Устройство вытяжной вентиляции тупиковых горных выработок

 

Изобретение относится к горному делу преимущественно для использования в угледобывающих шахтах для предохранительного отсасывания выбросов метана методом вытяжкой вентиляции. Задачей изобретения является обеспечение эксплуатационной жесткости по всей длине трубы, упрощение конструкции, удешевление производства трубы. Для этого устройство состоит из секций гибких двухслойных вентиляционных труб и системы подачи сжатого воздуха. Жесткость гибкой трубы обеспечивается нагнетанием сжатого воздуха в полости двухслойной трубы, выполненные при разграничении объема радиальными продольными перегородками в виде многих секторов. Для предохранения гибкой трубы от сплющивания от возникающего разряжения воздуха при его большой скорости диаметр наружного слоя трубы должен быть больше диаметра внутреннего слоя в 1,4 раза. Вое полости отсеков трубы сообщены между собой отверстиями на кольцевых участках перегородок. Отдельные секции гибкой трубы имеют концевые жесткие фланцы с болтовыми соединениями. 3 з.п.ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к горному делу, в частности, для предохранительного отсасывания выбросов метана при проведении выработок в угольных шахтах.

Известно устройство в виде гибкой вентиляционной трубы с ребрами жесткости из объемных элементов, выполненных в виде кольцевых карманов, заполненных сжатым воздухом (А.С. 525803. E 21 F 1/04).

Это устройство имеет локальную жесткость, сложно по конструкции при необходимости подвода сжатого воздуха к многочисленным карманам.

Техническая задача, решаемая изобретением: обеспечение эксплуатационной жесткости на всей длине трубы, упрощение конструкции, удешевление производства трубы.

Эта задача решается тем, что в устройстве вытяжной вентиляции тупиковых горных выработок, содержащем секции гибких вентиляционных труб, объемные элементы которых наполненные сжатым воздухом выполнены в виде продольных отсеков двухслойной гибкой трубы, образованных разделением объемов между наружным и внутренним слоями этой трубы радиальными продольными перегородками, при этом толщина двухслойной гибкой трубы t определяется из соотношения: t = (P₁R₁)/P₂, где P₁ - давление вакуума внутри трубы, P₂ - давление сжатого воздуха в отсеках; R₁ - радиус трубы.

При этом на концевых участках перегородок выполнены отверстия для сообщения между собой продольных отсеков двухслойной гибкой трубы. К наружному слою двухслойной гибкой трубы прикреплены ниппели с участками воздухоподводящих трубок с соединительными муфтами. Секции двухслойной гибкой трубы имеют концевые фланцы с болтовыми соединениями.

Сущность изобретения поясняется чертежами; Фиг. 1. Поперечное сечение гибкой вентиляционной трубы.

Фиг. 2. Принципиальная схема придания трубе жесткости.

Фиг. 3. Продольный разрез устройства вытяжной вентиляции.

Устройство выполнено из отдельных секций гибких вентиляционных труб и системы подачи сжатого воздуха. Отдельные секции вентиляционных труб соединены фланцевыми соединениями.

Двухслойная вентиляционная труба образована внутренним слоем 1 с полостью 2, наружного слоя 3 и продольных радиальных перегородок 4, разделяющих объем между слоями на отсеки с полостями 5. Концы слоев надеты на раструбы фланцев 6 и прикреплены к ним зажимными дисками 7 с болтами 8. Радиальные перегородки в районе концов секций имеют вырезы с обеспечением отверстий 9 для взаимного сообщения секторных полостей 5.

На наружном слое 3 установлены воздухоподводящие ниппели 10 с отрезками трубок 11 с муфтами 12.

На последующей секции имеется ниппель 13 с трубкой 14. На конце последней секции имеется один фланец 6 с раструбом и зажимной диск 7, соединенные болтами 15.

Устройство работает следующим образом: Обычно секции гибкой трубы намотаны на фланцах и хранятся в виде свертков. В последующем они последовательно наращиваются к постоянной вентиляционной трубе. Для этого один конец секции гибкой трубы фланцевым соединением присоединяется к трубе, а второй конец, закрепленный на фланце 6, с диском 7 открыт. В дальнейшем к этому открытому концу присоединяются последующие секции. К первой секции подводится трубка подачи сжатого воздуха от воздушной магистрали. Через трубки 11 и 14 с муфтами 12 сжатый воздух поступает во все секторные полости 5.

Во время действия вытяжной вентиляции в полости 2 возникает разряжение, которое уравновешено силой, передаваемой от дуги СД наружного слоя на дугу АБ внутреннего слоя при помощи радиальных перегородок 4 (Фиг. 2.).

где n - число секторов Т.е. P₂ (R₂-R₁)=P₁R₁, где R₂-R₁=t - толщина двухслойной трубы.

P₂t=P₁R₁; t=(P₁R₁)/P₂; При полном вакууме P₁=0,1 МПа.

Используя сжатый воздух давлением 0.5 МПа, получим t=0,1/0,5R₁=1/5R₁. Диаметр наружного слоя должен быть больше диаметра внутреннего в 1,2 раза.

Скорость потока отсасываемого воздуха может иметь значение больше 200 м/с, что обеспечит необходимое удаление метана из тупиковых выработок.

Формула изобретения

1. Устройство вытяжной вентиляции тупиковых горных выработок, содержащее секции гибких вентиляционных труб с объемными элементами, наполненными сжатым воздухом, отличающееся тем, что объемные элементы выполнены в виде продольных отсеков, двухслойной гибкой трубы, образованных разделением объема между наружным и внутренними слоями этой трубы радиальными продольными перегородками, при этом толщина двухслойной гибкой трубы t определяется из соотношения
t = (P₁ R₁)/P₂,
где P₁ - давление вакуума внутри трубы, МПа;
P₂ - давление сжатого воздуха в отсеках, МПа;
R₁ - радиус трубы, м.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на концевых участках перегородок выполнены отверстия для сообщения продольных отсеков двухслойной гибкой трубы.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что к наружному слою двухслойной гибкой трубы прикреплены ниппели с участками воздухооподводящих трубок с соединительными муфтами.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что секции двухслойной гибкой трубы имеют концевые жесткие фланцы с болтовыми соединениями.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3