RU2368787C1

RU2368787C1 - Underground ventilatory installation for main airing

Info

Publication number: RU2368787C1
Application number: RU2008100637/03A
Authority: RU
Inventors: Николай Николаевич Мохирев (RU); Николай Николаевич Мохирев; Николай Алексеевич Трофимов (RU); Николай Алексеевич Трофимов; Виктор Васильевич Радько (RU); Виктор Васильевич Радько
Original assignee: ОАО "Севуралбокситруда"
Priority date: 2008-01-09
Filing date: 2008-01-09
Publication date: 2009-09-27
Also published as: RU2008100637A

Abstract

FIELD: mining.

SUBSTANCE: invention relates to mining industry and can be used for airing of mine and grooves and other objects of national economy, located under ground. Ventilatory installation includes operating and standby axial fans, located in ventilatory chamber. Ventilatory chamber is divided by means of partition cross inclined to side walls of chamber for two parts, used in the capacity of air-feed and offtake channels. Momtors of fans are located in part of ventilatory chamber, separated from the rest part of chamber by cross inclined - longitudinal partition. Transporting erection connection is connected to butt of ventilatory chamber.

EFFECT: decreasing of capital and operating costs, losses of mineral at development of stratified deposits and providing of safety of miner works.

3 dwg

Description

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для проветривания шахт, рудников и других объектов народного хозяйства, расположенных под землей.The invention relates to the mining industry and can be used for ventilation of mines, 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, размещенных в одной вентиляторной камере, двух воздухоподающего и выходного (воздуховыдающего) каналов, тройников с установленными в них переключающими лядами, транспортной монтажной сбойки, входных соединительных колен, с помощью которых вентиляторы сопрягаются с воздухоподводящими каналами.Known underground ventilating installation of the main ventilation [1], consisting of a working and backup fans with reversing devices located in one fan chamber, two air supply and output (air output) channels, tees with switch-gears installed in them, transport mounting failure, input connecting knees by which the fans are interfaced with the air ducts.

Недостатками рассматриваемой вентиляторной установки главного проветривания являются большие капитальные затраты на проведение воздухоподводящих и воздухоотводящих каналов и на установку реверсивных устройств вентиляторов (переключающих ляд, установленных в тройниках) и эксплуатационные затраты на их ремонт и поддержание, а также значительные потери полезного ископаемого в предохранительных целиках вокруг вентиляторной установки при разработке пластовых месторождений.The disadvantages of the fan installation of the main ventilation are the large capital costs for conducting air supply and exhaust ducts and the installation of reversing devices of fans (switching boxes installed in tees) and operating costs for their repair and maintenance, as well as significant losses of minerals in the safety pillars around the fan installations in 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, воздухоподводящего и воздухоотводящего каналов, расположенных в отгороженной продольной вертикальной перегородкой части вентиляторной камеры, соединительных каналов, сопрягающих вентиляторы с воздухоподводящим и воздухоотводящим каналами, тройников, соединенных с помощью вентиляционных каналов с общерудничной вентиляционной сетью, и транспортной монтажной сбойки.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, air supply and air exhaust channels located in the fenced longitudinal vertical partition of the fan chamber part , connecting ducts that mate fans with air inlet and exhaust ducts, tees connected with ventilation ducts with a general ventilation network, and a transport installation malfunction.

Недостатками прототипа являются повышенные капитальные затраты на возведение соединительных каналов и установку реверсивных устройств вентиляторов и эксплуатационные затраты на поддержание и ремонт реверсивных устройств и преодоление дополнительного аэродинамического сопротивления, возникающего в местных сопротивлениях на входе и выходе воздушной струи из соединительных каналов и в самих соединительных каналах, а также повышенные потери полезного ископаемого в предохранительных целиках вокруг вентиляторной установки при разработке пластовых месторождений.The disadvantages of the prototype are the increased capital costs for the construction of the connecting ducts and the installation of reversible fans and operating costs for maintaining and repairing the reversing devices and overcoming the additional aerodynamic drag that occurs in the local drags at the inlet and outlet of the air stream from the connecting ducts and in the connecting ducts themselves, and also increased loss of minerals in the safety pillars around the fan unit at break reservoir formation.

Предлагаемым изобретением решается задача снижения капитальных и эксплуатационных затрат подземной вентиляторной установки главного проветривания и потерь полезного ископаемого за счет изменения пространственного расположения воздухоподводящего и воздухоотводящего 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 due to changes in the spatial location of the air supply and exhaust ducts of the fan installation.

Для достижения этого технического результата в подземной вентиляторной установке главного проветривания, содержащей рабочий и резервный осевые вентиляторы, размещенные в одной вентиляторной камере, транспортную монтажную сбойку, соединенную с вентиляторной камерой, в отличие от прототипа вентиляторная камера разделена для уменьшения местных аэродинамических сопротивлений на поворотах воздушных струй в ней поперечной наклонной к боковым стенкам камеры перегородкой на две части, используемые в качестве воздухоподводящего и воздухоотводящего каналов. Для предупреждения обдувания электродвигателей вентиляторов запыленным или загазованным воздухом исходящей струи они расположены в части вентиляторной камеры, отделенной от остальной части камеры поперечной наклонно-продольной перегородкой. Транспортная монтажная сбойка соединяется с торцом вентиляторной камеры.To achieve this technical result, in an underground ventilating installation of main ventilation, containing a working and standby axial fans located in one fan chamber, a transport mounting fault connected to the fan chamber, in contrast to the prototype, the fan chamber is divided to reduce local aerodynamic drags on turns of air jets in it there is a partition into two transverse tilting towards the side walls of the chamber, which are used as air supply and air outlet channels. To prevent blowing of electric motors of fans with dusty or gassed air of the outgoing stream, they are located in the part of the fan chamber, separated from the rest of the chamber by a transverse oblique-longitudinal partition. Transport mounting fault is connected to the end of the fan chamber.

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

Подземная вентиляторная установка главного проветривания включает рабочий 1 и резервный 2 осевые вентиляторы, размещенные в вентиляторной камере, которая с помощью вентиляционных каналов 3 соединена с общерудничной вентиляционной сетью и вентиляционным стволом. Вентиляторная камера разделена с помощью поперечной наклонной к боковым стенкам камеры перегородкой 4 на воздухоподводящий 5 и воздухоотводящий 6 каналы и поперечной наклонно-продольной перегородкой 7 на часть вентиляторной камеры 8 электродвигателей 9. Транспортная монтажная сбойка 10, предназначенная для доставки оборудования и материалов, соединена с камерой электродвигателей 8. Вентиляторы 1 и 2 снабжены крышками 11 для предупреждения подсоса воздуха через неработающий (резервный) вентилятор.The underground fan installation of the main ventilation includes a working 1 and a backup 2 axial fans located in the fan chamber, which is connected via ventilation ducts 3 to the general ventilation network and the ventilation shaft. The fan chamber is divided by means of a cross-section wall 4 inclined to the side walls of the chamber into an air supply 5 and 6 air outlet channels and a longitudinal inclined-longitudinal partition 7 into a part of the fan chamber 8 of the electric motors 9. A transport mounting fault 10 for the delivery of equipment and materials is connected to the chamber electric motors 8. Fans 1 and 2 are equipped with covers 11 to prevent air leakage through an idle (standby) fan.

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 изолируются от воздухоотводящего канала 6 крышками (запорными клапанами) 11 вентиляторов. В рабочем режиме воздух за счет разрежения, создаваемого рабочим колесом вентилятора, поступает из общерудничной вентиляционной сети в вентиляционный канал 3, попадает в воздухоподводящий канал 5, проходит через вентилятор 1, воздухоотводящий канал 6 и через вентиляционный канал 3 поступает в вентиляционный ствол. Движение воздуха на фиг.1 и 2 показано 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, the idle fans 1 or 2 are isolated from the air duct by 6 covers (shut-off valves) of 11 fans. In the operating mode, air due to the rarefaction created by the impeller of the fan, enters from the general ventilation network into the ventilation channel 3, enters the air supply channel 5, passes through fan 1, the air exhaust channel 6, and through the ventilation channel 3 enters the ventilation shaft. The movement of air in Figs. 1 and 2 is shown by solid lines.

При реверсировании воздушной струи в общерудничной вентиляционной сети реверсируется (изменяется направление вращения рабочего колеса) вентилятор 1 и движение воздуха происходит в обратном направлении, как это показано на фиг.1 и 2 пунктирными стрелками.When reversing the air stream in the general ventilation network, the fan 1 is reversed (the direction of rotation of the impeller is changed), the fan 1 and the air moves in the opposite direction, as shown in figure 1 and 2 by dashed arrows.

Одна из шахт ОАО «Севуралбоксетруда» (шахта «Красная Шапочка») отрабатывает месторождение бокситовых руд, представленное пластообразной залежью переменной мощности от 0,5 до 40 м с углом падения, в среднем равным 30°. Залежь в 30-х годах отрабатывалась открытым способом, а в настоящее время рабочие горизонты шахты находятся на отметках от - 620 до - 860 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.One of the mines of OJSC Sevuralboxetruda (the Krasnaya Shapochka mine) is developing a bauxite ore deposit, which is represented by a variable-thickness stratum deposit from 0.5 to 40 m with an incidence angle of 30 ° on average. The deposit was mined open pit in the 30s, and currently the mine’s working horizons are at levels from –620 to –860 m. Development systems used in the mine (chamber, layer caving, etc.) have led to the formation of significant volumes of worked spaces through which work horizons and work 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 флангах и в центре шахтного поля. Суммарная производительность вентиляторов 255,4 м³/с. Потери воздуха в надшахтных зданиях равны в среднем 21,9% суммарной производительности вентиляторов, прососы воздуха с поверхности в шахту через выработанные пространства составляют 35,3%. Этот воздух в проветривании рабочих зон не участвует, однако на его циркуляцию затрачивается огромная часть электроэнергии. Таким образом, по выработкам шахты к рабочим зонам поступает воздух в объеме, не превышающем 42,8% суммарной производительности вентиляторов. Именно поэтому рабочие зоны горизонтов -740 м и ниже ощущают нехватку в свежем воздухе. В связи с этим был разработан проект реконструкции шахты «Вскрытие, дренаж и отработка в условиях остаточных напоров подземных вод III очереди глубоких горизонтов с отм. -740 м шахты «Красная Шапочка» (реконструкция с целью поддержания мощности)» ОАО «СУБР» №500-ПР от 14 декабря 2002 г., в котором в разделе «Вентиляция» предлагалось использовать три подземные вентиляторные установки главного проветривания. Проект прошел государственную экспертизу 10 ноября 2003 г. (Рег. №08-ПД-00310-2003) и был рекомендован к внедрению. Каждая вентиляторная установка должна была состоять из двух вентиляторов - рабочего и резервного. Ожидается, что при средней производительности вентиляторной установи 110,3 м³/с они должны обеспечить рабочие зоны воздухом на 50% больше, чем существующие. В настоящее время ведется рабочее проектирование. Уменьшается просос воздуха через выработанные пространства в шахту с поверхности почти в 10 раз.The mine is ventilated by three main ventilation units installed on the flanks and in the center of the mine field. The total capacity of the fans is 255.4 m ³ / s. Air losses in mine buildings are equal to an average of 21.9% of the total fan capacity, air leaks from the surface into the mine through the exhausted spaces are 35.3%. This air is not involved in the ventilation of working areas, but a huge part of the energy is spent on its circulation. Thus, according to mine workings, air enters the working areas in an amount not exceeding 42.8% of the total fan capacity. That is why the working areas of horizons of -740 m and below feel a lack of fresh air. In this regard, a mine reconstruction project was developed: “Opening, drainage, and mining under conditions of residual groundwater pressure III stage of deep horizons with elevation. -740 m of the Krasnaya Shapochka mine (reconstruction to maintain capacity) ”, OJSC“ SUBR ”No. 500-PR dated December 14, 2002, in which, in the“ Ventilation ”section, it was proposed to use three underground main ventilation units. The project passed state expertise on November 10, 2003 (Reg. No. 08-PD-00310-2003) and was recommended for implementation. Each fan installation had to consist of two fans - a working one and a backup one. It is expected that at an average capacity of a fan installation of 110.3 m ³ / s, they should provide working areas with air 50% more than existing ones. Currently, a detailed design is underway. The air leakage through the worked out spaces into the mine from the surface is reduced by almost 10 times.

Применение предлагаемого технического решения позволяет сократить капитальные и эксплуатационные затраты по сравнению с существующими техническими решениями. Капитальные затраты снижаются за счет исключения необходимости проведения самостоятельных воздухоподводящего, воздухоотводящего и соединительных каналов и монтажа устройств для реверсирования воздушной струи. Эксплуатационные затраты снижаются за счет исключения необходимости обслуживания и ремонта устройств для реверсирования воздушной струи и снижения электроэнергии на преодоление аэродинамического сопротивления в воздухоподводящем и воздухоотводящем каналах и тройниках, а также на циркуляцию воздуха с поверхности в шахту по выработанным пространствам. 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 веитиляторной установки за счет использования самой вентиляторной камеры для воздухоподводящего и воздухоотводящего каналов.The application of the proposed technical solution allows to reduce capital and operating costs compared to existing technical solutions. Capital costs are reduced by eliminating the need for independent air supply, air exhaust and connecting channels and the installation of devices for reversing the air stream. Operating costs are reduced by eliminating the need for maintenance and repair of devices for reversing the air stream and reducing electricity to overcome aerodynamic drag in the air supply and exhaust channels and tees, as well as on the circulation of air from the surface to the mine through the depleted spaces. 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 vetilator installation by using the fan chamber itself for the air supply and air exhaust channels.

Источники информацииInformation sources

1. Патент РФ №2114310, кл. Е21F 1/08, опубл. в 1998 г.1. RF patent №2114310, class. E21F 1/08, publ. in 1998

2. Патент РФ №2249111, кл. Е21F 1/08, опубл. в 2005 г.2. RF patent No. 229111, cl. E21F 1/08, publ. in 2005

Claims

The underground ventilating installation of the main ventilation, including the working and standby fans located in the fan chamber, the air supply and exhaust ducts, a transport mounting fault connected to the fan chamber, characterized in that the fan chamber is divided by a partition transverse to the side walls of the chamber into the air supply and air ducts while the fan motors are located in the part of the fan chamber, separated from the rest of the chamber across noy oblique-longitudinal partition.