Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Вентиляция шахт и карьеров

..pdf
Скачиваний:
20
Добавлен:
15.11.2022
Размер:
13.54 Mб
Скачать

•Она сохраняется постоянной на все время отработки блока, а раз­ виваемую вентиляторами депрессию в расчеты не принимают.

Влияние вспомогательных вентиляторов местного проветрива­ ния на работу главных шахтных вентиляторов и наоборот изучено •еще недостаточно, и поэтому методикаих выбора пока отсутствует.

По существующей схеме установки блоковый вентилятор (осе­ вой или центробежный) монтируют в деревянную перемычку с дверью для пропуска людей и грузов. Всас вентилятора распо­ лагают весьма близко к перемычке, вследствие чего при некаче­ ственном выполнении перемычки и двери через последние имеет место рециркуляция вентиляционной струи, снижающая эффек­ тивность использования вентилятора. К тому же воздухопрони­ цаемость перемычки резко ухудшается, если недалеко от нее ведут

взрывные работы.

Нерациональность подобной схемы установки блокового венти­ лятора заключается в том, что в момент производства массовых взрывов может иметь место разрушение перемычки, а также воз­ можно повреждение самого вентилятора. Кроме того, упрощенные конструкции блоковых вентиляторов и применяемая схема их уста­ новки полностью исключают возможность реверсии струи в блоке, ввиду чего нет гарантии безопасности горных работ в отношении проветривания.

При аварийной остановке вентилятора проветривание блока почти прекращается, так как вентилятор в этом случае играет роль вентиляционного окна, имеющего малую площадь отверстия. Су­ щественным недостатком центробежных блоковых вентиляторов является отсутствие устройства для регулирования их производи­ тельности. Такие вентиляторы протягивают через блок вполне определенное (примерно постоянное) количество воздуха незави­ симо от состояния горных работ в блоке и его потребности в воз­ духе. В большинстве случаев их работа производится в невыгод­ ных режимах с низкими коэффициентами использования. Про­ изводительность осевых блоковых вентиляторов типа В-12 может регулироваться изменением угла установки лопаток рабочего ко­ леса. Осевые вентиляторы типов ВМ-670, «Проходка» и т. д., так же как и центробежные, работают на одном постоянном ре­ жиме.

Несмотря на ряд недостатков, регулирование количества воз­ духа в очистных блоках с помощью вспомогательных вентилятор ров нашло широкое применение на рудниках Криворожья. В на­ стоящее время ни один более или менее крупный блок не проветри­ вается за счет только общешахтной депрессии.

Для устранения имеющихся недостатков предлагается новая схема установки блоковых вентиляторов (рис. 20).

Блоковый вентилятор 1 устанавливают в специальной нише 2 и отделяют от основной выработки 3 бетонной, кирпичной или шлакоблочной стенкой 4. На торцы стенки навешивают двери 5.

32

На рис. 20 показан также туманообразователь 5, помещенный в вентиляционном восстающем 7.

При работе вентилятора двери автоматически открывают вса­ сывающий и нагнетательный каналы вентилятора для прохода воздуха и закрывают основную выработку между этими канала­ ми (положение /). Перед производством массового взрыва после остановки вентилятора двери закрывают каналы вентилятора и от­ крывают основную выработку для прохода по ней ударной волны (положение //). Такая схема установки блокового вентилятора

Рис. 20. Рекомендуемая схема установки вспомогательного блокового венти­ лятора:

а — план; б — разрез

позволяет сохранить его от разрушительного действия ударной волны при массовом взрыве и дает возможность проветривать вы­ работки блока сразу же после взрыва.

При наличии в схеме проветривания шахты сборочного штрекаколлектора наиболее целесообразно расположение блоковых вен­ тиляторов на уровне вентиляционного горизонта в сбойке между вентиляционным восстающим и штреком лежачего бока.

Установка блоковых вентиляторов на уровне вентиляционного горизонта имеет ряд достоинств: облегчается монтаж, ремонт и де­ монтаж вентилятора в связи с наличием на вентиляционном гори­ зонте транспортных средств; сокращается расход электрического кабеля при подключении вентилятора к энергосистеме; улучшает­ ся надзор за вентиляторами; создается возможность автоматизации

управления им. Кирова. Эта схема (рис. 2 1 ) состоит из блока ди­ станционного пункта ДП 7, линейного переключателя ЛП 2, блока контролируемого пункта КП 3 и коммутатора 4.

Принцип действия установки ТУБВ-61 основан на использовании амплитудно-полярной избирательности. Управление производится с помощью исполнительных и сигнальных реле РУВ, РУО и РСО и РСВ. Реле включены последовательно и обтекаются сигнальным током, величина которого меньше тока трогания исполнительного реле, но достаточна для срабатывания сигнального реле. Направ­ ление тока в схеме, а следовательно, и выбор пары РУВ и РСО

Рис. 21. Схема телеуправления

вспомогательными блоковыми вентилято­

рами

(ТУБВ-61)

или РУО и РСВ определяется положением контактов промежуточ­ ного реле РЯ, которое контролирует наличие напряжения на за­

жимах двигателя.

Оживленное состояние одного из сигнальных реле приводит к созданию цепей для питания сигнальных ламп ЛО или JIB дан­ ного блока и общего звукового сигнала. Снятие звукового сигнала производят с помощью перевода кнопки квитирования КК в соот­ ветствующее световому сигналу положение.

Управление производится ключом КУ, при нажатии которого шунтируется сопротивление обмотки сигнального реле и добавоч­ ное сопротивление /?д. Это приводит к возрастанию тока в схеме до величины тока срабатывания дополнительных реле РУВ

или РУО.

Управление вентиляторами осуществляют по кабелю телефон­ ной связи. Возможно использование телефонных линий диспетчер­ ской связи под каналы связи телемеханики.

Схема ТУБВ-61 имеет ряд достоинств, выгодно отличающих

ееот других схем:

1)число проводов связи между диспетчерским ДП и контро­

лируемым пунктом КП минимальное, используются телефонные линии связи;

2 ) повреждение линий связи (обрыв или замыкание) не вызы­ вает ложных импульсов и немедленно обнаруживается на диспет­ черском пункте управления;

3)блок контролируемого пункта КП имеет небольшие размеры

иможет быть вмонтирован в кожух пускателя;

4)получается сигнал о выпол­

 

 

 

 

нении команды;

 

 

 

 

 

 

 

5) установка ТУБВ-61 собрана

 

 

 

 

из стандартных элементов низко­

 

 

 

 

вольтной

 

аппаратуры,

блоки

ее

 

 

 

 

идентичны

и

взаимозаменяемы.

 

 

 

 

Стоимость

аппаратуры

на

один

 

 

 

 

блок составит при серийном из­

 

 

 

 

готовлении не более 40 руб.

 

 

 

 

 

 

В описанной выше новой схеме

 

 

 

 

установки

вспомогательных

вен­

 

 

 

 

тиляторов остановка, запуск и ре­

 

 

 

 

версия их должны быть сблокиро­

 

 

 

 

ваны с положением дверей, откры­

 

 

 

 

вающих

и закрывающих каналы

 

 

 

 

вентилятора. После остановки по­

 

 

 

 

следнего

двери

должны

закрыть

Рис. 22.

Принципиальная

схема

уст­

каналы

вентилятора и

открыть

основную

 

выработку. По ней

за

ройства

вентиляционного

окна с

ре­

счет общешахтной депрессии

бу­

гулируемым отверстием

 

 

 

 

 

дет происходить удаление загряз­

ненного воздуха из блока. При запуске вентилятора сначала откры­ вают каналы вентилятора, после чего запускают его двигатель.

При применении вспомогательных вентиляторов регулирование количества воздуха, удаляемого из очистных блоков, можно про­ изводить путем изменения числа оборотов их двигателей или изме­ нения площади поперечного сечения вентиляционной выработки. Последнее осуществляется с помощью вентиляционных окон с ре­ гулируемым отверстием. Возможная схема такого окна с дистан­ ционным изменением площади его поперечного сечения изображе­ на на рис. 2 2 .

Двигатель 1 через самотормозящийся редуктор 2 приводит во вращение барабан 3. На барабан намотана шторка 4 из органичес­ кой пленки, имеющая на нижней кромке груз 5. Запуск двигателя производится с диспетчерского пункта шахты. Для увеличения ко-

36

личества воздуха, проходящего через окно, включают двигатель и на барабан наматывают шторку, увеличивая площадь сечения

окна. Для

уменьшения количества воздуха двигатель вращается

в другую

сторону, с барабана сматывается шторка и закрывает

окно.

Шторка 4 висит свободно под действием груза за проемом окна по ходу струи. При таком ее положении ударная воздушная волна, образующаяся при взрывании зарядов ВВ при вторичном дроблении в блоке, отбросит шторку, не разрушив ее, после чего шторка снова займет свое первоначальное положение.

Регулирование площади сечения вентиляционного окна, запуск вспомогательного вентилятора и изменение положения вентиляци­ онных дверей может быть осуществлено путем применения схем те­ леуправления, подобных схеме ТУБВ-61.

§ 9. Дистанционный контроль за состоянием проветривания очистных блоков

Дистанционное управление вентиляционными окнами в очист­ ных блоках невозможно без дистанционного измерения скорости движения исходящей из блока струи. Эту скорость можно измерить путем установки перёд вентиляционным окном по ходу струи спе­ циальных датчиков, посылающих электрические импульсы в дис­ петчерский пункт.

Вслучае необходимости, изменяя сечение вентиляционного окна, диспетчер добивается нужной скорости, а следовательно, и количества воздуха в данном очистном блоке.

Для автоматического замера скорости движения воздуха может служить прибор Е. А. Батмановского [10], показанный на рис. 23.

Ввоздушный поток помещают датчики, каждый из которых со­ стоит из двух термосопротивлений — рабочего 1 и сравнительного 2. Термосопротивления находятся в жестко скрепленных между собой кожухах 3 \\4. В кожухе 3 рабочего сопротивления имеются осевые отверстия, кожух 4 сравнительного сопротивления отверстий не имеет.

Термосопротивления имеют одинаковую характеристику и со­ ставляют одну сторону электрического моста. Сопротивления 5 и реохорд 6 образуют другую сторону моста. В плечо рабочего термо­ сопротивления включен реохорд 7 автоматического электронного компенсатора. К двум точкам моста подается питание от транс­ форматора — усилителя электронного компенсатора, а к двум дру­ гим точкам подключается вход усилителя 8. Струя воздуха, охлаж­ дая термосопротивление, изменяет его электрическую проводи­ мость, вследствие чего нарушается равновесие моста. Появляю­ щаяся на его вершинах а и б разность потенциалов усиливается электронным усилителем и подается на реверсивный двигатель 9, который перемещает движок реохорда 7 до полной компенсации

напряжения разбаланса моста, стрелку 10 и движок реостатного датчика 11.

Отсчет скорости движения воздуха производится на диспетчер­ ском пункте в момент компенсаций по шкале, градуированной в м/сек. С помощью простейших переключателей один такой при­ бор может производить отсчеты показаний всех датчиков установ­ ленных в выработках и в каналах главных шахтных и вспомога­ тельных блоковых вентиляторов.

Рис. 23. Схема прибора для дистанционного измерения скорости дви­ жения воздуха

По такому же принципу построен более совершенный электро­ термоанемометр типа ЭТАМ-ЗА, созданный во Всесоюзном элект­ ротехническом институте им. Ленина. Этот прибор применяется одновременно для измерения температуры и скорости воздушного потока.

Оба описанных прибора имеют существенные недостатки, за­ ключающиеся в том, что от каждого датчика скорости (темпера­ турного сопротивления) до измерительного моста во избежание искажения показаний необходимо применять специальный брони­ рованный кабель.

В лаборатории вентиляции КГРИ разработан прибор для ди­ станционного измерения скорости движения воздуха (рис. 24). Он представляет собой крыльчатку 7, на валу которой находится шторка с отверстием 3. По одну сторону шторки находится лам­ почка 4, дающая узкий пучок света, а по другую — фотоэлемент 5.

38

При вращении крыльчатки луч света, периодически попадая на фотоэлемент, образует импульсный фототок. Число импульсов фо­ тотока в единицу времени, пропорциональное скорости движения воздуха, измеряется гальванометром, градуированным в м/сек. Схема дистанционного измерения'скорости движения воздуха при­ бором подобной конструкции приведена на рис. 25. Датчики скоро­ сти 1 посылают по проводам 2 в диспетчерский пункт импульсный фототок. Последний усиливается электронным усилителем 3 и по­

дается к гальванометру или счетчику у///,,/,,/„///////„

импульсов 4.

Рис.

24.

Схема уст­

Рис. 25. Схема

ди­

ройства

фотоимпульс-

станционного изме­

ного

датчика движе­

рения скорости дви­

 

ния

воздуха

жения воздуха

фо-

 

 

 

тоимпульсным

дат­

 

 

 

чиком

 

На шкале гальванометра отсчитываются значения скорости или импульсы в секунду. В последнем случае скорость движения воз­ духа определяется по переводной таблице.

Достоинство описанного прибора заключается в том, что его показания не зависят от помех и блуждающих токов. Следователь­ но, для передачи импульсов могут быть применены самые дешевые

ираспространенные электропроводники.

§10. Реверсирование вентиляционной струи блока

Внастоящее время реверсию вентиляционной струи блоковыми вентиляторами не производят, а осуществляют только в общешахт­ ном масштабе главными шахтными вентиляторами. Требования по­ вышения безопасности горных работ диктуют необходимость ре­

версии струи и блоковыми вентиляторами.

Конструкция существующих блоковых вентиляторов как осе­ вых, так и центробежных не предусматривает устройств для опро­ кидывания струи. Использование обводных каналов для этой цели ввиду их сложности и трудоемкости устройства является крайне дорогим и малоэффективным мероприятием.

Необходимо создавать в блоковых вентиляторных установках сравнительно несложные устройства, позволяющие производить опрокидывание вентиляционной струи изменением направления вращения электродвигателя вентилятора, т. е. простым переклю­ чением фаз. Ниже рассматриваются некоторые устройства для ре-

версии струи осевыми и центробежными вспомогательными венти­ ляторами.

Реверсия струи осевыми вентиляторами. У существующих типо­

вых осевых вентиляторов лопатки рабочих колес

крепят ;нВглухо

к ободьям, поэтому при изменении направления

вращения элек­

тродвигателя опрокидывание струи происходит с резкой

потерей

производительности

вентилятора (до 50%).

исполь­

В описываемом

устройстве для реверсирования струи

зуется момент инерции рабочего колеса вентилятора при запуске

двигателя.

Схема этого устройства показана на рис. 26. Рабочее колесо 1 вентилятора свободно сидит на валу 2 двигателя, ив котором за­ креплена ведущая коническая шестерня 3. Лопатки 4 свободно вращаются в отверстиях в рабочем колесе. На валу 3 каждой ло­

 

 

патки

имеется коническая

ше­

 

<§_

стерня

6.

Ведущая коническая

 

шестерня 3 и ведомые шестер­

 

 

ни 6 образуют коническое за­

 

“ОТ

цепление.

На

валу 2 имеется

 

рычаг 7, а на рабочем колесе

 

стопор 8 правого вращения и

 

 

стопор 9 левого вращения.

 

 

 

Рассмотрим взаимодействие

 

life

частей установки при вращении

 

двигателя

по

часовой стрелке.

 

 

При запуске двигателя проис­

 

 

ходит рывок. Вал 2, не связан­

 

 

ный с рабочим колесом, будет

Рис. 26. Схема устройства для ревер­

поворачиваться до тех пор, по­

ка его рычаг 7

не упрется в сто­

сии струи осевым

вентилятором:

пор 8 правого

вращения.

При

а — план;

б — разрез

 

 

этом ведущая

ше'стерня 3

по­

вернет ведомые шестерни 6, а следовательно, и лопатки, которые займут крайнее положение, изображенное на рис. 26, а. Вращение рабочего колеса начинается только тогда, когда рычаг 7 упрется в стопор 8. Движение воздуха произойдет в направлении, указан­ ном стрелками.

Для того чтобы опрокинуть струю, следует остановить двига­ тель и путем простого переключения фаз придать ему вращение против часовой стрелки. При рывке в момент пуска двигателя вал 2 повернется влево, не вращая рабочего колеса, до упора рычага 7 в стопор левого вращения 9. Шестерня 3 повернет шестерни б, а с ними и лопатки 4 в крайнее положение, изображенное на рис. 26, б. При вращении рабочего колеса против часовой стрелки воздух будет двигаться в направлении обратном тому, которое изо­ бражено на рис. 26, а.

Поворот лопаток производится на 180° с таким расчетом, чтобы сохранить постоянным их угол атаки относительно плоскости вра-

40

щения рабочего колеса, их аэродинамику и производительность вентилятора.

Испытания модели такого реверсивного устройства подтверди­ ли надежность и эффективность действия механизма.

Время, потребное на реверсию струи, зависит от времени оста­ новки двигателя. Оно может быть сокращено при применении тор­ мозов для затормаживания рабочего колеса или двигателя. Тормо­ за могут быть как механические, так и электромагнитные.

Производительность вентилятора

может быть отрегулирована

в любом

пределе

изменением

угла

установки

лопаток рабочего

колеса одновременной пере-

а

 

 

становкой

или передвиже-

 

 

 

нием

стопоров 8 и 9.

После

 

 

 

реверсии

 

производитель­

 

 

 

ность

вентилятора

может

 

 

 

быть постоянной при том ус­

 

 

 

ловии, если изменится также

 

 

 

угол

установки

лопаток

 

 

 

спрямляющего

аппарата.

 

 

 

Е.М. Левиным (ДонГИПРО-

 

 

 

УГЛЕМАШ)

разработана

 

 

 

конструкция

промежуточно­

 

 

 

го спрямляюще-направляю-

 

 

 

щего аппарата CHAP с ре­

 

 

 

зиновыми

лопатками,

арми­

 

 

 

рованными в лобовой и хво­

 

 

 

стовой

части

металлом. Од­

 

 

 

ну кромку лопатки

крепят

 

 

 

наглухо, а вторая имеет воз­

 

 

 

можность

перемещаться

в

 

 

 

любую сторону по направле­

 

 

 

нию вращения рабочего

ко­

Рис. 27. Схема устройства для реверсии

леса, изгибая

при

этом

ло­

струп центробежным вентплятором:

 

а — план;

б — разрез

патку [57].

 

 

 

 

 

 

 

 

устройство для реверсии осевых вентиляторов

Рассмотренное

в сочетании с резиновыми подвижными лопатками спрямляющего аппарата позволит сохранить постоянной производительность вен­

тилятора при его реверсировании.

Реверсия струи центробежными блоковыми вентиляторами

может производиться без изменения направления вращения рабо­ чего колеса вентилятора. Для этой цели на кожухе вентилятора 1 устраивают два диффузора 2 и 3, направленных в противоположные стороны. При вращении рабочего колеса по часовой стрелке воздух из выработки 4 попадает во всасывающий канал 5 (рис. 27). По­ следний имеет перекидной клапан 6, который до реверсии закры­ вает другую половину канала, соединенную с выработкой с нагне­ тательной стороны вентилятора (положение /). В данном случае диффузор 3 закрыт шибером 7.