СПОСОБ УДАЛЕНИЯ ПЫЛИ И ГАЗА ИЗ ОЧИСТНОЙ ВЫРАБОТКИ ПРИ КАМЕРНО-СТОЛБОВОЙ СИСТЕМЕ ОТРАБОТКИ
METHOD FOR REMOVAL OF DUST AND GAS FROM BREAKAGE HEADING IN CASE OF ROOM-AND-PILLAR DEVELOPMENT SYSTEM

Изобретение относится к горнорудной промышленности и может быть использовано для проветривания тупиковых горных выработок.
Известен способ естественного проветривания тупиковой горной выработки большой протяженности за счет циркуляционного вихревого движения (Красноштейн А.Е., Файнбург Г.З. Диффузионно-сетевые методы расчета проветривания шахт и рудников. / Екатеринбург, 1992, гл. 7, параг.7.1, С.148-164, рис.7.8).
Недостатком этого способа является недостаточная интенсификация проветривания по всей длине тупиковой выработки.
Наиболее близким к предполагаемому изобретению является способ проветривания тупиковой горной выработки, включающий удаление загрязненного воздуха из призабойной зоны с помощью циркуляционного вихревого движения. Удаление воздуха из призабойной зоны осуществляют по одной стороне каждого контура циркуляционного вихревого движения, а поступление свежего воздуха - по другой стороне каждого контура циркуляционного вихревого движения. Для интенсификации проветривания в один из циркуляционных вихревых контуров устанавливают источник тяги (Патент №2064588 Российской Федерации от 27.07.96, бюл. №21).
Недостатком этого способа является недостаточная вентиляция (скопление пылевого и газового облаков) в горной выработке в месте соединения циркуляционных вихревых контуров.
Технический результат предлагаемого изобретения заключается в повышении эффективности проветривания за счет удаления скопления пыли и газа из горной выработки, в которой ведутся очистные работы и находятся горняки.
Технический результат достигается тем, что в способе удаления пыли и газа из очистной выработки при камерно-столбовой системе отработки, включающем подачу чистого воздуха в призабойную зону источником тяги, создающим вихревой циркуляционный контур, по одной стороне которого осуществляется подача чистого воздуха, а по другой стороне - удаление загрязненного воздуха из призабойной зоны, а в призабойной зоне размещают источник тяги, который создает первый контур циркуляционного вихревого движения и формирует направленный поток воздуха, загрязненный пылью и газом, вдоль стенки горной выработки, противоположной рабочим местам горняков, при этом в месте соединения первого циркуляционного вихревого контура со следующим вихревым контуром проходят сбойку, соединяющую горную выработку, в которой ведутся очистные работы, с отработанной камерой, где устанавливают дополнительный источник тяги, который может быть снабжен воздуховодом.
В месте соединения первого циркуляционного вихревого контура со следующим вихревым контуром проходят сбойку, которая соединяет горную выработку, в которой ведутся очистные работы, с отработанной камерой, в которой очистные работы уже завершены, нет добычного оборудования и не находятся люди. Дополнительный источник тяги, установленный в отработанной камере, удаляет через сбойку воздух, загрязненный пылью и газом, в отработанную камеру и далее на выемочный штрек и по вентиляционным выработкам к вентиляционному стволу.
Свежий воздух поступает в тупиковую горную выработку, в которой ведутся очистные работы, вдоль стенки, у которой расположены рабочие места горняков. Требуемый воздухообмен и интенсивность проветривания достигается за счет расчета и подбора источников тяги для совместной работы как в первом циркуляционном вихревом контуре, так и дополнительного - в отработанной камере.
Добычное оборудование (комбайн, бункер-перегружатель и самоходный вагон), находящееся в первом циркуляционном вихревом контуре, выполняет роль продольной перегородки, которая снимает до минимума обмен воздуха, загрязненного пылью и газом, со свежим потоком в районе рабочих мест горняков.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом, на котором приведена схема проветривания очистной выработки (призабойной зоны, тупиковой выработки).
На чертеже обозначены: 1 - выемочный штрек; 2 - свежий воздух; 3 - загязненный поток воздуха; 4 - рабочие места горняков; 5 - сбойка; 6 - направленный поток воздуха с пылью и газами (первый контур); 7 - самоходный вагон; 8 - бункер-перегружатель; 9 - комбайн; 10 - источник тяги; 11 - устье очистной выработки (тупиковая выработка); 12 - отработанная камера; 13 - дополнительный источник тяги; 14 - воздуховод.
Способ осуществляется следующим образом.
Свежий воздух 2 поступает на выемочный штрек 1 за счет главной вентиляторной установки, которая создает общешахтную депрессию.
При включении источника тяги 10, расположенного на комбайне 9, формируется направленный поток воздуха с пылью и газами (первый контур) 6. Этот поток воздуха отделяется от рабочих мест горняков 4 добычным оборудованием (комбайн 9, бункер-перегружатель 8, самоходный вагон 7). Под действием вспомогательного источника тяги 13 через сбойку 5 воздушный поток, загрязненный пылью и газом, из первого контура 6 поступает в отработанную камеру 12. От устья очистной выработки 11 до сбойки 5 поступает свежий воздух 2. В районе сбойки 5 часть свежего воздуха идет через рабочие места горняков 4 к забою, откуда выносится газ и пыль и с помощью источника тяги 10 формируется первый циркуляционный вихревой контур 6. Другая часть свежего воздуха 2 совместно с воздушным потоком, содержащим пыль и газ 6, поступает в отработанную камеру 12 с помощью вспомогательного источника тяги 13. В сбойке 5 и отработанной камере 12 происходит смешение свежего воздуха с загрязненным потоком и его разбавление до санитарных норм с содержанием опасных компонентов ниже установленных норм. Из отработанной камеры смесь потоков воздуха 3 удаляется на выемочный штрек 1 либо по отработанной камере 12, либо по воздуховоду 14.
Аэродинамические параметры работы источников тяги рассчитываются в зависимости от горно-технических условий, газоносности пластов и используемого добычного оборудования. Вспомогательный источник тяги 13 располагается в отработанной камере 12 в технологически удобном месте и может быть снабжен воздуховодом, через который удаляется загрязненный поток воздуха на выемочный штрек 1.
Целесообразность использования воздуховода 14 и его длины определяется расчетом исходя из газоносности пластов и параметров используемого добычного оборудования.
Методики расчета аэродинамических параметров работы источников тяги 10 и 13, длины циркуляционных контуров 6 и места расположения сбойки 5 являются ноу-хау данного изобретения.
Предложенный способ удаления пыли и газа из очистной выработки целесообразно применять при проходке тупиковых выработок комбайновыми комплексами.
Предлагаемый способ позволяет интенсифицировать вентиляцию в горной выработке в месте соединения циркуляционных вихревых контуров, где происходит скопление пылевого и газового облаков. Кроме того, предлагаемый способ проветривания позволяет получить социальный эффект, заключающийся в улучшении санитарно-гигиенических условий труда горнорабочих.
На калийном руднике Верхнекамского месторождения калийно-магниевых солей прошли успешные испытания предлагаемого способа.