книги из ГПНТБ / Куликов В.П. Проветривание угольных разрезов

§5. Патентные материалы по проветриванию угольных

ирудных карьеров

Б. В. Берман, В. И. Филиппов и П. В. Цюрупа [6] предлагают способ проветривания карьеров с газовыделениями (например, озокеритовых). При этом способе участки газовыделений изолируются «огра­ дой», а вредные примеси удаляются описанным ранее всасывающим способом по трубопроводам, подсоеди­ ненным к вентиляторам. Данный способ для угольных разрезов не приемлем по причинам, указанным при рассмотрении способов вентиляции разрезов по трубо­ проводам или выработкам.

Передвижная установка для проветривания карь­ еров, предложенная В. А. Михайловым [65], состоит из вентилятора, установленного на поворотной плат­ форме, и поворотных консолей, на которых смонти­ рованы воздуховоды. Установка может применяться для проветривания застойных зон глубоких угольных разрезов, однако она отличается сложностью монтажа и последующей эксплуатации. Более целесообразным является способ проветривания затопленными струями без трубопроводов.

Беструбное проветривание карьеров, предложенное М. А. Энтелисом и Я. 3. Бухманом [112], заключает­ ся в подаче свежего воздуха в карьер группой после­ довательно установленных пропеллеров, располагае­ мых так, что оси создаваемых ими струй находятся на одной прямой.

Предлагаемая авторами схема последовательного размещения движителей воздуха представляет собой одну из разновидностей, известных схем проветрива­ ния разрезов. Вместе с тем выполненные исследова­ ния подтвердили (см. § 7 и 12 главы III), что каскад­ ное расположение вентиляторных установок при боль­ ших геометрических размерах проветриваемого про­ странства имеет преимущества перед другими схемами.

А. Н. Балаболкиным, Б. Ф. Ециным и Ш. А. Корогодским предложено устройство для проветривания карьеров [3], которое состоит из рамы и нагревате­ лей, размещенных в нижнем сечении обечайки по кон­ центрическим окружностям,

91

Устройство для проветривания карьеров с по­ мощью высокотемпературного начального нагрева воз­ духа, состоящее из форсунок, трубопровода для по­ дачи топлива и насосных агрегатов, предложено Б. И. Баранцевым, В. Л. Васильевым, В. П. Кондра­ тенко, Н. Г. Конопасовым, В. Н. Куниным, Г. И. Мат­ веевым и Ю. П. Ставровым. Форсунки смонтированы на поворотной пространственной ферме, состоящей из трубчатых элементов. Для повышения эффектив­ ности сжигания топлива часть трубопроводов выпол­ нена в виде змеевиков, расположенных над фор­ сунками.

Испытания таких установок в Коркинском разрезе показали, что при их работе во внутрикарьерион атмо­ сфере происходит перестройка температурного поля, которая способствует разрушению инверсии и выносу вредных примесей. Вместе с тем наблюдениями были обнаружены дефекты теплового способа проветрива­ ния, основанного на сжигании жидкого углеводород­ ного топлива. Наличие змеевиков над форсунками не устраняет полностью образование сажи, особенно в начальный период работы агрегата. С нагретой струей она поднимается на некоторую высоту, после этого частично выпадает в разрезе, частично в виде дыма уносится в сторону поселков, расположенных на при­ легающей территории.

В связи с необходимостью защиты воздушного бассейна от загрязнений более перспективными, по нашему мнению, являются средства проветривания с электрическим приводом.

Анализ рассмотренных патентных и других мате­ риалов показывает, что к настоящему времени не разработаны способы и не созданы средства провет­ ривания угольных и рудных карьеров, которые позво­ лили бы достаточно полно решить данную проблему. В зарубежной практике также нет приемлемых ре­ шений.

§6. Опыт применения и устройство вентиляторных установок для принудительного проветривания угольных и рудных карьеров

Вентиляторные установки для проветривания карьеров УПК-РД и УПК-4. Передвижная веигиля-

92

Металлоконструкция крепления и поворота движи­ теля воздуха состоит из. следующих узлов: поворот­ ного круга, механизма наклона, рамы подъема уста­ новки и рамы крепления двигателя РД-ЗМ. Для по­ ворота, двигателя в горизонтальной плоскости исполь­ зован поворотный круг от экскаватора Э-1003 с уменьшенным вдвое числом опорных роликов. Нижний лист поворотного круга с кольцевой дорожкой для роликов уложен на двутавры, приваренные к желез­ нодорожной платформе. Верхний лист поворотного круга имеет снизу дорожку для опорных роликов. Верхний и нижний листы между собой соединены по­ воротной цапфой.

94

дают локомотивом в разрез. Перед запуском двига­ теля ж.-д. платформу скрепляют с рельсами с по­ мощью захватов, выставляют дополнительные опоры (аутригеры), подкладывают под колеса башмаки (по два с противоположных сторон).

Двигатель установки разворачивают на необходи­ мые углы в вертикальной и горизонтальной плоско­ стях и фиксируют, после чего производят запуск. Окончив работу, двигатель приводят в транспортное положение. Управление установкой производится дн-

96

станционно, с пульта, расположенного в кабине. Установку обслуживают два человека.

Передвижная вентиляторная установка УПК-4 (рис. 29) предназначена для проветривания застой­ ных зон угольных разрезов с помощью свободной струи, создаваемой шахтным вентилятором ВОКД-1,8, снабженным специальным конфузором.

Агрегаты установки УПК-4 смонтированы на ж.-д. платформе. Привод вентилятора осуществлен от элект­ родвигателя ФАМСО-148-6 через зубчатую муфту. Для обеспечения безаварийной работы вентилятора ВОКД-1,8 в нестационарных условиях предусмотре­ ны специальные амортизирующие подшипники, с по­ мощью которых верхняя рама с установленным на ней вентилятором, электродвигателем и конфузором в средней части закреплена на нижней поворотной раме. '

Механизм наклона состоит из самотормозящегося винта, вращаемого рукояткой через червячную пару.

по нему, придавая верхней раме и установленному на ней вентилятору необходимый наклон.

Для поворота в горизонтальной плоскости венти­ лятора использован поворотный круг от экскаватора Э-1003, в котором число опорных роликов уменьшено в два раза по сравнению с обычным. Нижний лист поворотного круга с кольцевой дорожкой для роликов уложен на двутавры, которые установлены на ж.-д. платформе. Верхний лист поворотного круга дорожку для опорных роликов имеет снизу. Верхний и нижний листы между собой соединены поворотной цапфой. На верхнем листе поворотного круга жестко установ­ лена нижняя поворотная рама. Поворот установки в горизонтальной плоскости осуществляется с помощью ручной лебедки и каната, который крепят в специаль­ ных проушинах. Положение вентилятора с конфузо­ ром относительно продольной оси ж.-д. платформы фиксируется через каждые 22,5° двумя специальными болтами, диаметрально противоположно расположен­ ными относительно нижней поворотной рамы.

Перед запуском вентилятора под колеса ж.-д. плат-

формы подкладывают башмаки (по два с противопо­ ложных сторон) и-, кроме того, выставляют аутригеры. Для создания наклонной струи вентилятор перемеща­ ют в нужное положение с помощью механизма на­ клона.

Пульт управления, пускорегулирующая аппарату­ ра РВНО-6 размещены на ж.-д. платформе.

Дли выравнивания нагрузки на тележки ж.-д. плат­ формы на ней размещен дополнительный груз из бе­ тона массой 11,5 т.

Конфуз'орно-дилиндрическая насадка предназначе­ на для стабилизации воздушного потока и увеличения дальности действия затопленной струи. Вентилятор соединен с конфузором кольцами из конвейерной ленты. Наружное кольцо крепится на вентиляторе и конфузоре металлическими хомутами, а внутреннее закрепляется на вентиляторе прижимами и размеща­ ется в кольцевом кармане конфузора. Герметичность соединения достигается закладкой в кольцевой кар­ ман конфузора кольца из полос пенополиуретана.

НИИОГРом были проведены опытно-промышлен­ ные испытания установок УПК-РД и УПК-4 на Кор­ кинском разрезе. Испытания установки УПК-РД по­ казали, что за оптимальный режим работы при про­ ветривании следует принять 4200 об/мин, при котором скорость на выходе из сопла является максимальной по условиям длительной работы двигателя и состав­ ляет 480—490 м/с. При этом увеличиваются дально­ бойность струи и ее производительность при провет­ ривании застойных зон. В зависимости от того, яв­ ляется ветер встречным или попутным струе, удель­ ная масса газов на срезе изменяется от 0,59 до 0,48 кг/м3* (в среднем 0,525 кг/м3). Температура газов в этом сечении составляет от 360 до 500° С (в среднем

98

а

6

дно О О О О СЗ О О О О О О О О сз о о о о о о

т

г

держание других газов не определялось. При значи­ тельной концентрации СО в струе на выходе из турбо­ реактивного двигателя на расстоянии 120—300 м от­ мечается крайне незначительное ее содержание.

В1968—1971 гг. установки УПК-РД и УПК-4 при­ менялись для проветривания застойных зон в периоды неблагоприятной метеорологической обстановки.

Вянваре 1970 г. (рис. 30) синоптическая обста­ новка, по сведениям Челябинской , гидрометеорологи­

ческой обсерватории, в это время характеризовалась следующими данными. К 4 января установилась антициклональная погода с инверсиями в приземном слое. 3 января центр антициклона находился в районе Южного Урала, к 5 января он сместился в направле­ нии Омска и возникла ситуация, аналогичная тбй, которая была в ноябре 1967 г. 3—4 января продол­ жалась адвекция тепла с юго-запада на высоте 1,5 км и выше, которая усилилась во времени и к 8 января достигла максимума, сохранившегося 9 и 10 января. Вечером 10 января гребень антициклона сохранялся, но началось ослабление адвекции тепла.

100