Способ вентиляции станций метрополитена и устройство для его осуществления

Изобретение относится к вентиляции и может быть применено для систем основной вентиляции метрополитена. Технический результат заключается в поддержании нормативных температурно-влажностных параметров и содержания кислорода и углекислого газа в воздушной среде во всех местах платформы станции, снижении интенсивности дутьевых потоков, снижении эксплуатационных затрат на регулирование воздуха. Способ включает подачу на станцию поршневого потока из тоннелей прихода поездов. Рассредоточенное удаление отработанного воздуха через подплатформенное пространство станционной вентиляционной шахтой и наклонные ходы и тоннели ухода поездов. При выходе из тоннеля на станцию поршневой поток разделяется на два потока: один в объеме примерно 1/3 части поступающего поршневого потока подают в виде наклонных компактных вентиляционных струй к средней трети станции по каналу, расположенному под сводом платформы, площадь сечения которого примерно 8 м2, а второй в виде ослабленного поршневого потока поступает на платформу из тоннеля у торца станции. В центре платформы станции смесь поршневого потока и воздуха станции образует два потока в сторону вытяжек. Каждый поток по мере движения к вытяжке пополняется ослабленным поршневым потоком, поступающим на платформу из торца станции непосредственно из тоннелей прихода поездов. Одновременно по ходу движения часть потока отработанного воздуха удаляется рассредоточенно станционной шахтой через вытяжные отверстия. Забор воздуха в канал осуществляется при помощи вентиляторного агрегата и поршневого действия поездов, причем место забора тоннельного воздуха в канал располагается до области взаимодействия тоннельного потока и вытяжного отверстия станционной шахты с целью снижения интенсивности эжекции поршневого потока. 2 н.п. ф-лы, 11 ил., 4 табл.

 

Изобретение относится к области вентиляции и может быть использовано для проветривания тоннелей и станций.

Известен способ вентиляции Нью-Йорского метрополитена, при котором на перегонах вентиляция естественная, через вентшахты-окна, расположенные на проезжей части улиц, у самого тротуара, в уровень с ним; на станциях вентиляция с механическим побуждением воздуха и работает на вытяжку, забирая воздух из тоннеля (Арбузов Г.В. Вентиляция и санитарная техника метрополитенов. М., Трансжилдориздат, 1938 г., стр. 59. Каланджело А. Вентиляция метрополитенов. Пер. с итал., перевод №77173/1 Отдела переводов Всесоюзной торговой палаты, 1971 г.).

Недостатком указанного способа является то, что на станцию из тоннелей поступает воздушный поток, в значительной степени зависящий от интенсивности движения поездов (поршневой эффект). При этом поршневое действие поездов приводит к образованию двух основных воздушных потоков: в первом около 70% воздуха проходит через центральный перрон и пути на расстояние около 15 метров от торцов, через которые он входил, следуя далее по направлению движения, поворачивая при этом назад, в то время как 30% покидало станцию через тот же тоннель, через который воздух входил на станцию, двигаясь дальше в том же направлении. Приход-уход каждого поезда сопровождается циркуляцией воздуха через торцы платформы станции. При этом на примерно 80% площади платформы интенсивность «дутья» несущественна, т.к. эти потоки весьма компактны и занимают не более 15 м с каждой стороны платформы, на который выделяется 50% всех тепловыделений на расчетном участке, но на платформе из-за нехватки свежего воздуха возникают четыре проблемы: жара, духота, загазованность, запыленность. Второй воздушный поток переменного направления возникает между станцией и наружной атмосферой - через наклонные ходы (эскалаторы, лестницы), вестибюли, двери. Этот поток приносит основные неприятности пассажирам, обслуживающему персоналу и оборудованию всасыванием зимой внутрь станции холодного воздуха через двери, вестибюли, кассовые залы и далее по наклонным ходам и тоннелям, по которым поезд уходит со станции.

Критерии оценки окружающей среды линии метрополитена изложены в Санитарных правилах эксплуатации метрополитенов СП2.5. 1337-03, п. 3.1. Требования к пассажирским помещениям станций метрополитенов в п. 3.1.1. См. Таблицу 1.

При движении поезда в замкнутом пространстве тоннеля метрополитена впереди него создается зона избыточного давления, а сзади поезда - зона разрежения. Это приводит в движение массы воздуха, заполняющие тоннель. Такое действие поезда получило в литературе название поршневого эффекта.

Режим проветривания метрополитена в период движения поездов характерен наличием двух взаимовлияющих друг на друга потоков воздуха, побуждаемых к движению поездами и вентиляторами. Потоки воздуха, приводимые в движение поездами, получили название циркуляционных, а вентиляторами тоннельной вентиляции - вентиляционных. Проветривание метрополитенов в период движения поездов осуществляется совместным действием циркуляционного и вентиляционного потоков.

Изменение скорости и частоты движения поездов влияет, в основном, на величину циркуляционного потока и через него на весь вентиляционный поток. Возникают продольные пульсации скорости движения вентиляционной струи и связанный с ними нестационарный режим проветривания.

Известен способ вентиляции метрополитена, включающий подачу наружного воздуха, организацию направленного движения воздуха по тоннелям и удаление отработанного воздуха, причем наружный воздух подают в объеме, равном 20-30% от расчетного по теплоизбыткам объема воздуха для вентиляции, достаточном для поддержания нормативного содержания кислорода и углекислого газа в воздушной среде метрополитена, и производят принудительную рециркуляцию между станциями смеси наружного и тоннельного воздуха, в процессе которой смесь подвергают термодинамической обработке до достижения требуемых для метрополитена температурно-влажностных параметров воздуха. (Патент №2462595 кл. E21F 1/08 Приоритет от 01.11.2011 г.).

В целях реализации этого способа получен Патент на полезную модель RU 127402 U1, приоритет от 27.12.2012 г. «Квазизамкнутая система вентиляции тоннелей и станций метрополитена».

Недостатком указанного технического решения является то, что для реализации этого способа вентиляции необходимо, чтобы «Рециркуляционный поток воздуха проходил по тоннелям с перетеканием его из одного тоннеля в другой (параллельный) тоннель через пространство станций…» «принудительную рециркуляцию усиливает поршневой эффект, создаваемый при движении поездов по тоннелям». Этому также могут способствовать струйные вентиляторы, создающие эжектируемый эффект.

Поскольку платформенная часть станции - это плоский канал с расположенными в торцевых стенках и приточными и вытяжными отверстиями (тоннели прихода и ухода поездов), в которых направление воздушных потоков совпадает с направлением движения поездов, то при принудительной рециркуляции при движении поездов возникают два эффекта: эффект Батурина-Ханжонкова (В.В. Батурин. Основы промышленной вентиляции. М., Профиздат, 1990, стр. 176) и эффект эжекции, снижающий производительность вытяжной станционной шахты при движении поездов до 80% от проектной, не учтенных в схеме изобретения.

Известно, что картина потоков в помещении, имеющем форму плоского канала, определяется, в частности, расположением вытяжного отверстия в одной стенке с приточным и изменением размеров сторон помещения (l - длина помещения, h - высота торцевой стены).

На станции метрополитена имеем тот случай, когда под действием поршневого эффекта поездов приток воздуха на станцию и вытяжка воздуха со станции идут из отверстий, расположенных в одной стенке (в торце станции), фиг. 1. При расположении вытяжного отверстия в одной стенке с приточным общий характер потоков находится в зависимости от отношения сторон l/h (где h - высота торцевой стены, l - длина станции), но непосредственное перетекание воздух из приточного отверстия в вытяжное при турбулентном потоке не происходит. Через вытяжное отверстие вытекает только то количество воздуха, которое поступило через приточное отверстие; количество же воздуха, присоединившееся на пути струи, возвращается к истокам струи для ее питания. Как известно, при таком расположении отверстий струя, вытекающая из приточного отверстия, достигает противоположной стенки, когда отношение . При увеличении отношения l/h приточная струя не доходит до этой стенки, поворачивает и движется в обратном направлении к вытяжному отверстию. Пространство за поворотом струи заполнено вихрем.

Поскольку отношение длины станции к высоте торцевой стенки очень велико l/h≈20, то приточная струя никогда не сможет дойти до противоположной торцевой стены станции. На фиг. 1 изображена схема такого течения в объеме станции. За поворотом струи образуется вихрь, вращающийся в обратном направлении по отношении к основной струе. Глубина проникновения приточной струи по станции у каждого торца составляет 20-25 метров. Вторичный вихрь быстро гаснет и основная часть воздуха в объеме станции остается практически неподвижной, что тормозит вынос вредностей со станции и не позволяет подготовить обделку и прилегающие грунты к новому дневному циклу работы метрополитена. Процесс сохраняется и при снятии движения поездов: работают обе вентшахты на прилегающих к станции перегонах, т.е. на станции имеется два приточных и два вытяжных отверстия. Возникают зоны циркуляции с проникновением приточной струи на глубину платформы 25-30 метров у обоих торцов станции.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ вентиляции тоннелей метрополитена путем круглогодичной подачи наружного воздуха в перегонные тоннели и удаления воздуха в уровне пассажирских платформ станций - по горизонтальным каналам под платформами и по вертикальным каналам с обоих концов платформы и через отверстия под платформой или в их концах с устройством циркуляционных сбоек между прилегающими к станции перегонными тоннелями с целью снижения эффекта «дутья» от поршневого действия поездов (См. п. 5.8.2.4, п. 5.8.2.13, п. 5.8.2.16, п. 5.8.2.17, п. 5.8.2.25, СНиП 32-02-2003 «Метрополитены» (актуализированная редакция)).

На фиг. 2 изображена схема системы вентиляции тоннелей 2 с устройством вентиляционной сбойки (ВС) 3 у торца станции 1, по которой наружный воздух подается на перегонах вентиляционной шахтой 9, снабженной вентилятором 11, а удаляется станционной шахтой 10, снабженной вентилятором 11, по подплатформенному вентиляционному каналу 6, с забором воздуха из путевых тоннелей со стороны прибытия поездов 13 через вытяжные отверстия 7, расположенные на уровне посадочных платформ. Направление движения воздуха в тонелях 2 определяется направлением движения 13 поездов метрополитена 12, при этом в местах примыкания перегонных тоннелей 2 к торцевым стенам станции 1 образуются по два отверстия - приточное 4 и вытяжное 5. Как приточно-вытяжное отверстие поочередно работают и тоннели наклонных ходов 8. Направление движения воздуха показано стрелками.

Способ имеет ряд недостатков:

Первый недостаток способа

Исследования показали, что наибольшая подвижность воздуха наблюдается на платформе в 20-30 м от торца станции, внизу у сходов с эскалатора, у кабины контрольно-пропускного пункта (АКП) в вестибюле станции.

Наибольшие среднемаксимальные скорости воздуха наблюдаются у схода с эскалатора до 3,9 м/с (при максимальной 7,6 м/с), на платформе - 1,6 м/с (при максимальной 1,8 м/с), в вестибюле - 1,2 м/с (при максимальной 1,5 м/с). (См. статью Ю.М. Ракинцева, Н.Г. Лосавио. Воздушные потоки на станциях, ж-л «Метрострой» №5, 1982 г.).

Микроклимат на станции метрополитена не отвечает гигиеническим требованиям: при температурах, характерных для зимнего периода (на платформе +11÷13°C, в вестибюле +5°C) допускаются подвижности воздуха не выше соответственно 2 и 0,25 м/с, а действительные скорости соответствуют 3,9 и 1,2 м/с.

Второй недостаток способа

Поршневое действие поездов 12 вызывает колебание давления воздуха на станции. Для снижения амплитуды колебания давления воздуха на станции с целью уменьшения явления «дутья» (сквозняков) через ее входы и выходы на расстоянии 30-100 м от каждого торца станции в перегонных тоннелях 2, не имеющих между собой сплошных соединений (проемов), предусматривается соединение их между собой циркуляционными сбойками ВС 3 сечением 95-125 м2. При наличии таких сбоек значительная часть воздуха выталкивается приходящими поездами не на станцию 1, а в расположенный рядом перегонный тоннель, снижая требуемый по расчету объем воздуха, поступающего на станцию и вытягиваемого из нее поршневым действием движущихся поездов. В итоге уменьшается амплитуда колебания давления воздуха на станции и вследствие этого снижается «дутье» на входах и выходах, но при этом на станции возникает дефицит свежего воздуха.

Третий недостаток способа - усиление отрицательного влияния воздушного потока на пассажиров и персонал, находящихся на платформе станции, оборудованной ВС. Изучение потоков (фиг. 3) показывает, что при подходе поезда 12 к станции 1 на платформе возникает нестационарный воздушный поток, при этом максимальная скорость на станциях, оборудованных ВС 3 (кривая 14), в 2-3 раза выше, а продолжительность действия в 2 раза меньше, чем на станциях, не имеющих ВС (кривая 15) (См. статью Ю.М. Ракинцева. Микроклимат метрополитена, ж-л «Метро и тоннели» №2, 2002 г.).

Из физиологии известно: с точки зрения влияния скорости воздуха на самочувствие человека более высокие скорости, действующие кратковременно, хуже воспринимаются организмом, чем более низкие, но и продолжительные по действию.

Четвертый серьезный недостаток способа - 60-80% воздуха, выталкиваемого из перегонных тоннелей 2 к станции 1, циркулируют через ВС 3, а не через приточное 4 и вытяжное 5 отверстия в торце станции 1. Такое большое количество воздуха, циркулирующее по тоннелям 2, ведет к перегреву тоннелей, что в свою очередь потребует увеличения производительности механической вентиляции метрополитена.

Пятый недостаток способа: в схеме не учтено влияние расположения вытяжного отверстия 5 в торце станции на картину потоков на платформе станции 1 (эффект Батурина-Ханжонкова). Конструктивно платформенная часть станции 1 - это плоский канал с расположенными в торцевой стенке приточным 4 и вытяжным 5 отверстиями, направление воздушного потока в которых совпадает с направлением движения 13 поездов 12 в тоннелях 2 (тоннели прихода и ухода поездов). Закономерности воздухообмена на станции мелкого заложения представлены на графиках фиг. 4-6, взятых из статьи Ю.М. Ракинцева, Н.Г. Лосавио. Воздухообмен на станциях метрополитена мелкого заложения, ж-л «Транспортное строительство» №4, 1984 г.). На фиг. 4-6 и в таблицах 2 и 3 представлены изменения количества воздуха (тыс.м3/ч), перемещаемого через тоннели 2 ухода и прихода поездов и через эскалаторные ходы 8 в зависимости от интенсивности движения поездов. Изучение потоков воздуха на платформе станции (фиг. 4) показывает: в этих условиях при отношении l/h=20 (где h - высота торцевой стенки, l - длина платформы станции) до 70% объема потока воздуха, поступающего из тоннеля через отверстие 4 (фиг. 5, табл. 2) на станцию, продвигается по платформе станции и пути всего на 20-30 м с каждого торца станции, затем поток поворачивает и движется в обратном направлении к вытяжному отверстию 5, выходя со станции в тоннель (фиг. 5, табл. 2), и только с выходом поезда на платформу примерно 30% объема потока, перемещаемого подходящим к станции поездом, проталкивается им по платформе (фиг. 6, табл. 3) и покидает станцию через противоположный наклонный ход 8. И это вместо 100%, необходимых на участке, где выделяется 50% всех тепловыделений (!).

Шестой недостаток способа в том, что часть свежего воздуха, поступающего с перегона, удаляется станционной шахтой вначале станции и недостаточно участвует в воздухообмене станции, фиг. 2.

Одновременно возникает эффект эжекции, заключающийся в том, что поршневой поток с более высоким давлением, движущийся с большой скоростью, увлекает за собой среду низкого давления (давление в заборных устройствах вытяжной станционной шахты, которые распологаются рядом с торцом станции в путевом тоннеле со стороны прибытия поездов). При этом производительность вытяжной станционной шахты при движении поездов составляет ≈80% от проектной (см. таблицу 4).

Седьмой недостаток способа в том, что при снятии движения поездов эффект Батурина-Ханжонкова сохраняется под действием механической вентиляции. Наружный воздух не поступает примерно на 80% площади платформы станции. А это не позволяет организовать процесс охлаждения обделки тоннеля и прилегающих грунтов за счет использования периодического изменения температуры наружного воздуха днем и ночью (разница равна 10-15°C) и тем самым сохранить (или существенно замедлить) скорость падения восприятия тепла грунтом и обделкой тоннеля днем в период движения поездов. В результате в теплый период года поступление тепла в обделку и грунт прекращается уже через 1-1,5 месяца и тоннельная вентиляция практически выходит из строя в самый жаркий период года - июль-август, поскольку величина воздухообмена определена на ассимиляцию не всех тепловыделений в тоннеле, а только тепла, которое не воспримет тоннельная обделка и грунт.

Рассмотренный способ вентиляции не обеспечивает заданных условий, т.к. поданный в тоннели воздух не доходит до конца расчетного участка (платформы станции), его количественное распределение по перегонным и станционным тоннелям не соответствует предполагаемой схеме. Тем самым воздух не ассимилирует все теплоизбытки (а на станции это примерно 50% всех тепловыделений на расчетном участке) и не доиспользованный выбрасывается вытяжными вентустановками и через наклонные ходы (эскалаторы, лестницы) на поверхность. В связи с этим конечные температуры воздуха на платформах станций и в тоннелях оказываются выше расчетных.

В вестибюлях, у схода с эскалаторов, на платформах фактические температуры воздуха в самые жаркие дни теплого периода года составляют 30-32°C, влажность 30-70%, а скорость его движения и изменение направления в зависимости от прихода и ухода поездов в среднем 3.6-4 м/с, максимально - 7-9 м/с. С потеплением климата, ростом пассажиропотоков, мощности подвижного состава эта ситуация будет только обостряться.

Пассажиры жалуются на очень высокие температуры воздуха (до 30-32°C) и духоту на платформах станций и глубокого и мелкого заложения.

Превышение норм микроклимата связано с недостатками организации воздухообмена, в основном в часы «пик» на пассажиронапряженных станциях и пересадочных узлах. Существуют давно обоснованные и оправданные практикой соотношения воздухоподачи и пассажиропотока в метро. Согласно пункту 5.8.2.2. СНиП32-02-2003 Метрополитены на одного пассажира должно подаваться в часы «пик» не менее 30 м3/ч наружного воздуха в час.

Состояние дискомфорта создается помимо температуры еще и содержанием в воздухе окиси и двуокиси углерода, а также продуктами жизнедеятельности человека. Содержание этих веществ в подавляющем большинстве метрополитенов не превышает допустимых. Однако на пассажиронапряженных станциях, в переходах, где недостаточен воздухообмен (менее 30 м3/час на человека), концентрации двуокиси углерода могут превышать нормы в 1,5 раза.

В тех же случаях, когда возникает «духота», когда концентрация токсических веществ превышает ПДК, возрастает в воздухе и содержание микроорганизмов, особенно в летний период года. Организация рационального воздухообмена с учетом пассажиропотоков и требований СНиПЗ2-02-2003 Метрополитены (30 м3/ч наружного воздуха на пассажира в часы «пик»), качественной влажной уборке помещений позволит привести в соответствие с нормативными параметрами показатели температуры, бактериальную обсемененность, содержание химических веществ (СО, СО2) и пыли.

МЕТРОГИПРОТРАНС применил однонаправленную схему тоннельной вентиляции с подачей наружного воздуха на перегоне, а удалением со станции, причем в целях увеличения эффективности применения однонаправленной схемы за счет равномерного распределения всасывания отработанного воздуха удаление воздуха со станции осуществляется через расположенные в подплатформенном пространстве вдоль станции со стороны каждого пути воздуховоды 16 равномерного всасывания постоянного сечения с отверстиями 17 различной площади, фиг. 7. Для снижения «дутья» от поршневого действия поездов предусмотрены противодутьевые сбойки по обе стороны станции (Е.Г. Королев. Системы жизнеобеспечения метрополитена, ж-л «Метро и тоннели», спецвыпуск, май, 2003 г., стр. 54).

Недостаток способа, кроме выше перечисленных, возникает еще один: прекращение удаления воздуха через воздуховод равномерного всасывания в связи с нарушением условий его работы.

В условиях московского метрополитена головной вагон поезда входит на станцию и хвостовой выходит со станции со скоростью 50-55 км/ч. В частном случае, при выходе на платформу станции из тупика и ухода с платформы в тупик скорость поезда равна 25-30 км/час.

Известно, поршневой эффект возникает при скорости 50-55 км/час. На фиг. 8 показаны результаты измерения параметров работы вытяжного воздуховода 16 на платформе станции 1 и с поршневым эффектом только в одном торце. Поршневой поток воздуха проходит через платформу станции и пути на расстоянии около 60 м от торца, через который он входит, следуя дальше по направлению движения, поворачивая при этом назад. Разворот потока заканчивается примерно на расстоянии 90 м. И поток движется в обратном направлении по платформе и второму пути к вытяжному отверстию (в тоннель ухода поездов). Пространство за поворотом струи заполнено вихрем. Рассмотрение данных фиг. 8 указывает на потерю работоспособности большей части воздуховодов равномерного всасывания воздуха (скорость всасывания равна 0) под воздействием поршневого потока, который вызывает эффект эжекции - процесс подсасывания воздуха из отверстия воздуховода за счет более высокого давления и большей скорости поршневого потока. Подсасывание воздуха из отверстий воздуховода равномерного всасывания практически нулевое, т.к. силы всасывания в самом воздуховоде и эжекционного подсасывания почти равны.

Отсутствие поршневого эффекта у другого торца платформы увеличивает зону действия эффекта Батурина-Ханжонкова - поршневой поток, продвигаясь дальше по платформе, не имея встречного сопротивления, смешивается с большим объемом станционного воздуха, скорость смеси снижается, уменьшается кинетическая энергия потока смеси, ослабевает и исчезает эжекция.

На неохваченной поршневым потоком части платформы оставшаяся часть воздуховодов равномерного всасывания функционирует, но в целом отработанный воздух удаляется со станции в объеме ниже расчетного.

В общем случае, при наличии поршневого эффекта на двух торцах платформы станции эффект Батурина-Ханжонкова остается концентрированным в 25-30-метровой зоне у торцов станции. Работа воздуховодов равномерного всасывания нарушается почти полностью - прекращается равномерное распределение всасывания отработанного воздуха со станции.

Целью изобретения является обеспечение одинаковых санитарно-гигиенических условий воздушной среды в разных местах платформы станций метрополитена путем рассредоточенной подачи поршневого потока из тоннеля прихода поездов по длине платформы и повышение эфективности работы станционной вентиляционной шахты за счет ослабления эжекции от поршневого потока.

Цель достигается тем, что в способе, включающем подачу поршневого потока смеси вентиляционного и циркуляционного воздуха из тоннелей прихода поездов на платформу в торце станции и рассредоточенное удаление отработанного воздуха через станционную вентиляционную шахту и наклонные ходы, подачу смеси на платформу станции осуществляют рассредоточенно, при этом примерно 1/3 часть от объема потока смеси, поступающей из тоннеля на станцию, подают в виде наклонных компактных струй к средней трети платформы станции из отверстий в торце канала с площадью сечения примерно 8 м2, расположенного под сводом платформы, подведенного из тоннеля прихода поездов, забор смеси в канал происходит под действием поршневого эффекта или поршневого эффекта и дополнительного вентилятора. Причем место забора тоннельного воздуха в канал располагается до области взаимодействия тоннельного потока и вытяжного отверстия станционной шахты, что снижает эффект эжекции поршневого потока, оставшаяся часть поршневого потока поступает на платформу из тоннелей прихода поездов в торце станции.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 9 и 11 изображена схема воздушных потоков в тоннелях и на станции; на фиг. 10 - разрез А-А фиг. 9.

Схема включает: станцию 1, перегонные тоннели 2, перегонные вентиляционные шахты 9, станционную вентиляционную шахту 10, шахтные вентиляторы 11, подплатформенные каналы 16, вытяжные отверстия 17 в подплатформенных каналах, приточный канал 18 под сводом платформы, дополнительный вентилятор 19, тоннели наклонных ходов 8, отверстия: приточные 4, вытяжные 5, в местах примыкания тоннелей 2 к торцевым стенам станции 1.

Способ осуществляется следующим образом.

Смесь вентиляционного и циркуляционного потока воздуха направленно движется по тоннелю 2 за счет поршневого эффекта от движения поездов 12, при этом отработанный воздух всасывается рассредоточенно через вентиляционную станционную шахту 10.

Перед выходом из тоннеля 2 на станцию воздушная смесь разделяется на два потока: один по вентиляционному каналу 18 подается в районе средней трети платформы ввиде наклонных компактных струй, другой в виде ослабленного поршневого потока поступает из тоннеля через приточное отверстие 4 в торце станции. Ослабление поршневого потока ведет к ослаблению эжекции, что приближает к проектной производительность вытяжной станционной шахты 10.

В центре платформы станции возникают два воздушных потока в сторону вытяжки (тоннелей ухода поездов через вытяжные отверстия 5, заборных отверстий станционной шахты 10, наклонных ходов 8). Каждый поток по мере движения к вытяжке пополняется ослабленным поршневым потоком, поступающим на платформу через приточные отверстия 4 в торце станции непосредственно из тоннелей прихода поездов, и одновременно по ходу движения часть потока отработанного воздуха рассредоточенно удаляется станционной шахтой 10 через вытяжные отверстия 17 подплатформенного воздуховода 16 вдоль платформы станции. Такое разбавление основного потока свежим вентиляционным воздухом выравнивает концентрации вредностей по всему объему станции.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет добиться поставленной цели.

1. Способ вентиляции станций метрополитена, включающий подачу на станцию поршневого потока из тоннелей прихода поездов, рассредоточенное удаление отработанного воздуха через подплатформенное пространство станционной вентиляционной шахтой и наклонные ходы и тоннели ухода поездов, отличающийся тем, что при выходе из тоннеля на станцию поршневой поток разделяется на два потока: один в объеме примерно 1/3 части поступающего поршневого потока подают под сводом платформы в виде наклонных компактных вентиляционных струй к средней трети станции; второй в виде ослабленного поршневого потока поступает на платформу из тоннеля у торца станции, в центре платформы станции смесь поршневого потока и воздуха станции образует два потока в сторону вытяжек - тоннели ухода поездов и рассредоточенные заборные отверстия станционной шахты, каждый поток по мере движения к вытяжке пополняется ослабленным поршневым потоком, поступающим на платформу из торца станции непосредственно из тоннелей прихода поездов, одновременно по ходу движения часть потока отработанного воздуха удаляется рассредоточенно станционной шахтой через вытяжные отверстия.

2. Устройство для вентиляции станций метрополитена, включающее приточные и вытяжные отверстия - тоннели прихода и ухода поездов, расположенные в торцевых стенках платформенной части станции, в которых направление воздушных потоков совпадает с направлением движения поездов, приход-уход каждого поезда сопровождается циркуляцией воздуха через торцы платформы станции; станционную вытяжную вентиляционную шахту с подплатформенным воздуховодом, снабженным отверстиями для рассредоточенного удаления отработанного воздуха через подплатформенное пространство, отличающееся тем, что часть объема поршневого потока, поступающего из тоннелей на станцию, подают к средней трети станции по каналу, площадь сечения которого примерно 8 м2, расположенному под сводом платформы, подведенному из тоннеля прихода поездов, забор воздуха в канал осуществляется при помощи вентиляторного агрегата и поршневого действия поездов, причем место забора тоннельного воздуха в канал располагается до области взаимодействия тоннельного потока и вытяжного отверстия станционной шахты с целью снижения интенсивности эжекции поршневого потока.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к горной и нефтедобывающей промышленности. Технический результат заключается в повышении надежности и производительности установки.

Группа изобретений относится к системам обогрева, а именно к способу подогрева шахтного вентиляционного воздуха и устройству для его осуществления. Способ включает нагрев атмосферного воздуха дымовыми газами, поступающими из камеры сгорания топлива, подачу его в шахту через вентиляционную систему.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при определении неравномерной мощности перемещения тела. Согласно способу устанавливают тело во входное сечение выработки, измеряют массу тела, устанавливают в выработке неподвижную воздушную среду, предоставляют телу возможность движения по выработке, измеряют ее длину, измеряют миделево сечение тела, время движения тела, определяют заданную скорость движения среды относительно тела, определяют заданную силу и определяют предельные отклонения от их значений, при наличии отклонений устанавливают в выходном сечении выработки соответствующие их значения, измеряют силу тела и скорость движения среды относительно тела и определяют удельную плотность объемного расхода среды.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при проветривании подземных горнодобывающих предприятий. Согласно способу подают наружный воздух по воздухоподающему стволу за счет работы главной вентиляторной установки (ГВУ), нагревают его в шахтной калориферной установке.

Изобретение относится к области вентиляции двухпутных перегонных тоннелей метрополитена. Технический результат заключается в обеспечении по длине перегонного тоннеля и на станциях метрополитена условий, гарантирующих безопасность эксплуатации тоннелей в штатной и аварийной ситуациях, а также регламентируемые санитарно-гигиенические параметры воздушной среды, в частности, положительную температуру тоннельного воздуха в зимний период и отсутствие превышения максимально допустимой температуры летом.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для управления режимом работы шахтной главной вентиляторной установки (ГВУ) подземного горнодобывающего предприятия с одновременной выработкой электроэнергии.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для оперативного определения воздухораспределения в сети горных выработок в штатных и аварийных режимах проветривания шахт и рудников.

Изобретение относится к горному делу, а именно к проветриванию карьеров, и может быть использовано для интенсификации воздухообмена в карьерном пространстве, очистки воздуха, поступающего в карьерное пространство, и защиты воздушного бассейна от загрязнений, образующихся при ведении горных работ открытым способом.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при определении механической энергии движущихся тел в горных выработках шахт. Технический результат заключается в повышении точности определения механической энергии движущихся тел и повышении достоверности подачи величины расхода воздуха в шахты.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при искусственном проветривании застойных зон глубоких карьеров. Техническим результатом предлагаемого решения является повышение эффективности энергетического воздействия средств вентиляции на воздушный бассейн карьера при дефиците энергии неустойчивости внутрикарьерной атмосферы.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для определения расхода воздуха, протекающего по выработанному пространству очистного забоя. Технический результат заключается в исключении условий для формирования взрывоопасных метановоздушных смесей на выемочных участках газовых шахт за счет обоснованно установленного расхода воздуха, протекающего по выработанному пространству выемочного участка. Способ включает установление среднесуточной нагрузки на очистной забой, абсолютной метанообильности призабойного пространства, расхода воздуха по выработкам выемочного участка и концентрации метана в рудничном воздухе. При этом выявляют количественную связь между среднесуточной нагрузкой на очистной забой и метанообильностью выработанного пространства. Метанообильность выработанного пространства и расход воздуха, протекающего по выработанному пространству участка, определяют с учетом доли метанообильности призабойного пространства лавы и пределов взрывоопасных концентраций метана в рудничном воздухе по зависимостям: и где Iв.п - метанообильность выработанного пространства выемочного участка, м3/мин; А - среднесуточная нагрузка на очистной забой, тонн; а и в - эмпирические коэффициенты; n - доля метанообильности призабойного пространства лавы Iп.п (м3/мин) в метанообильности выработанного пространства участка, доли ед.; Qв - расход воздуха, протекающего по выработанному пространству, м3/мин; с - взрывоопасная концентрация метана в рудничном воздухе, % (объемные). 1 ил.

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к системе вентиляции угольной шахты и устройству для извлечения метана из рудничного воздуха. Технический результат заключается в предотвращении взрывов из-за скоплений метановоздушной смеси под кровлей с возможностью последующей концентрации метановоздушной смеси для дальнейшего использования. Система вентиляции включает по меньшей мере три воздуховода, По одному нагнетательному воздуховоду поступает чистый воздух, при этом площадь нагнетательного зонта значительно превышает сечение воздуховода. По второму воздуховоду, соединенному с устройством для извлечения метана из рудничного воздуха, удаляется рудничный воздух, содержащий сконцентрированный метан, при этом площадь вытяжного зонта значительно превышает сечение воздуховода, и он установлен в максимально высоких точках штрека. По третьему воздуховоду удаляется загрязненный рудничный воздух, и он установлен в максимально низких местах штрека. Воздуховоды имеют протяженность от очистного забоя до поверхности земли. По всей длине горной выработки поперек продольного направления в потолочной части установлены газонепроницаемые перегородки. К потолку штрека прикреплены на прочных нитях воздушные шары, наполненные негорючим газом, при этом воздушные шары тяжелее метана, но легче воздуха. На уровне нижней части газонепроницаемых перегородок установлены датчики, фиксирующие уровень высоты воздушных шаров, выполненные с возможностью передачи команды для увеличения или уменьшения скорости вытяжки рудничного воздуха, содержащего метан, и нагнетания чистого воздуха. Устройство для извлечения метана из рудничного воздуха, поступающего из шахты, включающее герметичный резервуар, к потолочной части которого прикреплены воздушные шары, наполненные негорючим газом, при этом шары тяжелее метана, но легче воздуха. На уровне средней части и выше установлены датчики, фиксирующие уровень нахождения воздушных шаров, с возможностью передачи команды для увеличения или уменьшения скорости вытяжки метана/воздуха, обогащенного метаном. На уровне средней части и ниже установлен воздуховод, подающий рудничный воздух, поступающий из шахты и содержащий в большом количестве метан. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области строительства и эксплуатации тоннелей метрополитена, более конкретно к затвору поворотному защитно-герметическому для перегонного тоннеля метрополитена. Изобретение направлено на упрощение конструкции механизма герметизации рельс. Затвор включает защитное полотно, закрепленное посредством поворотных и опорной петель, механизм поворота полотна, механизм герметизации полотна, механизм герметизации рельс. Механизм герметизации рельс снабжен опорной балкой, выполненной в виде сварной металлической конструкции, установленной в нижней части защитного полотна затвора и закрепленной на нем посредством цилиндрических опор, которые одним концом жестко закреплены на защитном полотне. Привод механизма герметизации рельс представляет собой конический мотор-редуктор с выходным валом, два консольных конца которого выполнены с резьбой противоположного направления нарезки с размещением на них полых толкателей. Рычажная система механизма герметизации рельс состоит из соединенных между собой, с опорной балкой и с приводом пары тяг, пары верхних и пары нижних рычагов, при этом каждая из пары тяг одним концом шарнирно соединена с одним из полых толкателей, а вторым концом в общем узле соединения шарнирно соединена с одним концом верхнего рычага и одним концом нижнего рычага, второй конец каждого верхнего рычага шарнирно соединен с опорой, жестко закрепленной на защитном полотне затвора. Второй конец каждого из нижних рычагов посредством шаровой опоры соединен с металлической конструкцией опорной балки, причем в теле металлической конструкции опорной балки выполнены вертикальные прорези, внутри которых расположены боковые поверхности опорных шайб, установленных на свободных концах цилиндрических опор опорной балки. В нижней части металлической конструкции опорной балки по всей ее длине закреплено уплотнение. 9 ил.

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности, в частности к способу проветривания карьера. Технический результат заключается в улучшении воздухообмена карьерного пространства с окружающей средой. Способ заключается в проветривании карьера конвективными потоками теплоносителя, генерируемыми нагревателем, размещенным на поверхности карьера. При этом конвективные потоки формируют импульсной подачей теплоносителя со скоростью от 100 до 300 м/с и периодичностью от 1 до 5 сек. Конвективные потоки теплоносителя формируют поочередно, вначале с помощью конического сопла теплоносителя, обеспечивающего раскрытия конвективного потока на 1-2 градуса, затем с помощью конического сопла, обеспечивающего раскрытия конвективного потока на 3-5 градусов. Теплоносителем в период безветрия является водяной пар, а при атмосферных инверсиях - горячий воздух. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Способ разработки камерной системой при пластовой подготовке включает деление шахтного поля на выемочные участки, проходку пластовых подготовительных выработок, отработку полезного ископаемого очистными камерами прямым или обратным порядком, доставку руды самоходным оборудованием, транспортировку руды конвейерами, проветривание очистных камер с помощью вентилятора местного проветривания. Отработку пластов ведут поочередно, сначала отрабатывают верхний пласт, а затем нижний. Свежий воздух подают по подготовительным выработкам нижнего пласта, а исходящую струю воздуха удаляют по подготовительным выработкам верхнего пласта. Почву конвейерного штрека на нижнем пласте заглубляют относительно почвы выемочных штреков. На верхнем пласте проходят один транспортный штрек, а на нижнем пласте - конвейерный, с которых ведут зарубку на очистные камеры. Изобретение позволяет повысить производительность очистных работ и снизить трудозатраты при добыче полезного ископаемого за счет исключения проходки вентиляционных скважин и междукамерных сбоек, а также повысить эффективность вентиляции рабочей зоны за счет организации схемы проветривания с удалением исходящей струи воздуха по подготовительным выработкам обособлено от рабочих зон. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности, в частности к устройству для проветривания глубоких карьеров. Технический результат заключается в уменьшении интенсивности коррозийного разрушения поверхностей крыла крыльчатки и ветроколеса. Устройство включает эластичную вытяжную трубу с тороидальными камерами жесткости, расположенными по ее длине и заполненными легким инертным газом, электронагревательные элементы с опорным каркасом, теплообменник, выполненный из экранирующей пленки. Устройство снабжено вертикальным телескопическим полым валом, размещенным в эластичной вытяжной трубе, на котором укреплено ветроколесо с криволинейными полостями и крыльчаткой. При этом профиль нижней поверхности крыла крыльчатки и профиль верхней поверхности криволинейной полости ветроколеса образуют при совместном движении полость в виде суживающегося конуса вращения, ось которого совпадает с осью телескопического полого вала. Между крыльчаткой и ветроколесом в полом валу выполнены выпускные, а на уровне турбины предусмотрены впускные окна, кроме того, устройство дополнительно снабжено термогенератором, который состоит из корпуса в виде кольца, установленного над верхней тороидальной камерой жесткости с постоянно омываемой внутренней поверхностью вентилируемым воздухом и комплекта дифференциальных термопар. При этом нижняя поверхность крыла крыльчатки и верхняя поверхность ветроколеса покрыты нанообразной стеклоподобной пленкой из оксида тантала, полученной ионно-плазменным методом. 5 ил.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано в системе вентиляции подземных горнодобывающих предприятий. Шахтная калориферная установка включает нагнетательные вентиляторы, ряд пластинчатых элементов, установленных в нижней части калориферного канала, прилегающего к стволу шахты, и ориентированных по потоку воздуха. При использовании в качестве теплоносителя воды или химического вещества на пластинчатых элементах закреплена система теплообменных трубок, образующая замкнутый контур циркуляции жидкого теплоносителя, включающая управляющие задвижки и регулирующие устройства для подачи теплоносителя. Пластинчатые элементы расположены в калориферном канале параллельно стенкам нижней части калориферного канала с возможностью регулирования угла их наклона относительно друг друга и нижней части калориферного канала. При этом вентиляторы расположены в поверхностном здании и/или в калориферном канале до пластинчатых элементов и/или после пластинчатых элементов. Технический результат заключается в снижении энергетических затрат на работу установки при использовании различных видов тепловой энергии и обеспечении равномерного прогрева воздуха. 4 ил.

Изобретение относится к вентиляции горных выработок и может использоваться при проветривании тупиковых выработок. Эффективность проветривания тупиковой выработки повышается за счет выполнения регулирующего устройства в виде трубопровода с развилкой, на входе которого установлен вентилятор. Трубопровод разветвлен на вентиляционный трубопровод, свободный конец которого заводят в тупиковую выработку, и на трубопровод сброса, находящийся в воздухоподающем штреке. С помощью датчика расхода контролируют объем воздуха, поступающий в вентиляционный трубопровод. Регулируемой заслонкой, установленной на трубопроводе сброса, регулируют объем воздуха, подаваемого по вентиляционному трубопроводу в тупиковую выработку. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к технологиям вентиляции промышленных зданий и преимущественно может быть использовано для нагрева приточного воздуха, поступающего на проветривание рудниковых шахт по нагнетательной схеме, а также может быть использовано для приточных систем вентиляции промышленных, сельскохозяйственных и коммунальных предприятий. Способ включает нагрев воздуха по нагнетательной схеме продуктами сгорания, образующимися при сжигании газовоздушной смеси в горелочных блоках смесительного воздухонагревателя со струйно-вихревой стабилизацией горения при постоянном соотношении «газ - воздух горения» 1:16-1:15, при этом продуктами сгорания в воздухонагревателе нагревают от 25 до 60% объема приточного воздуха, необходимого для проветривания шахты, воздух нагревают до температуры +(20-60)°C, нагретый воздух подают в соединенную с воздухонагревателем смесительную камеру, а в качестве остальной части объема приточного воздуха, необходимого для проветривания шахты, в смесительную камеру одновременно с нагретым воздухом подают холодный атмосферный воздух и смешивают его с нагретым воздухом до достижения температуры приточного воздуха не ниже +2°C, которую поддерживают регулированием расхода смеси газа и воздуха горения, а для стабилизации гидравлического режима работы воздухонагревателей и объема приточного воздуха, необходимого для проветривания шахты, в смесительной камере поддерживают разрежение в пределах 100-500 Па. Изобретение направлено на повышение надежности системы вентиляции шахты и экономию энергоресурсов. 1 ил.

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано, в частности, для секционного и частично-секционного проветривания подземных горных выработок нефтяных шахт. Способ включает подачу вентиляторной установкой наружного атмосферного воздуха в скважину шахты. Свежий воздух подают с дневной поверхности по теплоизолированному вертикальному или наклонному воздуховоду, а нагретый в подземных горных выработках исходящий воздух удаляют из шахты по кольцевому каналу, образованному между стенками скважины и воздуховодом. Скважину проходят так, чтобы сопряжение скважины с подземными горными выработками располагалось по ходу движения свежей струи до проветриваемого с помощью частично-секционной схемы добычного участка или иной рабочей зоны. Свежая струя, поступающая через воздуховод скважины, смешивается с воздухом, поступающим из вентиляционной сети шахты за счет депрессии вентиляторной установки главного проветривания (ГВУ) шахты. На теплоизолированном воздуховоде в месте сопряжения скважины с подземными горными выработками устанавливают камеру с регулируемыми воздушными заслонками, которые направляют поток воздуха по воздуховоду подачи необработанного воздуха на добычной участок или в рабочую зону либо без дополнительного нагрева, либо по воздуховоду, подающему воздух для дополнительного нагрева в имеющуюся на выходе с участка или рабочей зоны вентиляционную горную выработку с исходящей струей, воздух, направленный для подогрева по воздуховоду через изолирующую перемычку, идет по воздуховоду, проходящему через вентиляционную выработку, и распределяется коллектором по трубному пучку, в котором нагревается потоком нагретого исходящего воздуха с повышенной до плюс 30 … плюс 50°С температурой, затем подогретый воздух возвращается по воздуховоду к изолирующей перемычке, собирается в коллекторе и по воздуховоду с регулируемой воздушной заслонкой подходит к воздуховоду подачи необработанного воздуха. На выходе воздуха с участка секционного проветривания в вентиляционной выработке с исходящей струей устанавливают жалюзийный регулятор воздуха с проходом для людей, который пропускает часть воздуха далее в вентиляционную выработку, а остальная часть воздуха поступает по воздуховоду к сопряжению скважины и выработок и по кольцевому каналу выводится на дневную поверхность, после чего направляется в систему обогрева входного канала вентиляторной установки и после его прохождения сбрасывается в атмосферу или направляется для дальнейшей утилизации, например, в котельную. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 пр.
Наверх