Opis patentowy opublikowano: 30.04.1979 99256 lnt.CI2.E21F 1/08 C Z Y I C L N ! A V--^'j Pniew*.Twórcywynalazku: Wladyslaw Winnicki, Karol Reich, Krzysztof Karowiec, Wincenty Zajac Uprawnionyz patentu : Centralny Osrodek Projektowo-Konstrukcyjny Maszyn Górniczych „KOMAG", Gliwice(Polska) Sposób i urzadzenie do wentylacji wyrobisk górniczych Wynalazek dotyczy wymiany powietrza w tzw. slepych wyrobiskach, tj. w wyrobiskach nie przelotowych lecz jednostronnie polaczonych z chodnikiem wentylacyjnym, który prowadzi powietrze z szybu wdechowego do szybu wydechowego i sluzy do wentylacji wyrobisk eksploatowanych oraz róznych chodników a takze do czerpania z niego powietrza wprowadzanego w glab slepych wyrobisk i oddawania do niego powietrza z glebi tych wyrobisk.Znany sposób wentylacji slepych wyrobisk polega na umieszczeniu przyskrzyzowaniu wyrobiska z chodnikiem wentylatora z przewodem lutniowym prowadzonym w glab wyrobiska. Przy tym mozliwe jest albo tloczenie przewodem lutniowym powietrza z chodnika, które wypiera powietrze z wyrobiska do chodnika, albo wysysanie tym przewodem powietrza z glebi wyrobiska powodujac wlot do wyrobiska powietrza z chodnika.Przy takiej pracy pierwotne czyste powietrze plynace w chodniku otrzymuje zanieczyszczenia metanem zwiekszajace sie po kazdym skrzyzowaniu z wyrobiskiem. Bezpieczenstwo wymaga, aby powietrze wzdluz chodnika bylo kontrolowane przez umieszczone w nim metanomierze.Zdarza sie w powietrzu wyrobiska slepego stezenie metanu bardzo duze, czy to po odstrzale czy tez po przerwie w wietrzeniu spowodowanej przez jakakolwiek awarie. Oddawanie tego powietrza do chodnika wentylacyjnego w znany sposób moze spowodowac przejsciowo niebezpieczny wzrost stezenia metanu w powietrzu plynacym tym chodnikiem. Zgodnie z wymaganiami bezpieczenstwa pracy przy stezeniu metanu przekraczajacym okreslona wartosc krytyczna nalezy wylaczac siec elektryczna w chodniku lacznie z jej odgalezieniami do wyrobisk. Powoduje to powstrzymanie pracy eksploatacyjnej wdanym rejonie kopalni, a równiez i zaniechanie wymiany powietrza w wyrobiskach slepych, w których stezenie metanu nadal wzrasta.Wynalazek ma na celu wykluczenie mozliwosci powstania takiej sytuacji, lub co najmniej znaczne zmniejszenie prawdopodobienstwa jej powstania.Wynalazek polega na zastosowaniu w slepych wyrobiskach wymiany powietrza o zmiennej intensywnosci, mianowicie, gdy metanomierz umieszczony w glebi slepego wyrobiska wskaze lub zasygnalizuje niebezpieczny2 99 256 wzrost metanu, wedlug wynalazku zmniejsza sie intensywnosc wymiany powietrza w tym wyrobisku, aby nie spowodowac nadmiernego zanieczyszczenia powietrza w chodniku wentylacyjnym. Dopiero po uplywie pewnego czasu intensywnosc wymiany w tym wyrobisku stopniowo zwieksza sie az do osiagniecia ustalonej pelnej intensywnosci tej wymiany, przy której zawartosc metanu w atmosferze wyrobiska tak sie obnizy, ze mozna bezpiecznie podjac w wyrobisku przerwana prace i wlaczyc wylaczone urzadzenia elektryczne.Aby mozliwie uproscic postepowanie wedlug wynalazku z góry ustala sie na jaki najnizszy stopien wentylacji przechodzi sie z chwila stwierdzenia niebezpiecznego stezenia metanu w slepym wyrobisku. Podobnie z góry jest ustalona najwyzsza wartosc tej wymiany, do której przy wietrzeniu w sposób znany jest dostosowana wydajnosc wentylatora. Przejscie od najnizszego stopnia do najwyz^: go, czyli powrót do wentylacji normalnej, moze zachodzic wedlug wynalazku w sposób ciagly lub stropniowo. Najwlasciwsze postepowanie przytym powrocie do normalnego poziomu wentylacji jest oparte na obserwacji zdalnie przekazywanych wskazan metanomierza znajdujacego sie w glebi wyrobiska i metanomierza w chodniku umieszczonego poza skrzyzowaniem tego chodnika z danym wyrobiskiem i wskazujacego wzrost stezenia metanu w chodniku w wyniku oddawania do chodnika powietrza z danego wyrobiska. Ob twowanie tych wskazan umozliwia racjonalne zdalne sterowanie przez obserwatora urzadzenia wedlug wynalazku. Za najprostsze mozna uwazac nastepujace postepowanie. Z góry ustala sie ilosc stopni wymiany, jej intensywnosc w poszczególnych stopniach oraz okresy czasu ich stosowania. Bierze sie przytym pod uwage wielkosc wyrobiska, natezenie przeplywu powietrza w chodniku wentylacyjnym i przyjete prawdopodobne maksymalne zanieczyszczenie metanem powietrza w wyrobisku.Przyklad. Jezeli na przyklad normalna wymiane okreslic jako 100%, z chwila stwierdzenia niebezpiecznego stezenia metanu w wyrobisku slepym i wylaczenie w nim urzadzen elektrycznych oraz przerwania pracy przechodzi sie na najnizszy stopien wymiany wynoszacy np. 30%. Po uplywie np. 10 minut podwyzsza sie wymiane na np. 70%;a po dalszym okresie np. 10 minut podwyzsza sie ja na najwyzszy stopien czyli na 100%. Wówczas po skontrolowaniu wskazan metanomierza w wyrobisku wlacza sie siec elektryczna wyrobiska i rozpoczyna wstrzymana w nim prace.Do zmiennej intensywnosci wietrzenia wedlug wynalazku slepego wyrobiska mozna dojsc dwiema drogami.Jedna z nich polega na niewykorzystywaniu do wymiany powietrza w wyrobisku calej ilosci powietrza, która przetlacza wentylator zgodnie ze swa wydajnoscia. Mianowicie, gdy wentylator tloczy powietrze z chodnika wentylacyjnego poprzez przewód lutniowy w flab wyrobiska, wyprowadza sie czesc powietrza tloczonego z przewodu do chodnika, gdy zas wentylator ssie powietrze z flebi wyrobiska oddajac je do chodnika wprowadza sie na strone ssaca wentylatora pewna ilosc powietrza wprost z chodnika.Urzadzenie do wykonywania sposobu wedlug wynalazku oparte na tej drodze dzialania ma po stronie tloczacej badz po stronie ssacej wentylatora dodatkowy otwór zdalnie otwierany i zamykany.Druga droga do osiagniecia zmiennej intensywnosci wietrzenia slepego wyrobiska polega na zastosowaniu wentylatora wzglednie zespolu wentylatorów o zmiennej wydajnosci zdalnie nastawnej.Urzadzenie do wietrzenia slepego wyrobiska przy zastosowaniu tej drugiej drogi wedlug wynalazku bardziej rózni sie od urzadzenia znanego, gdyz wymaga specjalnych wentylatorów. Istnieja wentylatory o wydajnosci zmiennej w wyniku zmiany predkosci obrotu lub w wyniku zmiany kata ustawienia lopatek. Wentylatory takie nie sa dotychczas stosowane w górnictwie. Istnieja równiez i.sa stosowane w górnictwie do pracy ze stala wydajnoscia tak zwane wentylatory przeciwbiezne, które scisle biorac sa zespolami dwóch wentylatorów o odrebnych silnikach z wirnikami lopatkowymi zwróconymi ku sobie obracajacymi sie w przeciwnych kierunkach. Przy umozliwieniu nie stosowanego dotychczas odrebnego wlaczania kazdego z silników i ewentualnie przytrwalej zmianie nastawienialopatek mozna za pomoca takiego zespolu wentylatorów uzyskac prace o trzech pozadanych stopniach wydajnosci. Przy doraznym braku specjalnego wentylatora mozna sporzadzic urzadzenie wedlug wynalazku przez zestawienie zwyklych wentylatorów i zastosowanie odrebnego ich wlaczania. Poszczególne wentylatory moga pracowac w równoleglych galeziach przewodu lutniowego, a przede wszystkim w ustawieniu szeregowym w danym pojedynczym przewodzie. Sumujaca sie ich praca winfta byc równa wymaganej w urzadzeniu znanym stalej wydajnosci pojedynczego wentylatora.Aby najprosciej zrealizowac podany powyzej przyklad trójstopniowej wentylacji, potrzebne sa dwa wentylatory, które pracujacjednoczesnie powoduja w sumie wymiane powietrza w slepym wyrobisku przyjeta za 100%: Jeden z nich pracujac sam powoduje wymiane 30%, a drugi pracujac sam powoduje wymiane 70%.Jezeli zostanie za podstawe dzialania przyjety program czasowy wspomniany powyzej, to do calkowicie automatycznego sterowania wentylacji wedlug wynalazku slepego wyrobiska mozna zastosowac stosunkowo proste elektryczne urzadzenie sterujace, skonstruowane na znanych zasadach. Podobne urzadzenia sterujace wedlug programu czasowego sa szeroko stosowane nawet w sprzetach gospodarstwa domowego. Chodzi tu jedynie o to, aby w wyniku pierwszego impulsu z metanomierza znajdujacego sie w glebi slepego wyrobiska,99 256 3 który to impuls oznacza niebezpieczne stezenie metanu, wentylacja zostala natychmiast obnizona na najnizszy stopien, a nastepnie przeszla programowo wszystkie stopnie az do najwyzszego.Wentylacja o zmiennej intensywnosci wedlug wynalazku, pozornie paradoksalna, mniej intensywna w przypadku wiekszego stezenia metanu, zapewnia bezpieczenstwo pracy ograniczajac wylaczanie sieci elektrycznej i przerywanie pracy jedynie do tego wyrobiska, które okazuje sie w danej chwili glównym zródlem metanu. Wynalazek stanowi duze osiagniecie, gdyz wylaczenie tylko jednego slepego wyrobiska nawet na dluzszy okres czasu ma nieznaczny wplyw na wydajnosc kopalni.Wynalazek jest uwidoczniony na rysunku przedstawiajacym cztery rózne odmiany urzadzenia do wymiany powietrza w.slepym wyrobisku. Aby uniknac zbyt duzych wymiarów rysunku przedstawiajacego zarazem plan sytuacyjny w kopalni jak i urzadzenia wentylacyjne w czesciowym przekroju te ostatnie sa narysowane w znacznym powiekszeniu te ostatnie sa narysowane w znacznym powiekszeniu w stosunku do skali, w której sa przedstawione wyrobisko i chodnik.Na figurze 1 powietrze z chodnika wentylacyjnego 1 jest tloczone zgodnie ze wskazaniem strzalek do slepego wyrobiska 2 wentylatorem 3 poprzez przewód lutniowy 4. Tuzza wentylatorem w przewodzie 4 znajduje sie otwór 5 wydmuchowy ewentualnie w postaci dyszy, z którego czesc przetlaczanego powietrza powraca wprost do chodnika. Strumien tego powietrza ulatwia mieszanie powietrza z wyrobiska z powietrzem plynacym w chodniku. Otwór 5 jest zdalnie otwierany i zamykany.Na figurze 2 jest przedstawiony przeciwny kierunek przeplywu powietrza. Wentylator 3 wyciaga powietrze przewodem 4 z glebi wyrobiska 2. W przewodzie 4 znajduje sie otwór 6 ssacy otwierany i zamykany zdalnie. I tu powietrze z chodnika oddawane do tegoz chodnika ogranicza zdolnosc urzadzenia do wymiany powietrza w wyrobisku, a zarazem ulatwia mieszanie powietrza z wyrobiska z powietrzem w chodniku.Na figurze 3? jest przedstawiony zespól 7 dwóch wentylatorów róznej wielkosci zdalnie uruchamianych.Tloczenie zachodzi tu w kierunku podobnym jak na fig. 1.Na figurze 4 jest przedstawiony zespól 8 dwóch wentylatorów przeciwbieznych zwany równiez wentylatorem przeciwbieznym. Kierunek przeplywu powietrza jest podobny jak na fig. 2.Przy wszystkich odmianach urzadzenia niezbedne jest umieszczenie metanomierzy zdalnie wskazujacych lub nadajacych impulsy, co najmniej jednego metanomierza 9 w glebi wyrobiska i drugiego metanomierza 9 w chodniku wentylacyjnym poza skrzyzowaniem z wyrobiskiem. PL