012288 - 1 - Изобретение относится к горной промышленности и

012288
Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для проветривания
шахт и рудников, а также других объектов народного хозяйства, расположенных в подземных условиях.
Известна подземная вентиляторная установка главного проветривания, содержащая камеру, в которой размещены рабочий и резервный вентиляторы, подводящие и выходные каналы, выполненные в виде
выработок, тройники и переключающие ляды, монтажную сбойку [1]. Рабочий и резервный вентиляторы, расположенные в специальной камере на рабочем горизонте, работают попеременно на единую вентиляционную сеть как в рабочем, так и в реверсивном режимах.
Недостатком данной установки является потеря управляемости вентиляторной установкой при пожаре в вентиляционной камере, выработках околоствольного двора, стволах и других аварийных ситуациях и, как следствие, не обеспечение безопасности людей, находящихся в руднике.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является выбранная в качестве прототипа вентиляторная установка главного проветривания, расположенная на поверхности и
предназначенная для проветривания выработок шахт и рудников [2]. Она состоит из рабочего и резервного вентиляторов, приводных электродвигателей, аппаратуры управления, автоматизации и контроля,
вспомогательного оборудования, здания, фундаментов, вентиляционных каналов. Попеременная работа
каждого из вентиляторов на общую аэродинамическую сеть обеспечивает подачу необходимого количества воздуха для проветривания рудника, регламентированного правилами безопасности, как при нормальном штатном режиме, так и в случае реверса воздушной струи. Реверсирование, т.е. изменение направления движения воздушной струи, осуществляется для выполнения необходимых мероприятий по
спасению людей, находящихся в руднике. Такое расположение вентиляторной установки на поверхности
у ствола является классическим и характерно для большинства существующих шахт и рудников.
Недостатком этой вентиляторной установки является повышенный расход электроэнергии на вентиляцию шахты из-за значительных внешних утечек воздуха на поверхностном комплексе.
Задачей изобретения является снижение затрат на электроэнергию за счет уменьшения внешних
утечек воздуха и его подогрев в зимнее время, повышение безопасности при неблагоприятном развитии
ситуации в подземных условиях.
Поставленная задача решается за счет того, что вентиляторная установка главного проветривания
включает два вентилятора, каждый из которых может быть рабочим или резервным, вентиляционные
каналы, приводные электродвигатели, аппаратуру управления, автоматизации и контроля, вспомогательное оборудование, причем один из вентиляторов размещается в подземных условиях у вентиляционного
ствола, является основным и работает в штатном режиме проветривания, а второй вентилятор размещается в здании на поверхности, является резервным и работает при аварийных ситуациях, профилактических и/или ремонтных работах подземного вентилятора.
На фигуре изображена схема вентиляторной установки главного проветривания, которая включает
в себя: 1 - подземный вентилятор; 2 - камеру размещения подземного вентилятора; 3 - вентилятор поверхностный; 4 - здание поверхностного вентилятора; 5 - воздухоподающий ствол; 6 - вентиляционный
(воздуховыдающий) ствол.
Предлагаемая вентиляторная установка работает следующим образом. Проветривание рудника или
шахты в штатном режиме осуществляется подземным вентилятором 1, установленным в камере 2, расположенной в подземных условиях возле вентиляционного ствола, путем всасывания воздуха из общей
шахтной вентиляционной сети и выброса его через вентиляционный ствол 6 в атмосферу. Поступление
атмосферного воздуха на рабочий горизонт осуществляется за счет разности давлений в воздухоподающем стволе 5 и вентиляционном стволе 6, создаваемой работающим подземным вентилятором 1. Вентилятор 1 работает в штатном режиме проветривания основную часть времени в году, которая может достигать 300 дней и более, т.е. по своему функциональному назначению он является основным. При возникновении аварийных ситуаций, возможные позиции которых отражены в плане ликвидации аварий
(пожар в стволе, вентиляционной камере и др.), а также при выполнении ремонтных или регламентных
работ на подземном вентиляторе 1 последний выключается, и включается в работу поверхностный вентилятор 3, который установлен в здании 4 на поверхности и находится в резерве.
Годовой расход электроэнергии на проветривание шахты вентиляторной установкой главного проветривания определяется по известной формуле
где QB - производительность вентилятора, м3/с;
HB - депрессия вентилятора, кгс/м2;
n - число суток работы вентилятора в году;
t - число часов работы вентилятора в сутки;
ηB, ηД, ηn, ηС, ηP - КПД, соответственно, вентилятора, двигателя, передачи, сети электропередачи,
регулирования вентилятора.
-1-
012288
Производительность вентилятора определяется как произведение количества воздуха, необходимого для проветривания шахты, на коэффициент внешних утечек, который при установке вентилятора на
поверхности составляет 1,15-1,2, а при подземном размещении вентилятора составляет 1,1 [3]. В результате чего работа вентилятора 1 с меньшей производительностью (за счет уменьшения внешних утечек)
позволит снизить расход электроэнергии не только на проветривание, но и на подогрев атмосферного
воздуха, подаваемого в шахту в холодное время года.
Предлагаемое размещение вентиляторов: основного в подземных условиях, а резервного вентилятора на поверхности обеспечивает не только безопасную работу рудника, но и позволяет осуществить
повторное использование части отработанного воздуха для проветривания выработок без дополнительного источника тяги, что также сокращает затраты на электроэнергию за счет снижения депрессии вентилятора и общего количества воздуха, подаваемого в рудник.
Источники информации
1. А.с. СССР № 1740688, опубл. 15.06.1992 г., бюл. № 22.
2. Бобак Г.А., Бочаров К.И., Волохеев А.Г. и др. Шахтные вентиляторные установки главного проветривания. Справочник. M.: Недра, 1982, с. 112, с. 133 - прототип.
3. Ушаков К.З. Справочник по рудничной вентиляции. M.: Недра, 1977, с.311.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Вентиляторная установка главного проветривания, включающая рабочий и резервный вентиляторы,
вентиляционные каналы, приводные электродвигатели, аппаратуру управления, автоматизации и контроля, вспомогательное оборудование, отличающаяся тем, что один вентилятор размещается в подземных условиях у вентиляционного ствола, является основным и работает в штатном режиме проветривания, а второй вентилятор размещается в здании на поверхности, является резервным и работает при аварийных ситуациях, профилактических и/или ремонтных работах подземного вентилятора.
Евразийская патентная организация, ЕАПВ
Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2
-2-