Устройство для проветривания горных выработок

 

Изобретение относится к горной промышленности для проветривания сквозных и тупиковых выработок, опасных по слоевым и местным скоплениям газа. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности разрушения скоплений газа за счет установления оптимальных значений частоты и амплитуды пульсаций воздушного потока в зависимости от условий газовыделения и вида образования скоплений газа при одновременном упрощении конструкции устройства. Устройство содержит корпус с отводными патрубками, внутри которого установлен цилиндрический распределитель потока воздуха, вентилятор. На выходе вентилятора внутри распределителя размещены лопатки с возможностью поворота относительно своих осей. Энергия воздушного потока от вентилятора используется одновременно для приведения во вращение распределителя и создания пульсирующего движения воздуха в выработке. В зависимости от интенсивности газовыделения и вида скоплений газа задают оптимальные значения частоты и амплитуды пульсаций путем изменения положения лопаток. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для проветривания сквозных и тупиковых выработок, опасных по слоевым и местным скоплениям газа.

Известно устройство для проветривания тупиковых горных выработок, содержащее трубу, внутри которой размешен прерыватель потока воздуха [1].

Недостатком этого устройства является то, что при уменьшении поперечного сечения трубы увеличивается сопротивление трубопровода, а следовательно, снижается проходящее по трубопроводу в забой количество воздуха, что ухудшает условия выноса газа.

Известно устройство для проветривания горных выработок, содержащее корпус с отводными патрубками, внутри которого установлен цилиндрический распределитель потока воздуха, вращаемый посредством электродвигателя, и вентилятор, расположенный на входе распределителя [2]. Это устройство взято нами в качестве прототипа.

Недостатком вышеуказанного устройства является то, что оно имеет ограниченный диапазон регулирования амплитуды и частоты пульсаций воздушного потока в процессе его работы, что снижает эффективность пульсирующей вентиляции.

Задачей данного изобретения является повышение эффективности разрушения скоплений газа за счет установления оптимальных значений частоты и амплитуды пульсаций воздушного потока в зависимости от условий газовыделения и вида образования скоплений газа при одновременном упрощении конструкции устройства.

Это достигается тем, что устройство для проветривания горных выработок, содержащее корпус с отводными патрубками, внутри которого установлен цилиндрический распределитель потока воздуха с возможностью вращения, и вентилятор, снабжено лопатками, выполненными поворотными относительно своих осей и размещенными внутри распределителя. Кроме того, в центральной части каждой лопатки на внутреннем и внешнем контурах выполнены соответственно выступ и выемка, входящие во втулки, одна из которых жестко соединена с осью распределителя потока воздуха, а другая - с поворотным механизмом.

Наличие лопаток, размещенных внутри распределителя, обеспечивает возможность вращения цилиндрического распределителя за счет потока воздуха, исходящего от вентилятора, что упрощает конструкцию.

Выполнение лопаток поворотными позволяет регулировать в широком диапазоне частоту и амплитуду пульсаций воздуха в зависимости от условий газовыделения и образований скоплений газа.

На фиг.1 представлено устройство для проветривания горных выработок.

На фиг.2 - разрез А-А.

На фиг.3 представлено размещение лопатки в распределителе потока воздуха в зоне Б.

Устройство для проветривания горных выработок состоит из корпуса 1, выполненного в виде цилиндра, один торец которого закрыт, а ко второму присоединен вентилятор 2, цилиндрического распределителя потока воздуха 3, установленного внутри корпуса и имеющего отверстие 4. На выходе вентилятора 2 внутри распределителя потока воздуха установлены лопатки 5, выполненные поворотными относительно своих осей 6. При этом в центральной части каждой лопатки 5 на внутреннем и внешнем контурах выполнены соответственно выступ 7 и выемка 8, входящие во втулки 9 и 10, первая из которых жестко соединена с осью 6 распределителя потока воздуха 3, а вторая - с поворотным механизмом, выложенным, например, в виде крышки 11 с фиксатором 12. Корпус 1 имеет отводные патрубки 13, направленные в противоположные стороны относительно друг друга. На цилиндрической поверхности корпуса 1 напротив отводных патрубков выполнены окна 14.

Устройство для проветривания горных выработок работает следующим образом.

Устройство размещают в выработке таким образом, чтобы отводные патрубки его были направлены вдоль потока воздуха. После включения вентилятора поток воздуха поступает на лопатки, которые вместе с распределителем потока вращаются под действием напора потока воздуха. При совмещении отверстия 4 распределителя с одним из окон 14 корпуса 1 происходит импульсивный выброс воздуха через соответствующий патрубок в выработку. При дальнейшем повороте распределителя его отверстие 4 совмещается с другим окном корпуса, в результате чего происходит следующий выброс воздуха в сторону, противоположную предыдущему выбросу. Далее процесс повторяется. Происходит периодическое ускорение и торможение воздушного потока в выработке, что вызывает его пульсации. Таким образом, энергия воздушного потока от вентилятора используется одновременно для приведения во вращение распределителя потока воздуха 3 и создания пульсирующего движения воздуха в выработке, что значительно упрощает устройство. В зависимости от интенсивности газовыделения [до 8-10 л/(мин•м²) метана] и вида скоплений газа (слоевые скопления, скопления в куполах, у стен выработок и др.) задают оптимальные значения частоты и амплитуды пульсаций путем изменения положения лопаток 5 с помощью поворотного механизма. Данное устройство обеспечивает диапазон регулирования от частот, близких к нулю, до 65 с^-1 и соответствующих им значений амплитуды пульсаций.

Создание вышеуказанных режимов пульсирующей вентиляции позволяет исключить случаи образования в горных выработках опасных скоплений газа.

Источники информации 1. Шередекин Д.М. и Кизряков А.Д., Аэродинамика подготовительных выработок, М., Недра, 1985, с. 132.

2. SU 1613638, кл. E 21 F 1/00, 15.12.1990.

Формула изобретения

1. Устройство для проветривания горных выработок, содержащее корпус с отводными патрубками, внутри которого установлен цилиндрический распределитель потока воздуха с возможностью вращения, и вентилятор, отличающееся тем, что оно снабжено лопатками, выполненными поворотными относительно своих осей и размещенными внутри распределителя потока воздуха.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в центральной части каждой лопатки на внутреннем и внешнем контурах выполнены соответственно выступ и выемка, входящие во втулки, одна из которых жестко соединена с осью распределителя потока воздуха, а другая - с поворотным механизмом.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3