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

9 января вентиляторные установки УПК-РД и УПК-4 были применены при совместной параллельной работе для проветривания западной глубокой части Коркинского разреза. Они располагались в ж.-д. ту­ пике гор. —10 м и на глубине 225 м от поверхности (рис. 31 и 32). Угол наклона реактивного двигателя установки УПК-РД составлял 17,5°. Установка была включена в 16 ч 30 мин, выключена в 17 ч 30 мин.

°н сР^

к _ :

5 :

га а) ■

101

Рис. 32. Схема распространения струй вентиляторных устано­ вок при испытаниях 9 января 1970 г.:

Установка УПК-4 была расположена на той же глу­

*Работала одна установка УПК-РД

**Работали две установки УПК-РД н УПК-4

102

и 18 ч — 0,8°/100 м. Ветер на поверхности юго-запад* ный 4—5 м/с, в разрезе — туман, штиль.

'Для оценки эффективности проветривания были отобраны пробы воздуха (табл. 20).

Через 30—40 мин после начала работы установок наблюдателями отмечено улучшение видимости в раз­ резе в следующих пунктах: около вентиляторных установок (глубина 225 м), в разрезе на метеопло­ щадке (глубина 300 м), в районе ж.-д. станции «Ниж­ няя» (глубина 215 м) и на поверхности разреза.

После окончания работы вентиляторных установок отмечено снижение содержания СО в пунктах отбора проб воздуха (см. табл. 20) и значительное улучше­ ние видимости в разрезе.

Примерами эффективности работы вентиляторной установки УПК-РД по проветриванию застойных зон является ее применение 12 декабря 1970 г. и 19 ян­ варя 1971 г. при ликвидации загазованности западт ной части Коркинского разреза.

Днем 12 декабря 1970 г. на прилегающей к раз­ резу территории был ветер 8 м/с юго-западного на­ правления, температура —9,5° С, стратификация ат­ мосферы в разрезе до глубины 200 м безразличная (■у=0,6-М°С/100 м), на большей глубине — опасная, температурный градиент у = —3,4°С/100 м, штиль, ту­ ман с видимостью на дне до 50 м, концентрация СО в 10 ч утра в 2 раза превышала допустимую что привело к остановке горных работ. Изменение метео­ рологических элементов и концентрации СО в это вре­ мя показано на рис. 33. Установка УПК-РД была расположена на гор. —45 м (рис. 34) и включена в

видимость, концентрация' СО уменьшилась до неопре­ делимо малых величин, горные работы были возоб­ новлены.

В последней декаде января 1971 г. на территории, прилегающей к разрезу,' стоял антициклон, наблюда­ лись внутрикарьерные радиационные инверсии. 19 ян­ варя на поверхности отмечен ветер 5 м/с южного направления, температура воздуха —7,9° С. В запад­ ной зоне разреза на высоте 120 -м от дна штиль, ту­ ман, концентрация СО равна 0,0030%, горные работы

103

Рис. 34. Расположение установки УПК-РД при проветривании застойной зоны 12 декабря 1970 г.:

были остановлены, рабочие выведены. Температурный градиент в этой зоне составлял —4°С/100 м, тогда как в вышележащем слое стратификация была нормаль­ ной вследствие того, что за счет энергии ветра (по­ добно случаю 12 декабря 1970 г.) происходило пере­ мешивание внутрикарьерной атмосферы с достижени­ ем равновесного состояния. Однако в обоих случаях энергия ветра оказалась недостаточной для разруше­ ния интенсивной температурной инверсии в глубокой части разреза. Изменение метеорологических элемен­ тов за 18, 19 и 20 января и изменение концентрации СО показано на рис. 35. На рис. 36 показана граница зоны с ухудшенной видимостью и загазованностью,

105

а

СО,°А

0,0024

0,0018

0,001г

0,0006

часы

дни

6

г

Рис. 35. Изменение метеорологических элементов 18—20 ян­

варя 1971 г.:

а — изменение концентрации окиси углерода-. / — на глубине 260 м;

тикальнымн пунктирными линиями показано время начала и конца проветривания)

106

Рис. 36. Расположение вентиляторной установки УПК-РД при проветривании застойной зоны 19 января 1971 г.:

1 — вентиляторная установка УПК-РД;_ 2 — границы распространения на­ гретой струн; 5 — границы зоны с ухудшенной видимостью

а также расположение установки УПК-РД при про­ ветривании застойной зоны в разрезе 19 января 1971 г. Установка УПК-РД была включена в работу в 5 ч 30 мин, через 1 ч 30 мин видимость в проветри­ ваемой зоне улучшилась, концентрация СО снизилась до допустимой величины и рабочие были допущены -к работе.

По результатам исследований установлено сле­ дующее.

Работа вентиляторных установок на базе турбо­ реактивных двигателей РД-ЗМ-500, смонтированных на ж.-д. платформах без специальных амортизирую­ щих устройств, надежна.'

107

При значительной концентрации СО в струе на выходе из турбореактивного двигателя (0,019%) на расстоянии 120—300 м от винта содержание ее в 3— 10 раз ниже предельно допустимой величины, что вы­ звано разбавлением СО эжектируемым воздухом. С увеличением расстояния от установки за счет эжекции воздуха происходит увеличение производитель­ ности струи. На расстоянии 300—400 м ее производи­ тельность достигает 16—21 тыс. м3/с.

Опытная эксплуатация показала возможность про­ ветривания застойных зон объемом до 20—40 млн. м3 одиночной установкой УПК-РД при местных темпе­ ратурных инверсиях в глубокой части разреза с темпе­ ратурным градиентом до —3°С/100 м.

По результатам исследований установлено значи­ тельное искривление воздушной струи в разрезе. По­ этому вентиляторную установку с двигателем РД-ЗМ-500 целесообразно использовать для провет­ ривания только в разрезах глубиной более 100—150 м.

Испытания вентиляторной установки УПК-4 пока­ зали прочность и надежность конструкции, подтверди­ ли возможность работы крупных осевых вентиляторов в наклонном положении в нестационарных условиях на ж.-д. платформах при применении амортизирую­ щих устройств.

Установкой УПК-4 можно проветривать отдельные экскаваторные забои и зоны объемом до 10— 15 млн. м3 при местных инверсиях с температурным градиентом до —2°С/100 м. Параметры свободной струи соответствуют расчетным данным с точностью

5 -6% .

Установка УПК-4 может быть использована как прототип промышленного образца машины со специ­ альным вентилятором для открытых работ и электри­

V. По результатам промышленных испытаний уста­ новок УПК-4 и УПК-РД разработаны технико-эконо­ мические требования на создание передвижной венти­ ляторной установки ПВУ-6 для проветривания за­ стойных зон в глубоких угольных разрезах с ж.-д. транспортом, получены исходные данные для расчета проветривания разрезов.

Передвижные вентиляторные установки ПВУ-5 и

108

Рис. 37. Передвижная вентиляторная установка ПВУ-5

ПВУ-6. Вентиляторная установка ПВУ-5 (рис. 37) предназначена для проветривания застойных зон объ­ емом 20—40 млн. м3 с помощью затопленных струй. Установка размещается на двух тракторных санях. На первых санях смонтированы движитель воздуха (авиадвигатель АИ-20), турбогенератор ТГ-16 запуска авиадвигателя, аккумуляторные батареи, аппаратура электрооборудования и автоматики. На вторых санях размещаются кабина управления, топливный бак и огнетушители. Высота первого агрегата в рабочем положении при подаче горизонтальной струи 5,1 м, при подаче нисходящей струи под углом 20—30° 5,4 м. "

Для предупреждения опрокидывания вентилятора за счет тягового усилия винта перед включением уста­ новки в работу выставляют два выносных домкрата (аутригера). Ширина вентиляторного агрегата в та­ ком положении составляет 5,1 м (по тракторным са­ ням и аутригерам), его длина — 6,3 м. Конструкция установки позволяет управлять вентиляторным агре­ гатом дистанционно на расстоянии до 15 м между

109

Техническая характеристика вентиляторной установки ПВУ-5

110