RU2249111C2

RU2249111C2 - Underground main ventilation plant

Info

Publication number: RU2249111C2
Application number: RU2003102303/03A
Authority: RU
Inventors: Н.Н. Мохирев (RU); Н.Н. Мохирев; Н.А. Трофимов (RU); Н.А. Трофимов; А.С. Попов (RU); А.С. Попов; М.А. Шадрин (RU); М.А. Шадрин; В.С. Лазарев (RU); В.С. Лазарев; Г.И. Евсин (RU); Г.И. Евсин
Original assignee: ОАО "Севуралбокситруда"
Priority date: 2003-01-27
Filing date: 2003-01-27
Publication date: 2005-03-27

Abstract

FIELD: mining industry.

SUBSTANCE: device has working and reserve ventilators, placed in ventilator chamber. By means of connecting channels ventilators are connected to air-conducting and air-draining channels, which com together in triple-output branch pipes, connected via ventilation channels to general mine ventilation network. Ventilation chamber is separated from air-conducting channels by longitudinal vertical wall. Air-conducting channels are made in form of one mine, separated by longitudinal horizontal wall between triple branch-pipes. Means for reversing air flow are mounted in branch pipes. In connection channels on force or suck-in side of ventilators cutting means are mounted. Assembling drift is connected to end of ventilator chamber.

EFFECT: higher safety, lower costs.

3 dwg

Description

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для проветривания шахт и рудников и других объектов народного хозяйства, расположенных под землей.The invention relates to the mining industry and can be used for ventilation of mines and mines and other objects of national economy located underground.

Известна подземная вентиляторная установка главного проветривания [1], состоящая из рабочего и резервного вентиляторов с реверсивными устройствами, установленных в отдельных камерах, соединительных колен, воздухоподводящих и выходных (воздухоотводящих) каналов, тройников с установленными в них переключающими лядами и монтажной сбойки.Known underground ventilating installation of the main ventilation [1], consisting of a working and backup fans with reversing devices installed in separate chambers, connecting elbows, air supply and output (air exhaust) channels, tees with installed switching lyady and mounting faults.

Недостатком рассматриваемой вентиляторной установки главного проветривания являются большие капитальные затраты на проведение вентиляторных камер, воздухоподводящих и воздухоотводящих каналов и на установку реверсивных устройств вентиляторов и эксплуатацонные затраты на их ремонт и поддержание, а также значительные потери полезного ископаемого в предохранительных целиках вокруг вентиляторной установки при разработке пластовых месторождений.The disadvantage of the main ventilation fan unit under consideration is the large capital costs for carrying out fan chambers, air supply and exhaust channels and for installing reversible fan devices and maintenance costs for their repair and maintenance, as well as significant losses of minerals in the safety pillars around the fan unit during the development of reservoir deposits .

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является подземная вентиляторная установка главного проветривания [2], состоящая из рабочего и резервного вентиляторов с реверсивными устройствами, размещенных в одной вентиляторной камере, двух воздухоподводящих и выходного (воздухоотводящего) каналов, тройников с установленными в них переключающими ладами, транспортных (монтажных) сбоек, входных соединительных колен, с помощью которых вентиляторы сопрягаются с воздухоподводящими каналами.The closest technical solution, selected as a prototype, is an underground main ventilation fan installation [2], consisting of a working and backup fans with reversing devices located in one fan chamber, two air supply and output (air exhaust) channels, tees with installed switching frets, transport (mounting) failures, input connecting knees, with which the fans are interfaced with the air ducts.

Недостатком прототипа являются повышенные капитальные затраты на проведение воздухоподводящего каналов и установку реверсивных устройств вентиляторов и эксплуатационные затраты на их ремонт и поддержание, а также увеличение потерь полезного ископаемого в предохранительных целиках при разработке пластовых месторождений.The disadvantage of the prototype is the increased capital costs for conducting the air supply ducts and the installation of reversible fans and operating costs for their repair and maintenance, as well as increased losses of minerals in the safety pillars during the development of reservoir deposits.

Предлагаемым изобретением решается задача снижения капитальных и эксплуатационных затрат подземной вентиляторной установки главного проветривания и потерь полезного ископаемого за счет изменения пространственного расположения воздухоподводящих и вохдухоотводящих каналов вентиляторной установки.The present invention solves the problem of reducing the capital and operating costs of the underground ventilator installation of the main ventilation and mineral losses by changing the spatial location of the air supply and air exhaust ducts of the fan installation.

Для достижения этого технического результата в подземной вентиляторной установке, содержащей рабочий и резервный вентиляторы без реверсивных устройств, размещенные в одной вентиляторной камере, соединительные колена, с помощью которых вентиляторы сопрягаются с воздухоподводящим и вохдухоотводящим каналами, выполненными в виде горной выработки, с установленными в них ладами для реверсирования воздушной струи в общешахтной вентиляционной сети, монтажную сбойку, соединенную с вентиляторной камерой, в отличие от прототипа вентиляторная камера отделена от воздухоподводящих и воздухоотводящих каналов продольной вертикальной перегородкой, а воздухоподводящие и воздухоотводящие каналы выполнены в виде одной горной выработки, разделенной горизонтальной продольной перемычкой, расположенной между тройниками, на две части. Для предупреждения возникновения движения воздуха через неработающий (резервный) в данный момент вентилятор соединительные каналы с нагнетательной или всасывающей стороны оборудованы отсекающими лядами (шиберами).To achieve this technical result, in an underground fan installation containing a working and standby fans without reversing devices, located in one fan chamber, connecting elbows, with which the fans are interfaced with the air supply and air exhaust channels made in the form of a mine working, with frets installed in them for reversing the air stream in the mine shaft ventilation network, a mounting fault connected to the fan chamber, in contrast to the prototype I is separated from the air distribution chamber and the longitudinal channel Air Release vertical partition, and air distribution channels and Air Release made in a single excavation divided by the horizontal longitudinal bridge disposed between tees into two parts. To prevent the occurrence of air movement through the idle (standby) fan at the moment, the connecting channels on the discharge or suction side are equipped with shut-off loaders (gates).

На фиг.1 показана принципиальная схема подземной вентиляторной установки главного проветривания, вид в плане; на фиг.2 - разрез А -А на фиг.1; на фиг.3 - разрез Б - Б на фиг.1.Figure 1 shows a schematic diagram of an underground fan installation of the main ventilation, a plan view; figure 2 is a section aa in figure 1; figure 3 - section B - B in figure 1.

Подземная вентиляторная установка главного проветривания включает рабочий 1 и резервный 2 вентиляторы (например, центробежные), размещенные в вентиляторной камере 3. С помощью соединительных каналов 4 вентиляторы сопрягаются с вохдухоподводящим 5 и воздухоотводящим 6 каналами, которые сходятся в тройниках 7 и 8, соединенных с помощью вентиляционных каналов 9 с общешахтной вентиляционной сетью. В тройниках 7 и 8 установлены ляды 10 для реверсирования воздушной струи. Монтажная сбойка 11, предназначенная для доставки оборудования и материалов, соединяется с торцом вентиляторной камеры 3. В соединительных каналах 4 с нагнетательной или всасывающей сторон установлены отсекающие ляды (шиберы) 12. Вентиляторная камера 3 отделена от воздухоподводящего 5 и воздухоотводящего 6 каналов продольной вертикальной перегородкой 13.The underground ventilation unit of the main ventilation includes working 1 and backup 2 fans (for example, centrifugal) located in the fan chamber 3. Using the connecting channels 4, the fans are interfaced with the air inlet 5 and air outlet 6 channels, which converge in the tees 7 and 8, connected with ventilation ducts 9 with a mine shaft ventilation network. In tees 7 and 8, frets 10 are installed to reverse the air stream. Mounting fault 11, intended for the delivery of equipment and materials, is connected to the end of the fan chamber 3. In the connecting channels 4 from the discharge or suction sides, cut-off ladders (gates) are installed 12. The fan chamber 3 is separated from the air supply 5 and air exhaust 6 channels by a longitudinal vertical partition 13 .

Подземная вентиляторная установка главного проветривания работает следующим образом.The underground fan installation of the main ventilation works as follows.

В рабочем режиме или в режиме реверсирования воздушной струи работает либо рабочий вентилятор 1, либо резервный вентилятор 2 (по усмотрению службы вентиляции на руднике). В любом случае неработающие вентиляторы 1 или 2 изолируют от воздухоотводящего канала 6 отсекающими лядами (шиберами) 12. В рабочем режиме воздух за счет разрежения, создаваемого рабочим колесом вентилятора, поступает из общешахтной вентиляционной сети в вентиляционный канал 9 и через тройник 7 попадает в воздухоподводящий канал 5, соединительный канал 4, проходит через вентилятор 1, соединительный канал 4 со стороны нагнетания, воздухоотводящий канал 6, тройник 8 и через вентиляционный канал 9 поступает в общешахтную вентиляционную сеть. При этом положение ляд 10 для реверсирования воздушной струи должно быть таким, как показано на фиг.2 сплошными линиями.In the operating mode or in the mode of reversing the air stream, either the working fan 1 or the reserve fan 2 are working (at the discretion of the ventilation service at the mine). In any case, idle fans 1 or 2 are isolated from the air outlet channel 6 by shut-off locks (gates) 12. In the operating mode, air, due to the vacuum created by the fan impeller, enters from the mine shaft network into ventilation channel 9 and through the tee 7 enters the air supply channel 5, the connecting channel 4, passes through the fan 1, the connecting channel 4 on the discharge side, the air outlet channel 6, the tee 8 and through the ventilation channel 9 enters the mine shaft ventilation network. At the same time, the position of the tube 10 for reversing the air stream should be as shown in Fig. 2 by solid lines.

При реверсировании воздушной струи в общешахтной вентиляционной сети положение ляд 10 изменяется на противоположное, как это показано на фиг.2 пунктирными линиями. И движение воздуха во всех элементах вентиляторной установки, кроме самого вентилятора 1 или 2 и соединительных каналов 4, происходит в обратном направлении, как это показано на фиг.1...3 пунктирными стрелками.When reversing the air stream in the mine shaft ventilation network, the position of the chamber 10 changes to the opposite, as shown in dashed lines in Fig. 2. And the movement of air in all elements of the fan installation, except for the fan 1 or 2 and the connecting channels 4, occurs in the opposite direction, as shown in figure 1 ... 3 by dashed arrows.

Шахта 14-14 бис ОАО “Севуралбокситруда” отрабатывает месторождение бокситовых руд, представленное пластом переменной мощности от 0,5 до 40 м с углом падения в среднем, равным 30°. Пласт в недалеком прошлом отрабатывался открытым способом, а в настоящее время рабочие горизонты шахты находятся на отметках от - 620 до - 740 м. Системы разработки, применяемые на шахте (камерная, слоевого обрушения и др.), привели к образованию значительных объемов отработанных пространств, посредством которых рабочие горизонты и рабочие блоки в них связаны аэродинамически не только друг с другом, но и с поверхностью.Mine 14-14 bis of OJSC Sevuralboxitruda develops a bauxite ore deposit represented by a variable thickness formation from 0.5 to 40 m with a dip angle of 30 ° on average. The reservoir in the recent past was mined by open pit mining, and currently the mine’s working horizons are at levels from –620 to –740 m. Development systems used at the mine (chamber, layer caving, etc.) have led to the formation of significant volumes of worked out spaces, by means of which the working horizons and working blocks in them are connected aerodynamically not only with each other, but also with the surface.

Шахта проветривается тремя вентиляторными установками главного проветривания, размещенными на поверхности в разных частях шахтного поля. При суммарной производительности вентиляторов 255,4 м³/с с поверхности в шахту поступает: по основному воздуподающему стволу 14 бис - 72,4 м³/с; по квершлагам с соседней шахты - 43,4 м³/с или всего 115,8 м³/с, что составляет 45,5% суммарной производительности трех вентиляторных установок (∑Q_вi). Потери воздуха в надшахтных комплексах сравнительно невелики и составляют в среднем 21,9%. Таким образом, 67,4% суммарной производительности вентиляторов - это объемы воздуха, поступающего в шахту по основным выработкам, и поверхностные утечки в надшахтных комплексах. Весь остальной поступающий в шахту и выдаваемый вентиляторами воздух (35,3% от ∑Q_вi) - это его прососы по выработанным пространствам с поверхности. Этот воздух в проветривании рабочих зон не участвует. В связи с этим был разработан проект реконструкции шахты с использованием двух подземных вентиляторных установок главного проветривания. Установки должны были состоять из вентиляторов типа ВЦД - 31,5 М2 со средней производительностью 110,3 м³/с, обеспечивающие рабочие зоны воздухом на 50% больше, чем существующие.The mine is ventilated with three main ventilation units installed on the surface in different parts of the mine field. With a total fan capacity of 255.4 m ³ / s, it enters the mine from the surface: along the main ascending shaft 14 bis - 72.4 m ³ / s; for cross-valves from a neighboring mine - 43.4 m ³ / s or only 115.8 m ³ / s, which is 45.5% of the total capacity of three fan units (∑Q _vi ). Air losses in mine complexes are relatively small and average 21.9%. Thus, 67.4% of the total fan capacity is the volume of air entering the mine at the main workings and surface leaks in the mine complexes. The rest of the air entering the mine and given out by the fans (35.3% of ∑Q _bi ) is its suction through the depleted spaces from the surface. This air is not involved in the ventilation of work areas. In this regard, a mine reconstruction project was developed using two underground ventilation units for main ventilation. The installations were to consist of VTsD - 31.5 M2 fans with an average capacity of 110.3 m ³ / s, providing working areas with air 50% more than existing ones.

Однако большие размеры вентиляторов создали ряд трудностей, связанных с доставкой их в шахту, монтажом и большими размерами вентиляторных камер и, как следствие, их слабой устойчивостью. Поэтому для уменьшения размеров поперечного сечения вентиляторной камеры проектом предусматривается размещение в одной камере четырех меньших по размеру вентиляторов типа ВЦ-15, при этом три из них рабочих (один в резерве) с общей производительностью 112,1 м³/с.However, the large sizes of the fans created a number of difficulties associated with their delivery to the mine, installation and the large size of the fan chambers and, as a consequence, their poor stability. Therefore, to reduce the size of the cross section of the fan chamber, the project provides for the placement of four smaller VTs-15 fans in one chamber, with three of them working (one in reserve) with a total capacity of 112.1 m ³ / s.

Применение предлагаемого технического решения позволяет избежать подсосов с поверхности, исключить утечки воздуха через надшахтные комплексы (здания), сократить капитальные и эксплуатационные затраты по сравнению с существующими техническими решениями. При этом удается достичь требуемой безопасности работ горнорабочих за счет улучшения санитарно-гигиенических условий труда на рабочих местах. Также удается сократить потери полезного ископаемого в предохранительном целике вокруг вентиляторной установки за счет более компактного расположения в пространстве воздухоподводящих и воздухоотводящих каналов.The application of the proposed technical solution avoids suction from the surface, eliminates air leaks through the mine complexes (buildings), and reduces capital and operating costs in comparison with existing technical solutions. At the same time, it is possible to achieve the required safety of miners by improving the sanitary and hygienic working conditions at workplaces. It is also possible to reduce the loss of minerals in the safety pillar around the fan unit due to a more compact arrangement in the space of the air supply and air exhaust channels.

Источники информацииSources of information

1. Патент РФ №2114310, кл. Е 21 F 1/08, опубл. в 1998.1. RF patent №2114310, class. E 21 F 1/08, publ. in 1998.

2. Романовский А.А., Черепанов Ю.Б., Чадов А.Н., Мохирев Н.Н. Подземная вентиляторная установка главного проветривания на руднике СКПРУ-1 ПО “Сильвинит”, Известия Вузов. Горный журнал, №11 (прототип), 1991.2. Romanovsky A.A., Cherepanov Yu.B., Chadov A.N., Mokhirev N.N. Underground ventilation unit for main ventilation at the SKPRU-1 mine, PO Silvinit, Izvestia Vuzov. Mountain Journal, No. 11 (prototype), 1991.

Claims

Underground ventilation unit for main ventilation, including operating and backup fans located in the fan chamber, air supply and exhaust ducts, connecting ducts, tees, shut-off ladders, mounting fault connected to the fan chamber, characterized in that the fan chamber is separated from the air supply and air ducts a longitudinal vertical partition, and the air supply and air exhaust channels are made in the form of a single mine working divided between yniki with a longitudinal horizontal bridge, while the frets for reversing the air stream are installed in tees, and the cut-off frets are located in the connecting channels.