УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОВЕТРИВАНИЯ ТУПИКОВЫХ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК
DEVICE FOR VENTILATION OF DEAD-END MINING WORKINGS

Изобретение относится к области горной промышленности и может быть использовано при подземных разработках для проветривания выработок шахт и рудников.
Известно устройство для нагнетательного проветривания забоев тупиковых горных выработок, включающее собственно устройство проветривания, соединенные с ним вентиляционный трубопровод и рукава, подключенные к магистралям подачи сжатого воздуха и воды, вентилятор, присоединенный к вентиляционному воздухопроводу со стороны, противоположной соединению с ним устройства проветривания (патент RU №2414599, С1, кл. E21F 1/08, 20.03.2011).
Недостаток известного устройства для нагнетательного проветривания забоев тупиковых выработок в том, что загрязненный газами и пылью воздух из забоя тупиковой выработки при ее проветривании поступает в воздухоподающую выработку, чем обуславливается снижение безопасности работ в части воздухоподающей выработки, расположенной за тупиковой выработкой по ходу потока чистого воздуха.
Другой недостаток - отсутствие возможности автоматического включения вентиляции забоя тупиковой выработки при концентрации в ней пыли и газа выше допустимой нормы, что также обуславливает снижение безопасности ведения работ.Также, отсутствует возможность автоматического отключения вентиляции выработки при снижении концентрации пыли и газа до допустимой нормы, что обуславливает повышенный расход энергии и, как следствие, снижение производительности работ.
Кроме этого, недостаток известного устройства проветривания заключается в том, что необходим выход работников из части воздухоподающей выработки, расположенной за тупиковой выработкой по ходу потока чистого воздуха. Выход работников необходим на время проветривания тупиковой выработки после проведения в ней взрывных работ, что приводит к снижению производительности работ, выполняемых работниками в воздухоподающей выработке за счет их простоя.
Известна установка для нагнетательного проветривания тупиковых забоев, состоящая из вентилятора, трубопровода, соединенного с вентилятором, эжектирующего устройства, соединенного с другим концом трубопровода (патент RU №2428568, С1, кл. E21F 1/08, 10.09.2011).
Недостаток известной установки для нагнетательного проветривания тупиковых забоев заключается в том, что загрязненный газами и пылью воздух выбрасывается из тупикового забоя воздухоподающую выработку, по которой поступает чистый воздух, что снижает безопасность работ в воздухоподающей выработке, расположенной за тупиковым забоем по ходу потока чистого воздуха, из-за забрасывания в нее загрязненного воздуха.
Еще недостаток в том, что отсутствует автоматическое включение вентиляции тупикового забоя при достижении концентрации в нем пыли и газа выше допустимой нормы, чем также обусловлено снижение безопасности ведения работ. Другой недостаток - отсутствует функция автоматического отключения вентиляции при снижении концентрации пыли и газа в забое до допустимой нормы, чем обуславливается повышенный расход энергии и, в соответствии с этим, снижение производительности работ.
Кроме этого, недостаток известной установки проветривания заключается в необходимости выхода работников из воздухопадающей выработки, расположенной за тупиковым забоем по ходу потока чистого воздуха. Выход работников необходим на время проведения взрывных работ в тупиковом забое, что обуславливает снижение производительности работ, выполняемых в воздухоподающей выработке за счет их простоя.
Известно устройство для проветривания тупиковых выработок, включающее трубопровод, связанные с ним через тройниковый переключатель основной и резервный отводы, соединенный с трубопроводом основной вентилятор, соединенный с резервным отводом резервный вентилятор (а.с. SU №1141203, А, кл. E21F 1/00, 23.02.85).
Недостатком известного устройства для проветривания тупиковой выработки является выброс из нее загрязненного газами и пылью воздуха в воздухоподающую выработку, как при основном режиме - всасывающем, так и при аварийном режиме - нагнетательном, что обуславливает снижение безопасности работ в части воздухоподающей выработки, расположенной за тупиковой выработкой по ходу потока чистого воздуха.
Другим недостатком является отсутствие функции автоматического включения вентиляции тупиковой выработки при концентрации в ней за щитом пыли и газа выше допустимой нормы, чем также снижается безопасность ведения работ. Кроме этого, отсутствует функция автоматического отключения вентиляции при снижении концентрации пыли и газа до допустимой нормы, чем обусловлено повышение расхода энергии и, соответственно, снижение производительности работ.
Недостаток известного устройства проветривания заключается также в том, что целесообразен выход работников из части воздухоподающей выработки, в которую попадает загрязненный воздух из тупиковой выработки. Работники должны выходить из этой части воздухоподающей выработки, где они выполняют работы, на время проветривания тупиковой выработки после проведения в ней взрывных работ, что приводит к снижению производительности работ за счет их простоя.
Техническая задача изобретения заключается в повышении безопасности и производительности работ, выполняемых в горных выработках.
Технический результат достигается в том, устройство для проветривания тупиковых горных выработок, включающее магистральный трубопровод, протянутый в основной выработке, всасывающий трубопровод, размещенный в тупиковой выработке и соединенный с магистральным трубопроводом, вентилятор, соединенный с концом магистрального трубопровода, снабжено датчиками контроля газа и пыли, размещенными на входе всасывающего трубопровода, и аппаратурой автоматического включения-выключения вентилятора, связанной с датчиками контроля газа и пыли. При этом, магистральный трубопровод выполнен по длине с окнами, закрытыми крышками, и протянут по всей длине основной выработки, всасывающий трубопровод соединен с магистральным трубопроводом через одно из окон при снятой крышке, вентилятор установлен на выходе магистрального трубопровода и связан с вентиляционной выработкой.
Вытяжка загрязненного воздуха в вентиляционную выработку из всасывающего трубопровода через магистральный трубопровод, протянутый вдоль основной выработки, позволяет исключить выброс в основную выработку загрязненного воздуха из тупиковой выработки, что обуславливает повышение безопасности проведения работ, т.к. ядовитые газы и вредоносная пыль не попадают в атмосферу основной выработки и выработок, сопряженных с ней. Выброс загрязненного воздуха в вентиляционную выработку обеспечивает связанный с ней вентилятор, установленный на выходе магистрального трубопровода.
Выполнение магистрального трубопровода с окнами по длине позволяет подсоединять к нему несколько всасывающих трубопроводов, чем обеспечивается возможность повышения безопасности работ при их проведении одновременно, соответственно, в нескольких тупиковых выработках, проводимых из основной выработки, при этом за счет одновременного проведения работ повышается их производительность.
Снабжением всасывающего трубопровода датчиками контроля газа и пыли, которые размещены на его входе и соединены с аппаратурой автоматического включения-выключения вентилятора, обеспечивается непрерывный контроль концентрации газа и пыли в тупиковой выработке и автоматическое включение вентилятора при фиксации датчиками концентрации газа и пыли выше допустимой нормы, что также обуславливает повышение безопасности ведения работ. Возможность автоматического отключение вентилятора при снижении концентрации газа и пыли до допустимой нормы позволяет исключить повышенный, нерациональный расход энергии.
Вытяжка загрязненного воздуха в вентиляционную выработку через магистральный трубопровод, проложенный в основной выработке, позволяет выполнять работы без перерыва на проветривание в основной и сопряженных с ней выработках, т.к. загрязненный воздух из тупиковой выработки в эти выработки не забрасывается, чем исключается технологический простой работ и, соответственно, обеспечивается повышение их производительности.
Устройство для проветривания тупиковых горных выработок поясняется рисунками, где на фиг. 1 представлен горизонтальный продольный разрез тупиковой и основной выработок; на фиг. 2 -вертикальный разрез А-А тупиковой и основной выработок на фиг. 1; на фиг. 3 - вертикальный продольный разрез основной и вентиляционной выработок.
На фигурах показаны всасывающий трубопровод 1, размещенный в тупиковой выработке 2, магистральный трубопровод 3, протянутый в основной выработке 4. Магистральный трубопровод 3 выполнен с окнами 5, расположенными по его длине и закрытыми крышками. Всасывающий трубопровод 1 соединен с магистральным трубопроводом 3 через открытое окно 5. С выходным концом магистрального трубопровода 3 связан вентилятор 6, с которым соединен патрубок 7,выходящий в вентиляционную выработку, например, вентиляционный ствол 8.
На входном конце всасывающего трубопровода 1, установленным в зоне забоя 9 тупиковой выработки 2, закреплены датчики 10, фиксирующие концентрацию газа и пыли в тупиковой выработке 2. Датчики 10 связаны с аппаратурой автоматического включения вентилятора 6 (на фигурах не показана) Торец входного конца магистрального трубопровода 3 закрыт заглушкой 11 или к нему может быть подключен другой всасывающий трубопровод. Также, с магистральным трубопроводом 3 через окна 5 могут быть соединены, при необходимости, другие всасывающие трубопроводы. Стрелками обозначено направление движения чистого воздуха в основной выработке 4 и тупиковой выработке 2.
Устройство для проветривания тупиковых горных выработок работает следующим образом. При проведении работ на забое 9 появляется пыль, образуются газы при ведении взрывных работ и возможны газовые выделения из горного массива, которые смешиваются с воздухом и концентрируются в призабойном пространстве тупиковой выработки 2.
Для удаления загрязненного воздуха включают вентилятор 6. Загрязненный воздух из тупиковой выработки 2 вентилятор 6 затягивает во всасывающий трубопровод 1, из него в магистральный трубопровод 3 и через патрубок 7 выбрасывает в вентиляционный ствол 8, из которого загрязненный воздух выносит поток воздуха, поступающий из основной выработки 4. При удалении загрязненного воздуха вентилятор 6 затягивает в тупиковую выработку 2 чистый воздух из основной выработки 4.
Возможно постоянное выделение природного газа из горного массива. При таких эксплуатационных условиях, если работы в тупиковой выработке 2 временно не ведутся, то происходит концентрация газа, в первую очередь, в призабойном пространстве - вблизи забоя 9. В таких случаях, при уровне концентрации газа выше допустимой нормы датчик 10 срабатывает и посылает сигнал на аппаратуру автоматического включения вентилятора 6. После вытяжки загрязненного воздуха датчик 10, если не фиксирует наличие газа, посылает сигнал на отключение вентилятора 6.
Таким образом, применение предложенного устройства для проветривания тупиковых горных выработок позволит удалять загрязненный воздух в вентиляционную выработку, не выбрасывая в основную и сопряженные с ней выработки, что позволяет повысить безопасность ведения работ. Также, повышается производительность работ за счет исключения технологического перерыва на проветривание, т.к. работники могут оставаться на рабочих местах в основной выработке и сопряженных с ней при проветривании тупиковых выработок.