Вс 0 Вс +,да Па, (2) ентилятора ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР"Руководство по проектированию вентиляции угольных шахт" Макеевка-Донбасс,1989, с. 62.(54) СПОСОБ ВЕНТИЛЯЦИИ ШАХТЫ(57) Использование: горная промышленность, разработка угольных пластов. Сущность изобретения: воздух в шахту подаютпо рядом расположенным стволу и скважиИзобретение относится к горной промышленности, а именно к разработке угольных пластов.Цель изобретения - повышение эффективности вентиляции шахты,Эта цель достигается техническими решениями, включающими подачу свежей струи по рядом расположенным стволу и скважине и выдачу исходящей по стволу и скважине посредством всасывающего вентилятора и регулирование расхода воздуха по шахте.Предлагаемый способ отличается тем, что подают по скважине со свежей струей дополнительное количество воздуха посредством нагнетания и согласуют компрессию и расход воздуха этой скважины с депрессией и расходом воздуха ствола со 1809103 А 1 не. Выдают воздух также по стволу и скважине с помощью всасывающего вентилятора. Осуществляют регулирование расхода воздуха, По скважине со свежей струей осуществляют дополнительную подачу воздуха нагнетанием, Согласуют компрессию и расход воздуха этой скважины с депрессией и расходом воздуха ствола со свежей. струей. Поддерживают в месте сопряжения ствола с выработками околоствольного двора депрессию, при которой скорость воздуха по этому стволу равна максимально допустимой. Согласовывают режимы работы всасывающих вентиляторов на стволе и скважине с исходящей струей и нагнетательного вентилятора на скважинесо свежей струей по определенным зависимостям. 1 з.п.ф-лы, 4 ил. свежей струей путем поддержания в месте его сопряжения с выработками около- ствольного двора депрессии, при которой скорость воздуха по этому стволу равна максимально допустимой и выбирают режим работы всасывающих вентиляторов на стволе и скважине с исходящей струей и нагнетательного вентилятора на скважине со свежей струей по зависимостям;- для всасывающего вентилятора на стволе с исходящей струей ВВ";- яств"ф(0 ств")2+- для нагнетательного вентилятора наскважине со свежей струей Осквс-Ощ-Оствс=Ощ-ЧмаксЯств, м/с (5)10ЬНВ = Рскв (Ощ - ЧмаксЯств )- Рств (Чмакс Яств )2 даПа (6) гДе Чмакси, Яств - пРеДельно допУстимадскорость воздуха по стволу с исходящей 15струей и площадь поперечного сечения этого ствола (соответственно м/с и м ); Рств и Оств , Рств и Оста , Рскв и Оскви и, с с, и и,Рскв И Оскв, 20 Рвс и Овс - аэродинамические сопротивления и расходы воздуха стволов с исходящей и свежей струями, скважин с исходящей и свежей струями и подземной 25 части вентиляцзионной сети шахты соответ- .ственно(к,и, м /с);Ощ - расход воздуха по шахте по фактору производственной мощности, м /с;Чмакс, Яств - предельно допустимая 30 скорость воздуха по стволу со свежей струей и площад 2 ь поперечного сечения этого ствола (м/с,м );ПВВств, ПВВскв, ЬНВскв - ДЕПРЕССИЯ ВСаСЫвающих вентиляторов на стволе и скважине 35 с исходящими струями и напор нагнетательного вентилятора на скважине со свежей струей, даПа.Кроме того, предлагаемый способ отличается тем, что регулируют изменение рас хода воздуха по шахте за счет изменениярасхода воздуха по скважинам,Благодаря этой новой совокупностиотличительных признаков предлагаемогоспособа обеспечивается следующий поло жительный эффект;1 - существенно повышается производственная мощность шахты по факторувентиляции за счет подачи по скважине со 50свежей струей дополнительного количествавоздуха посредством нагнетания и согласования компрессии и расхода воздуха с депрессией и расходом воздуха ствола сосвежей струей путем как поддержания в месте его сопряжения с выработками околоствольного двора депрессии, при которойскорость воздуха по этому стволу равнамаксимально допустимой, так и путем согласования режима работы всех трех вентиляторов по указанным формулам;2 - возникает возможность испольэовать резерв скипового ствола, применяемого для отвода исходящей струи, поувеличению скорости воздуха с 8 м/с (как вовспомогательном стволе в случае не меньшего с ним сечения) до предельнодопустимой 12 и/с и, следовательно,обеспечивается снижение расхода электроэнергиина вентиляцию и в ряде случаевликвидация скважины с исходящей струей,вследствие отвода части исходящей струискважины через этот ствол учитываемыйформулами (1 и 3);3 - используется, в полной мере важноепреимущество скважины по сравнению состволом, по увеличению скорости воздуха и,следовательно, сокращается количествоскважин для подачи заданного количествавоздуха в шахту путем снятия укаэанногоограничения4 - сокращается расход электроэнергиина вентиляцию при изменении расхода воздуха по шахте посредством регулированиярасхода воздуха по скважинам;5 - реализуется важное направление попереходу с буровзрывного способа проходки стволов при максимально возможном диаметре (для обеспечения необходимымколичеством воздуха шахту) на их бурениеменьшего диаметра с компенсацией потериэтого воздуха путем применения скважинпо предлагаемому способу.На фиг.1,2 показана (в аксонометрии)реализация предлагаемого способа прицентральной схеме проветривания шахты,нафиг,3,4 - при фланговой,Предлагаемый способ выполняют следующим образом.При центральной схеме проветриванияшахты (см.фиг.1) в центре шахтного поляпроводят два ствола: ствол со свежей струей1 вспомогательный и ствол с исходящей 2(скиповой) и рядом с ними две скважины:скважина со свежей струей 3 и скважина сисходящей 4. Выдачу исходящей струю постволу 2 и скважине 4 производят припомощи всасывающего вентилятора, Поскважине со свежей струей 3 подают дополнительное количество воздуха посредствомнагнетания, для чего эту скважину оборудуют нагнетательным вентилятором. При этомсогласуют компрессию и расход воздухаэтой скважины 3 с депрессией и расходомвоздуха ствола со свежей 1 путем поддержанйя в месте его сопряжения с выработкамиоколоствольного двора депрессии, при которой скорость воздуха по этому стволу 1равна максимально допустимой (согласно Аварийный вентиляционный режим -ПБ 8 м/с). Принципиальная схема такой реверсированиевентиляционнойструипривентиляции шахты показана на фиг.2. предлагаемом способе в случае примененияПараметры всасывающих вентиляторов как центральной схемы проветриваниянастволе 2 искважине 4 сисходящейструей 5 шахты, так и фланговой выполняют путеми нагнетательного вентилятора на скважине переключения реверсирующих устройств насо свежей струей 3 выбирают по форму- . всех трех вентиляторных установках, в томлам 1 - 6. числе с нагнетательным вентилятором,Регулирование изменения расхода воз- Пример конкретного выполнения преддуха по шахте производят за счет только 10 лагаемого способа, Достаточно его произрасхода воздуха по скважинам 3 и 4, а для вести применительно к центральной схемеэтого меняют параметры режимов работы проветривания, при которой предлагаемыйих всасывающего и нагнетательного венти- . способ реализуют в полном объеме,ляторов согласно формулам(3 и 4), оставляя Параметры режима работы вентилятотот же режим работы всасывающего венти ров для ствола с исходящей струей 2 и сквалятора на стволе 2. жины со свежей струей 3 определены наПредлагаемыйспособвозможновыпол- основании выбора наиболее производинить и при фланговой схеме проветривания тельного вентилятора ВЦД,5 А из числашахты (см.фиг.3). В центре шахтного поля отечественных, а для скважин с исходящейпроводят два ствола, один из них вспомо струей 4 вентилятор выбран после опредегательный ствол со свежей струей 1, вто- пения параметров указанных вентилятороврой скиповой ствол 2 (его проветривают с учетом отвода части исходящей струи чеобособленно), а также бурят рядом со ство- рез ствол с исходящей струей 2,лом скважину со свежей струей 3. Кроме Исходные данные: бств = бств = 8 м;того, на флангах шахтного поля бурят по 25 бскв = бскв = 3 модной скважине для отвода исходящей Е = 800 м; Яств = Яств = 0,0016 ки;струи 4.Стволы 1, 2 соединяют с этими скважинами 4 при помощи магистральныхштРеков 5, В Уклонной части шахтного полЯ (где бств, бств бскв сбскви, - диаметРы соотпроводят центральные уклоны 6, а также 30 ветственно стволов со свежей и исходящейструей и таких же скважин;- длина ствоПо скважине со свежей струей 3 подают лов и скважин; Ьвс - депрессия подземнойдополнительное количество воздуха по- вентиляционной сети шахты).средством нагнетания и согласуют компрес- На основании этих данных по предлагасию и расход воздуха этой скважины с 35 емым формулам определены искомые парадепрессией и расходом воздуха ствола со метры(см,таблицу),свежей струей 1, как при указанной цент- Из таблицы видно, что при предлагаеральной схеме, и выбирают режим работы мом способе по сравнению с прототипом,нагнетательного вентилятора 8 по указан- существенно увеличивают подачу воздуханым основным формулам (5 и 6). 40 по скважине со свежей струей 3 в 4,8 разаРежим работы всасывающих вентиля- (К = 4,8), т.е, с 65 до 310 м /с,торов 9 на скважинах с исходящей струей 4 В результате при предлагаемом спосоустанавливают по тем же формулам (1 и 2) с бе достигается поставленная цель: повышетой только разницей, что не ограничивают ние производственной мощности шахты покак по стволам, скорость воздуха по этим 45 фактору вентиляция.скважинам(они выполняют функцию ствола Формула изобретенияс исходящей струей), Кроме того, отпадает 1. Способ вентиляции шахты вклю юна б, в лючаю.нидобность в формулах (3 и 4) по определе- щий подачу свежей струи по рядом распою параметров всасывающего вентилято- женным стволу и скважине, выдачура с исходящей струей, располагэемой 50 исходящей струи по стволу и скважине поранее рядом со скважиной со свежей струей - средством всасывающего вентилятора и ретакая скважина здесь отсутствует. гулирование расхода воздуха по шахте, о тПринципиальная схема предлагаемого л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышеспособа при этой фланговой схеме провет- ния эффективности вентиляции шахты, подривания представлена на фиг,4. 55 ают по скважине со свежей стр еегулирование по шахте расхода воздуха дополнительное количество воздуха попри его изменении в ту или другую сторону средством нагнетания и согласуют компреси здесь производят эа счет расхода воздуха сию и расход воздуха этой скважины столько по скважине со свежей струей 3, депрессией и расходом воздуха ствола со1809103 Параметры режима работы вентилятора Оскв 310 свежей струей путем поддержания в месте его сопряжения с выработками около- ствольного двора депрессии, при которой скорость воздуха по этому стволу равна максимально допустимой, и выбирают режим 5 работы всасывающих вентиляторов на стволе и скважине с исходящей струей и нагнетательного вентилятора на скважине со свежей струей по зависимостям:для всасывающего вентилятора на ство ле с исходящей струей Оств = Чмакс Яст, м /с ии и 3 ПВВ = Вств" (Оста ) + ЯВС ОВС + 15+ яств (ЧмаксЯств ), даПа: для всасывающего вентилятора на скважине с исходящей струейи О О и 3 20ЬВВ = Вскв (Ош - О 2 ств ) + ВВС ОВС ++ Яств (Чмакс Яств ), даПа;2 с,для нагнетательного вентилятора на скважине со свежей струейОскв = Ош - Оста = Ош - Чмаксс Ясв, м/с. 25с 2ЬНВ = Вскв (Ош Чмакс ф Яств )- яств (Чмакс Яств ), даПа2 с с 2где Чмакси и Ястви - предельно допустимая скорость движения воздуха по стволу с исходящей струей и площадь поперечного сечения этого ствола;яств и Оста гтств и Оств таиска и Оскви и с с и и йскв И Оскв, ВВС И ОВС - азрОдИНаМИЧЕСКИЕ сопротивления и расходы воздуха стволов с исходящей и свежей струями воздуха, скважин с исходящей и свежей струями и подземной части вентиляционной сети шахты соответственно;Ош - расход воздуха по шахте по фактору производственной мощности, м /с,Чмакси Яств - предельно допустимаяс сскорость движения воздуха по стволу со свежей струей и площадь поперечного сечения этого ствола;ЬВВ-, ЬВВ- и Ьнв- - депрессии вентиляторов на стволе и скважинах с исходящей и свежей струями соответственно, даПа.2. Способ по п.1, о тл и ч а ю щи й с я тем, что регулируют изменение расхода воздуха по шахте за счет изменения расхода воздуха по скважинам.1809103 ГОРжця спрумИсходящаяТранспорт уьм Фъг, Ф4%Составитель А,ЛепиховТехред М.Моргентал Корректор, М.Петров акт Заказ 1269 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытия113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 КНТ ССС Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101