Вентиляция шахт и карьеров
..pdf•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.