книги из ГПНТБ / Штейнбук В.Л. Беспламенное взрывание на угольных шахтах

Компрессоры высокого давления

Когда начали применять систему беспла­ менного взрывания, были сконструированы специальные компрессоры, позволяющие по­ лучить сжатый воздух высокого давления. За прошедший период времени компрессоры бы­ ли усовершенствованы и начали изготовлять­ ся во многих странах. В Англии в настоящее время применяют два типа компрессоров: «Армстронг» (изготовляет английская фирма «Олин Мэтьюсон и К°» и американские фир­ мы) и «Эйрдокс» (изготовляет английская фирма «Кардокс»). Все системы пневматиче­ ского взрывания отличаются только типами используемых патронов и компрессоров; в ос­ тальном они принципиально одинаковы.

Компрессор «Армстронг» (рис. 13) вместе с двигателем и охладителями монтируется на одной раме и имеет следующие размеры: дли­

па имеет 6 цилиндров, каждый из них пред­ ставляет одну ступень в цикле многоступен­ чатого сжатия (табл. 6). Первые четыре ци­ линдра изготовлены из чугуна, а пятый и шестой — из термически обработанной леги­ рованной стали.

После каждой ступени компрессора уста­ новлен промежуточный охладитель, который

50

Т абли ца 6

Характеристика процесса многоступенчатого сжатия

необходим для охлаждения воздуха, нагрева ющегося в процессе сжатия. После 2, 3 и 4-й ступеней установлены влагоуловители. В си­ стеме имеется также масляный фильтр.

Нагнетаемый воздух, прежде чем посту­ пить в резервуар, проходит через сухой вой­ лочный фильтр, добавочный охладитель и Благоуловитель.

Работа компрессора регулируется автома­ тически. Компрессор оборудован специальным прибором, который через цепь управления двигателем обеспечивает остановку компрес­ сора при превышении допустимого давления и пуск при падении давления ниже определен­ ной величины. Обычно в качестве максималь­ ной и минимальной величины давления прини­ мается 770 и 665 бар, но они могут меняться в зависимости от условий применения взрыв­ ных патронов, длины трассы и ряда других причин. При автоматической остановке комп­ рессора все цилиндры, кроме первого, сооб­ щаются с атмосферой, а второй и шестой ци­ линдры имеют разгрузочные клапаны, кото-

52

•рые выпускают воздух в первый момент пос­ ле включения двигателя. Кроме того, имеется специальное замедляющее устройство, кото­ рое дает возможность двигателю развить полную скорость до того, как произойдет пе­ реключение клапанов и начнется сжатие воз­ духа, благодаря чему повторный пуск комп­ рессора всегда происходит без нагрузки.

На более современных компрессорах для предохранения системы используется плавкая предохранительная трубка, смонтированная на трубопроводе высокого давления. Разрыв линии происходит в том случае, если давле­ ние превысит 913 бар.

Для контроля температуры применены тер­ мометры с датчиками и реле, отключающими двигатель при повышении температуры выше допустимой. Термометры устанавливаются у входного отверстия для воздуха, у шестой сту­ пени, у головки цилиндра пятой ступени и на стенке кривошипной камеры.

Из остальных предохранительных средств можно упомянуть изоляционный блок, кото­ рый предотвращает переход блуждающих токов из машины в систему трубопровода, и медную трубку между компрессором и сталь­ ным трубопроводом для амортизации колеба­ ний компрессора.

Компрессор «Эйрдокс» (рис. 14) имеет производительность 2,6 м3/мин и развивает давление до 700 бар. Привод компрессора осуществляется через клиноременную переда­ чу от электродвигателя мощностью 56 кет. Число оборотов коленчатого вала 416. Ком­ прессор шестиступенчатый (табл. 7).

53

Т абли ца 7

Характеристика цикла многоступенчатого сжатия

В компрессоре «Эйрдокс», как и в компрес­ соре «Армстронг», после кажд<}й ступени име­ ется промежуточный охладитель. После 1, 2 и 3-й ступеней установлены влагоуловители. Имеются автоматические устройства для под­ держания давления, температуры и т. д.

Размеры компрессора (с двигателем): дли­ на 2,9 м, ширина 2,1 м, высота 1,2 м\ общий вес 2,7 т.

Компрессор является наиболее дорогостоя­ щей частью оборудования пневматического взрывания, поэтому для надежной его рабо­

няется при камерно-столбовой системе разра­ боток. Для этих условий наиболее подходят подвижные компрессорные установки, распо­ ложенные под землей недалеко от места про­ ведения взрывных работ. Такие установки могут быть либо самоходными, либо передви­ гаться по рельсам. В подвижных компрессор-

55

ііых установках кроме компрессора на раме размещается воздушный резервуар, патроны и вспомогательное оборудование. Там же распо­ лагается кабина взрывника с пультом управ­ ления, откуда производятся взрывные опера­ ции.

Подвижные компрессорные установки име­ ют важные преимущества: во-первых, сокра­ щается расход трубопроводов, во-вторых, си­ стема обладает большой гибкостью, что име­ ет важное значение при быстром подвигании выработок.

В Англии, где выемка угля осуществляет­ ся в основном длинными забоями и подвигание происходи* сравнительно медленно, при­ менение передвижного компрессора в некото­ рых пластах не оправдывается, и лучше уста­ новить компрессор в специальной камере, что­ бы было удобно обслуживать несколько лав. При этом очень важно обеспечить хорошую вентиляцию компрессора, причем воздух дол­ жен быть по возможности охлажденным и очищенным от пыли.

Если шахта неглубокая и выработки рас­ положены недалеко от ствола, то имеет смысл устанавливать компрессор на поверхности; в этом случае упрощается проблема вентиляции и облегчается уход за машиной.

При значительном удалении выработок от ствола (3—4 км) стоимость трубопровода оказывается очень высокой. В этом случае лучше компрессор располагать под землей, но не ближе 450—500 м от лавы, в которой про­ изводится отбойка угля, так как трубопровод

56

должен иметь некоторый запас сжатого воз­ духа. Иногда для этой цели используется специальный резервуар.

Для компрессора и его пульта управления требуется площадь 9x2,1 м и высота помеще­ ния (камеры) 3 м.

Сейчас имеется тенденция к расположению компрессора на поверхности с целью обеспе­ чения лучших условий для ухода даже при значительном удалении выработок от ствола. Правда в этом случае возрастут расходы на трубопроводы, но они в значительной степени компенсируются отсутствием необходимости в доставке компрессора к месту работы под землей и в строительстве дорогостоящих ка­

мер.

Распределение сжатого воздуха. Подача сжатого воздуха от компрессора к взрывным патронам осуществляется по специальным трубопроводам. Схема подачи сжатого возду­ ха показана па рис. 15. В том случае, если компрессор установлен на поверхности шах­ ты или далеко от забоя, подача сжатого воз­

проводы состоят из отрезков труб длиною 6 соединенных между собой специальными муф­ тами с медной уплотняющей шайбой. Соеди­ нение должно быть прочным и надежным, так

57

как даже малейшие утечки воздуха не до­ пускаются.

Для колен и стыков используются различ­ ные коленчатые трубы, крестовины, тройники, но сами трубы сгибать не рекомендуется.

Иногда возникает необходимость изолиро­ вать отдельные секции магистрального трубо­ провода, для того чтобы произвести наращи­ вание, ремонт или замену. Для этого через каждые 150 м устанавливают вентиль, позво­ ляющий перекрыть подачу сжатого воздуха в необходимый участок. Трубопровод подвеши­ вается к креплению штрека, он не мешает

для изоляции сети добычного участка в слу­ чае необходимости.

По лаве подача сжатого воздуха может осуществляться по медной трубе, резиновому армированному шлангу или же по такому стальному трубопроводу, как и на главных шахтных выработках.

В последнее время медные трубы, несмотря па то, что , они являются дополнительным средством защиты, стремятся не применять, потому что при часто повторяющихся изгибах и скручиваниях медь становится хрупкой, и через некоторое время па трубах могут поя­ виться трещины.

Резиновые шланги используют более ус­ пешно. Они имеют двойную армировку и по­

50