Способ проветривания камер при разработке мощного пласта камерной системой разработки

 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для проветривания камер, в частности, при разработке гипсовых месторождений. Способ характеризуется тем, что свежий воздух за счет общешахтной депрессии из транспортного штрека подают в первую рабочую камеру выемочного блока. Из блока воздух по междукамерным сбойкам проходит вдоль всех рабочих камер и омывает очистные забои с помощью турбулизаторов воздуха, которые устанавливаются за ближайшими к забоям междукамерными сбойками. По мере прохождения очистных забоев междукамерные сбойки между первой и второй, а также предыдущей и последней рабочими камерами очистного блока, кроме близлежащих к очистным забоям, герметизируются вентиляционными перемычками. Загрязненный воздух из очистных забоев по междукамерным сбойкам отводят в последнюю рабочую камеру выемочного блока, откуда он по вентиляционной сбойке поступает на участковый вентиляционный штрек. Для исключения утечек свежего воздуха по транспортному штреку на нем между первой и второй, предпоследней и последней камерами выемочного блока устанавливают вентиляционные перемычки. Ширина горловин камер принимается равной ширине этих камер. Технический результат - повышение эффективности проветривания рабочих камер в пределах выемочного участка, обеспечение безопасности работ горнорабочих и уменьшение капитальных эксплуатационных затрат. 2 ил.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для проветривания камер, в частности, при разработке гипсовых месторождений.

Известен способ проветривания камер при разработке мощного гипсового пласта камерной системой разработки [1], включающий подачу свежего воздуха за счет общешахтной депрессии из транспортного штрека в рабочие строенные камеры (так называемые "тройники") и удаление загрязненного воздуха из забоев этих камер по специальным камерным вентиляционным штрекам (КВШ), которые проходят в граничных (между "тройниками") ленточных целиках, в общий участковый вентиляционный штрек (УВШ). КВШ соединяются с крайними рабочими камерами "тройников" вентиляционными сбойками, при этом удаление загрязненного воздуха из средней рабочей камеры производят через междукамерные сбойки, прорезаемые в междукамерных целиках, в крайние рабочие камеры. По мере продвижения забоя рабочих камер вентиляционные сбойки, кроме передовых (ближайших к забою крайних камер), герметизируются. Для создания необходимой активной струи для вентиляции забоя рабочих камер применяются вентиляторы местного проветривания без трубопроводов, устанавливаемые в рабочих камерах.

Недостатками этого способа проветривания являются повышенные капитальные и эксплуатационные затраты. Повышенные капитальные затраты вызываются необходимостью проходки специальных камерных вентиляционных штреков в ленточных целиках и большого количества вентиляционных сбоек, проходимых через каждые 25 м по длине крайних рабочих камер, и их герметизацией вентиляционными перемычками при переходе места удаления загрязненного воздуха с одних сбоек на проходимую передовую. Повышенные эксплуатационные расходы вызываются необходимостью преодоления больших аэродинамических сопротивлений вентиляционных сбоек, горловин камер и специальных камерных вентиляционных штреков, которые имеют небольшие площади поперечного сечения. Все это в особенности при отработке удаленных частей шахтного поля от вентилятора главного проветривания приводит к уменьшению подачи свежего воздуха в забои рабочих камер и, как следствие, увеличению времени проветривания камер после взрывных работ и ухудшению санитарно-гигиенической обстановки на рабочих местах. К недостаткам этого способа относится также и разделение поступающего на выемочный участок объема воздуха на несколько строенных рабочих камер ("тройников"), в связи с чем возникает необходимость регулирования его между работающими и неработающими в данное время камерами, что в условиях камерных систем разработки сделать весьма сложно.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому является способ проветривания камер при разработке мощного пласта камерной системой разработки [2], принятый за прототип, при котором свежий воздух за счет общешахтной депрессии подают из транспортного штрека в первую (левую) по ходу движения воздуха в транспортном штреке и среднюю рабочие камеры "тройника", откуда с помощью вентиляторов местного проветривания с трубопроводами, установленных на свежей струе за ближайшими от очистных забоев междукамерными сбойками, его направляют в очистные забои камер. Удаляют загрязненный воздух из левой и средней рабочих камер по близлежащим от очистных забоев междукамерным сбойкам, правой рабочей камере и вентиляционной сбойке, пройденной в районе горловины правой рабочей камеры, на общий вентиляционный штрек. Горловину правой камеры и междукамерные сбойки, за исключением близлежащих к очистным забоям, по мере продвижения очистных забоев герметизируют.

Недостатками этого способа являются повышенные капитальные и эксплуатационные затраты. Повышенные капитальные затраты вызываются необходимостью возведения большого количества вентиляционных перемычек в междукамерных сбойках при переходе места удаления загрязненного воздуха из последней и средней рабочих камер в первую с одних междукамерных сбоек на другие (передовые). Повышенные эксплуатационные расходы вызваны утечками воздуха через многочисленные вентиляционные перемычки, устанавливаемые в междукамерных сбойках между средней и первой рабочими камерами и горловинах первых рабочих камер, а также необходимостью преодоления значительных аэродинамических сопротивлений горловин камер, имеющих в десять и более раз меньшую площадь поперечного сечения по сравнению с самими камерами, и сбоек из горловин камер в участковый вентиляционный штрек. Использование вентиляторов местного проветривания с трубопроводами и необходимость деления поступающего в панель воздуха между "тройниками" не обеспечивает подачу необходимых объемов воздуха в очистные забои камер при использовании для транспортировки руды автомобилей с дизельными двигателями. Необходимость иметь в пределах выемочного блока несколько рабочих строенных камер ("тройников") требует перераспределения воздуха между ними, что в условиях используемой камерной системы разработки не всегда возможно.

Все это, в особенности при отработке удаленных от вентилятора главного проветривания частей шахтного поля, приводит к уменьшению подачи свежего воздуха в забои рабочих камер или возникновению рециркуляции потоков воздуха в зоне расположения рабочих камер и, как следствие, увеличению времени проветривания камер после взрывных работ и снижению безопасности работ за счет ухудшения санитарно-гигиенической обстановки на рабочих местах.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, - повышение эффективности проветривания рабочих камер в пределах выемочного участка (блока), безопасности работ горнорабочих за счет изменения путей движения воздушных потоков свежего и загрязненного воздуха в пределах выемочного участка (блока) и уменьшения аэродинамического сопротивления выработок.

Поставленная задача решается за счет того, что в известном способе проветривания камер, при котором свежий воздух за счет общешахтной депрессии подают из транспортного штрека в рабочие камеры, откуда с помощью вентиляторов местного проветривания, установленных за близлежащими от очистных забоев камер междукамерными сбойками, его направляют в очистные забои камер, а загрязненный воздух удаляют по междукамерным сбойкам на вентиляционный штрек, весь объем свежего воздуха, поступающего на проветривание выемочного блока, подают только в первую рабочую камеру, а загрязненный воздух из рабочих камер всего блока удаляют по междукамерным сбойкам, последней рабочей камере и вентиляционной сбойке, пройденной из последней рабочей камеры, в участковый вентиляционный штрек, при этом свежий воздух в очистные забои камер подают с помощью турбулизаторов воздуха, транспортный штрек и междукамерные сбойки по мере продвижения очистных забоев, за исключением близлежащих к очистным забоям камер, между первой и второй и предпоследней и последней рабочими камерами выемочного блока герметизируют вентиляционными перемычками, а горловины камер проходят шириной, равной ширине этих камер.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 показана принципиальная схема способа проветривания камер при разработке мощного пласта камерной системой разработки, на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.

Способ осуществляется следующим образом.

Весь объем воздуха, поступающий для проветривания выемочного участка (блока), за счет общешахтной депрессии из транспортного штрека 1 подают в первую рабочую камеру 2, откуда по междукамерным сбойкам 3 он проходит вдоль всех очистных забоев рабочих камер в последнюю в данном блоке, при этом по мере продвижения очистных забоев междукамерные сбойки между первой и второй, а также предыдущей и последней рабочими камерами очистного блока, кроме близлежащих к очистным забоям, герметизируются вентиляционными перемычками 4. В очистные забои камер воздух подается с помощью турбулизаторов воздуха, устанавливаемых за ближайшими от очистных забоев междукамерными сбойками 3. Загрязненный воздух из очистных забоев, смешиваясь с остальными объемами свежего воздуха по междукамерным сбойкам 3 отводят в последнюю рабочую камеру выемочного блока, откуда он по вентиляционной сбойке 5 поступает на участковый вентиляционный штрек 6. Для исключения утечек свежего воздуха по транспортному штреку на нем между первой и второй, предпоследней и последней камерами выемочного блока устанавливают вентиляционные перемычки 7. Для уменьшения общего аэродинамического сопротивления выемочного блока горловины камер проходят шириной, равной ширине рабочей камеры.

Отработка шахтного поля Новомосковского гипсового рудника АО СП "Гипс-KNAUF" производится камерами большого поперечного сечения (120-140 м²) и длиной 700-800 м. На каждом выемочном участке (блоке) отрабатываются не менее трех рабочих строенных камер ("тройников"), что вызывает необходимость распределения между ними всего поступающего на выемочный участок свежего воздуха.

Учитывая небольшое поперечное сечение горловин камер, их аэродинамическое сопротивление, состоящее из сопротивления трения и местного сопротивления, достигает большой величины, вследствие чего уменьшается подача свежего воздуха в забои рабочих камер. Расчеты показывают, что при постоянстве потери общешахтной депрессии в районе одной строенной камеры подача воздуха в забои этих камер к концу их отработки уменьшается в 1,3 раза. Из этого следует, что аэродинамическое сопротивление горловины каждой камеры примерно в 1,5 раза больше аэродинамического сопротивления всей длины камеры. Кроме того, утечки воздуха через многочисленные вентиляционные перемычки, устанавливаемые в междукамерных сбойках и горловинах рабочих камер в пределах выемочного участка (блока), еще больше затрудняют подачу требуемого объема свежего воздуха к району очистных забоев камер. Применение вентиляторов местного проветривания с трубопроводами не обеспечивает подачу требуемых объемов воздуха непосредственно в очистные забои камер при использовании автомобильного транспорта руды. Все это создает напряженную газовую и пылевую обстановку в забоях камер, тем самым снижая безопасность работ и ухудшая санитарно-гигиенические условия работы на рабочих местах или уменьшая добычу полезного ископаемого.

Использование предлагаемого способа проветривания камер позволит повысить безопасность работ, улучшить санитарно-гигиенические условия работы на рабочих местах за счет повышения подачи свежего воздуха в забои рабочих камер, за счет изменения путей движения свежего и загрязненного воздуха в пределах выемочного участка (блока), уменьшения аэродинамического сопротивления горных выработок на путях движения свежего и загрязненного воздуха и применения турбулизаторов (например, вентиляторов-эжекторов, вентиляторов с трубами Вентури и т.п.) для подачи свежего воздуха в забои рабочих камер, устанавливаемых за первыми от забоев междукамерными сбойками.

Источники информации 1. Радченко Г. А. Обеспыливающее проветривание подземных выработок. - Алма-Ата: Наука, 1970. - С. 69, рис. 1.

2. Патент РФ 2112142, кл. Е 21 1/00, опубл. в 1998 г.

Формула изобретения

Способ проветривания камер при разработке мощного пласта камерной системой разработки, при котором свежий воздух за счет общешахтной депрессии подают из транспортного штрека в рабочие камеры, откуда с помощью вентиляторов местного проветривания, установленных за близлежащими от очистных забоев камер междукамерными сбойками, его направляют в очистные забои камер, а загрязненный воздух удаляют по междукамерным сбойкам на вентиляционный штрек, отличающийся тем, что весь объем свежего воздуха, поступающего на проветривание выемочного блока, подают только в первую рабочую камеру, а загрязненный воздух из рабочих камер всего блока удаляют по междукамерным сбойкам, последней рабочей камере и вентиляционной сбойке, пройденной из последней рабочей камеры, в участковый вентиляционный штрек, при этом свежий воздух в очистные забои камер подают с помощью турбулизаторов воздуха, транспортный штрек и междукамерные сбойки по мере продвижения очистных забоев, за исключением близлежащих к очистным забоям камер, между первой и второй и предпоследней и последней рабочими камерами выемочного блока герметизируют вентиляционными перемычками, а горловины камер проходят шириной, равной ширине этих камер.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2