автореферат диссертации по безопасности жизнедеятельности человека, 05.26.01, диссертация на тему:Исследование и разработка методов и средств повышения эффективности и надежности проветривания подземных рудников с большим эквивалентным отверстием

На правах рукописи

АЛЫМЕНКО Николай Иванович

ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ И СРЕДСТВ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ И НАДЕЖНОСТИ ПРОВЕТРИВАНИЯ ПОДЗЕМНЫХ РУДНИКОВ С БОЛЬШИМ ЭКВИВАЛЕНТНЫМ ОТВЕРСТИЕМ (1на примере калийных рудников)

Специальность 05.26.0f - Охрана труда

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Санкт-Петербург 1998

Работа выполнена в Горном институте Уральского Отделения Российской Академии Наук, г. Березники.

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор Н.М.Качурин.

доктор технических наук профессор, О.В.Ковалев

доктор технических наук профессор, Г.З.Файнбург

Ведущая организация: ОАО "Урапкалий".

Защита состоится " ^ " 1998 года в час.

мин. на заседании специализированного Совета Д 063.15.11 в Санкт-Петербургском государственном горном институте им. Г.В.Плеханова по адресу: 199026, Санкт-Петербург, 21-я линия, дом 2, ауд. N /2-86.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского государственного горного института им.Г.В.Плеханова (технического университета).

Автореферат разослан" " О'/^/иУ/ 9 1998 года.

Ученый секретарь специализированного Совета кт.н., доцент

Маковский А.Н.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Применение передовой техники и технологии ведения горных работ, развитие очистных и подготовительных работ, увеличение размеров шахтных полей приводит к увеличению эквивалентного отверстия вентиляционных сетей. Возникают отдельные выработки и целые участки вентиляционных сетей, куда подать свежий воздух в необходимом количестве существующими методами и средствами проветривания не представляется возможным. Именно в таких труднопроветриваемых зонах возникают нештатные ситуации, приводящие к взрывам и вспышкам. Так, в период 1969-1992 гг. на рудниках Верхнекамского месторождения калийных солей произошло 14 несчастных случаев, причем 8 из них групповых. Кроме того, бывают случаи резкого нарушения вентиляционной сети рудника - землетрясение 5 января 1995 года с массовым обрушением пород кровли в северо-восточной части шахтного поля рудника СКРУ-2 АО "Сильвинит" с выделением из разрушенных пород газов метано-водородной смеси, углекислого газа, угарного газа и других газов общим объемом до 900 ООО м3, что сопровождалось взрывами, опрокидыванием вентиляционной струи по всем направлениям, разрушением вентиляционных сооружений ударной волной и загазованием выработок на общей площади 2 300 ООО м2 по трем отрабатываемым пластам (Кр-2, АБ, Вс). Это меняет эквивалентное отверстие как участков, так и всей вентиляционной сети, что ведет к неуправляемости проветриванием существующими методами и средствами.

Безопасная и эффективная эксплуатация подземных рудников с большим эквивалентным отверстием возможна при создании в них необходимых санитарно-гигиенических норм, предусматривающих предотвращение необратимых физиологических сдвигов в организме людей, а также технологических требований как предотвращающих возникновение аварийных ситуаций, угрожающих здоровью и жизни людей, так и направленных на создание рационального производственного режима по добыче полезного ископаемого.

Проветривание калийных рудников связано с рядом особенностей:

- пласты и вмещающие породы содержат в микровключенном и свободном виде природные газы, в состав которых входят метан, тяжелые углеводороды, водород, сероводород и др. Наряду с обычными газовыделениями, не оказывающими существенного влияния на ведение горных работ, имеют место необычные выделения газов, в том числе и внезапные. Опасные скопления газов, приводящие к возникновению аварийных ситуаций, возможны только в выработках рабочих зон газоносных пластов при отсутствии или нарушении режима их проветривания;

- отработка нескольких смежных пластов или горизонтов, наличие тупиковых и сквозных камер большого объема, значительная разветвленность вентиляционной сети, многообразие схем проветривания рабочих блоков и панелей приводит к необходимости широкого использования вентиляторов местного проветривания;

- потребность в подаче в рудник огромного количества воздуха - до 500 мЗ/с, большие внешние утечки воздуха, что обуславливает применение самых мощных вентиляторов главного проветривания, которые, как правило, располагают на поверхности;

- работа машин с двигателями внутреннего сгорания создает предпосылки дополнительной загазованности рудничной атмосферы;

- продуктивные пласты и вмещающие породы высоко гигроскопичны и растворимы. Эти свойства в условиях переменной влажности рудничного воздуха, вызванного сезонными колебаниями температуры и влагосодержания, заметно влияют на санитарно-гигиенические условия труда и состояние проветривания. При взаимодействии влаги воздуха и солей происходит разрушение вентиляционных сооружений, что приводит к большим утечкам воздуха и затрудняет борьбу с ними;

- внедрение погрузочно-доставочных комплексов, проходческих и буровых машин, конвейерного транспорта увеличило запыленность рудничной атмосферы, особенно при проходке тупиковых горных выработок. Некоторое отставание в решений этой проблемы связано с имевшей долгое время распространение теорией безвредности калийных пылей.

Исследованию различных аспектов проблемы проветривания калийных рудников посвящены работы Мёдведева И.И., Красноштейна А.Е., Поляниной Г.Д., Мохирева H.H., Файнбурга Г.З.. Сметанина М.М. и др. Первые методы расчета количества воздуха и аэродинамического сопротивления горных выработок предложены Комаровым В.Б., Мустелем П.И., Ворониным В.Н.

Анализ публикаций показал, что в настоящее время пути и способы нормализации проветривания подземных рудников с большим эквивалентным отверстием изучены недостаточно, а рациональные методы и средства их проветривания не разработаны.

Поэтому обеспечение безопасных условий труда при эксплуатации подземных рудников с большим эквивалентным отверстием путем совершенствования существующих и разработки принципиально новых методов, технических решений и средств вентиляции и управления проветриванием в сильноразветвленных сетях горных выработок большого сечения, имеющих труднопроветриваемые зоны, является актуальной проблемой.

Целью работы является разработка методов и средств повышения уровня охраны труда на основе безопасной, надежной и эффективной вентиляции подземных рудников с большим эквивалентным отверстием.

Основная идея работы заключается в разработке комплекса взаимосвязанных высокоэффективных методов и средств безопасного, надежного проветривания и управления проветриванием на основе изучения особенностей вентиляционных сетей с большим эквивалентным отверстием.

Задачи исследований:

- решить теоретически, исследовать на моделях и в натурных условиях комплекс вопросов, связанных с сокращением внешних утечек воздуха через надшахтное здание и вентиляционные каналы, определяющих повышение безопасности проветривания подземных рудников;*

- разработать методику долгосрочного прогнозирования режимов работы главных вентиляторов, обеспечивающую выбор рационального вентилятора главного проветривания для безопасной и надежной вентиляции подземных рудников с большим эквивалентным отверстием;

установить критерии надежности подсистемы "вентиляционная сеть" при изменении утечек воздуха в поверхностном комплексе вентиляционного ствола и разработать методы и средства поддержания их на нормативном уровне;

исследовать природу возникновения осевого усилия в центробежных вентиляторах двустороннего всасывания, определяющего надежность работы вентилятора главного проветривания, разработать способы и средства устранения этого явления;

- разработать методику исследования компоновки, построить алгоритм проектирования и обосновать схемы подключения к вентиляционным сетям подземных вспомогательных вентиляторных установок главного проветривания, обеспечивающих повышение уровня охраны труда для тяжелых условий подземных рудников;

- исследовать и разработать аэродинамическую схему и предложить метод выбора оптимальных геометрических параметров передвижной подземной вентиляторной установки для соблюдения санитарно-гигиенических норм в труднопроветриваемых зонах подземных рудников с большим эквивалентным отверстием;

- обосновать и исследовать источник тяги эжекторного типа, обеспечивающий активную безопасную вентиляцию тупиковых горных выработок.

Основные защищаемые научные положения.

1. Безопасность условий труда на подземных работах зависит от надежности системы "вентилятор-сеть" и определяется повышением надежности работы главного вентилятора, установлением закономерностей аэродинамических процессов, происходящих в поверхностном комплексе вентиляционного ствола, и созданием комплекса способов и средств, сокращающих внешние утечки воздуха.

2. Надежность и безопасность вентиляции подземных рудников с большим эквивалентным отверстием определяется разработкой метода выбора вентилятора главного проветривания и заключается в долгосрочном вероятностном расчете прогнозных аэродинамических параметров работы вентилятора, выражая

процесс изменений вентиляционных параметров как нестационарный случайный процесс.

3. Повышение уровня охраны труда для тяжелых условий подземных рудников реализуется через разработку алгоритма проектирования подземных вспомогательных вентиляторных установок главного проветривания, основанного на детальном анализе аэродинамических схем вентиляторных установок с учетом горно-геологических условий места их расположения, специфических технологических факторов и схем подключения к вентиляционным сетям.

4. Безопасность и эффективность вентиляции труднопроветриваемых зон подземных рудников с большим эквивалентным отверстием зависит от достижения стабильных аэродинамических характеристик для аэродинамических схем вентиляторных эжекторных установок, вытекающих из взаимосвязи оптимальных конструктивных и технических параметров.

5. Безопасность и надежность проветривания тупиковых горных выработок зависит от интенсивности воздухообмена в призабойном пространстве (где происходит массовое выделение вредностей - газов и пыли), определяющие разработку конструкции, аэродинамику и схемы размещения забойных установок активного проветривания на призабойном оборудовании, их аэродинамические показатели, обеспечивающие надежный отброс вредностей из призабойного пространства по тупиковой горной выработке на исходящую струю.

Научная новизна исследований:

- теоретически обоснованы и экспериментально подтверждены закономерности долгосрочного вероятностного прогнозирования аэродинамических параметров работы вентиляторов главного проветривания применительно к вентиляционным сетям с большим эквивалентным отверстием, заключающиеся в выражении процесса изменения вентиляционных параметров как нестационарный случайный процесс;

- установлены на основе аналитических и экспериментальных исследований количественные и качественные зависимости

интенсивности аэродинамических процессов в поверхностном комплексе вентиляционного ствола и в подземных вентиляторных установках от основных конструктивных, геометрических и аэродинамических параметров устройств нового типа: устройство уравнивания осевого усилия в центробежных вентиляторах двустороннего всасывания, уплотнения ляд с изменяющейся шириной герметизирующей поверхности, средства сокращения внешних утечек воздуха через устье вентиляционного ствола, подземная вспомогательная вентиляторная установка главного проветривания, передвижная подземная вентиляторная установка, забойная установка активного проветривания.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций обеспечиваются: удовлетворительной сходимостью результатов моделирования, лабораторных и аналитических исследований процессов вентиляции с данными опытно-промышленных испытаний технических средств нормализации вентиляции подземных рудников с большим эквивалентным отверстием, имеющих труднопроветриваемые зоны; результатами внедрения предложенных методических и научно-технических разработок на рудниках АО "Уралкалий", АО "Сильвинит", ПО "Беларуськалий".

Методы исследований включают математический анализ, математическое и физическое моделирование, модельные и натурные эксперименты с использованием как известных, так и разработанных автором методик, опытно-конструкторские разработки, базирующиеся на результатах анализа и обобщения патентной информации, а также собственных исследований.

Теоретическая часть исследований основана на математическом моделировании аэродинамических процессов с экспериментальной проверкой расчетных данных методом физического моделирования на макетах способа уравнивания осевого усилия в центробежных вентиляторах двустороннего всасывания, уплотнения ляды с изменяющейся шириной герметизирующей поверхности, способа сокращения внешних утечек воздуха через устье вентиляционного ствола (надшахтное здание), передвижной подземной вентиляторной установки, имитирующих при соблюдении соответствующих критериев подобия стадии процесса

проветривания подземных рудников с большим эквивалентным отверстием.

Опытно-конструкторские работы направлены на разработку и изготовление, с последующей опытно-промышленной проверкой, способа и средств устранения осевого усилия в центробежных вентиляторах двустороннего всасывания, способа и средств сокращения внешних утечек воздуха через устье вентиляционного ствола, устройства для сокращения утечек воздуха через уплотнения ляд вентиляционных каналов вентиляторных установок главного проветривания, подземной вспомогательной вентиляторной установки главного проветривания, передвижной подземной вентиляторной установки, забойной установки активного проветривания тупиковых горных выработок и других технических средств, для улучшения, по фактору вентиляции, условий труда рабочих подземных рудников с большим эквивалентным отверстием.

Производственные испытания и дальнейшее использование разработанных технических средств, производились на калийных рудниках Верхнекамского и Старобинского месторождений

Практическая ценность результатов исследований заключается в следующем:

разработан комплекс способов и малоэнергоемких технических средств распределения воздуха по рабочим местам в вентиляционных сетях подземных рудников с большим эквивалентным отверстием, имеющих труднопроветриваемые зоны, позволяющий улучшить санитарно-гигиенические условия труда;

- разработана методика долгосрочного прогнозирования режимов работы вентиляторов главного проветривания, включающая комплекс методов определения оптимальных режимов работы на срок их эксплуатации и выбор наиболее рационального главного вентилятора, способного обеспечить рабочие зоны необходимым количеством свежего воздуха для обеспечения безопасных и комфортных условий труда;

- разработаны алгоритмы исследования компоновок и проектирования подземных вспомогательных вентиляторных установок главного проветривания, позволяющие обеспечить эффективный синтез элементов таких установок для тяжелых условий подземных рудников и надежно распределить воздух в

сильноразветвленных выработках большого сечения по крыльям шахтного поля или горизонтам;

- разработаны аэродинамическая схема и конструкция передвижной подземной вентиляторной установки, позволяющие нормализовать вентиляцию труднопроветриваемых зон подземных рудников с большим эквивалентным отверстием и повысить уровень охраны труда;

- разработана конструкция забойной установки активного проветривания, обеспечивающая надежный отброс вредностей из призабойного пространства по тупиковой горной выработке на исходящую струю и снижающая запыленность рабочих мест.

Диссертационная работа является обобщением НИР, выполненных в период 1982-1997 гг. непосредственно автором или при его научном руководстве. Исследования проводились в Пермском государственном техническом университете и Горном институте Уральского отделения Российской Академии Наук в соответствии с планами: общеакадемической проблемы 12.9 "Разработка месторождений и обогащение полезных ископаемых", раздел 12.9.1.7.6. "Создание вентиляторных установок нового технического уровня", раздел "Оптимизация режимов проветривания, систем контроля и управления состоянием атмосферы и нормализация тепловых условий в горных выработках"; проблемы 3.2.1 "Добыча твердых полезных ископаемых", темы "Достижение наиболее безопасной и экономичной разработки полезных ископаемых" и "Теоретические основы создания вентиляторных установок для подземных условий", а также отраслевыми научно-исследовательскими программами Союза производителей и экспортеров калия и соли (N гос. per. 01910000511, 01880049971, 01860062159, 01860062169, 01860062171).

Реализация работы. Основные положения и рекомендации, разработанные по результатам проведенных исследований, использовались проектными подразделениями отраслевых институтов ВНИИГ (Санкт-Петербург), ОАО "Галургия" (Пермь), а так же ГИ УрО РАН (Пермь), ИЭЦ ВКФ ПНЦ УрО РАН (Березники), АО "Уралкалий", АО "Сильвинит", ПО "Беларуськалий".

Внедрение разработанных технических средств на уровне промышленных образцов осуществлено при непосредственном

участии автора на калийных рудниках Верхнекамского и Старобинского месторождений в 1984-97 гг. По внедренным результатам получен социальный и экономический эффект около 3,7 миллиона рублей.

Реализация способа и средств исключения осевого усилия в центробежных вентиляторах двустороннего всасывания осуществлена на рудниках СгКРУ-4 ПО "Беларуськалий", БКРУ-1 и БКРУ-4 АО "Уралкалий" и принята к внедрению на других вентиляторных установках главного проветривания калийных рудников.

Снижение внешних утечек воздуха разработанными способами и средствами реализовано по проектам на рудниках СгКРУ-1, СгКРУ-2, СгКРУ-3, СгКРУ-4 ПО "Беларуськалий", БКРУ-1, БКРУ-2, БКРУ-4 АО "Уралкалий" и СКРУ-1, СКРУ-3 АО "Сильвинит".

Разработанные компоновочные схемы подземных вспомогательных вентиляторных установок главного проветривания использованы при проектировании ОАО "Галургия" северной подземной вентиляторной установки рудника БКРУ-2 АО "Уралкалий".

Передвижные подземные вентиляторные установки для вентиляции разрешены Госгортехнадзором России для промышленной эксплуатации на рудниках Верхнекамского месторождения калийных солей и, в частности, применяются на рудниках БКРУ-1 (6 шт), БКРУ-2 (1 шт), БКРУ-4 (4 шт) АО "Уралкалий, СКРУ-1 (2 шт), СКРУ-2 (4 шт) АО "Сильвинит" и СгКРУ-1 (1 шт) ПО "Беларуськалий".

Способ и средства активной вентиляции тупиковых горных выработок проходят широкомасштабные опытно-промышленные испытания на всех калийных рудниках Верхнекамского месторождения и двух рудниках ПО "Беларуськалий" как на солевом горизонте, так и на пластах, отнесенных к 1, 2, 3 группам опасности по газам и газодинамическим явлениям.

На основании проведенных исследований разработаны и применяются следующие нормативно-технические документы:

- Методика проведения экспериментальных исследований по вентиляции труднопроветриваемых рабочих зон (ТПРЗ) рудников Верхнекамского месторождения калийных солей / Утверждена АО

"Уралкалий, АО "Сильвинит" и согласована Госгортехнадзором РФ

01.10.93. - Пермь, 1993. - С. 13;

- Инструкция по расчету количества воздуха, необходимого для проветривания Верхнекамских калийных рудников / Утверждена Союзом производителей калия и согласована Госгортехнадзором РФ

18.02.94,- Пермь, 1994. - С. 25;

- Руководство по вентиляции труднопроветриваемых зон (ТПЗ) рудников Верхнекамского месторождения калийных солей / Утверждено Союзом производителей калия и согласовано Госгортехнадзором РФ 29.04.95. М., 1995. - С. 12;

- Передвижная подземная вентиляторная установка (ППВУ) с вентиляторами типа ВМ-4, ВМ-5, ВМЭ-6, ВМЭ-8, ВМЭ-12, В-2М (Техническое описание и руководство по эксплуатации)/Утверждено АО "Уралкалий", АО "Сильвинит", Горным институтом УрО РАН и согласовано Госгортехнадзором РФ 29.04.95. - М., 1995. - С. 26;

- Подземная вспомогательная вентиляторная установка (ПВВУ) с вентиляторами типа ВМ-4, ВМ-5, ВМЭ-6, ВМЭ-8, ВМЭ-12 (Техническое описание и руководство по эксплуатации)/Утверждено АО "Уралкалий", АО "Сильвинит", Горным институтом УрО РАН и согласовано Госгортехнадзором РФ 29.04.95. - М., 1995. - С. 28;

- Программа испытаний совместной работы разнотипных источников тяги (ВУГП, ПВУ, ПВВУ) в вентиляционной сети рудника БКРУ-2 АО "Уралкалий"./Утверждена Горным институтом УрО РАН, АО "Уралкалий" и согласована Запйдно-Уральским округом Госгортехнадзора РФ. - Березники, 1995. - С. 5;

- Забойная установка активного проветривания (ЗУАП) с вентиляторами типа В-2М, ВМЭ-5, ВМЭ-6 (Техническое описание и руководство по эксплуатации). / Утверждена Горным институтом УрО РАН, АО "Уралкалий", АО "Сильвинит. - Пермь, 1996. -С. 44

- Методическое руководство по ведению горных работ на рудниках Верхнекамского калийного месторождения (монография). -М.: Недра, 1992. - С. 470 (глава 8 - раздел 8.3.4).

Под руководством и при непосредственном участии автора проведено внедрение разработанных научно-методических материалов в учебный процесс обучения слушателей центра повышения квалификации, а также студентов горных специальностей

Березниковского филиала Пермского государственного технического университета.

Личный вклад автора:

- основная идея работы, постановка задач исследований и разработка методологии их решения, научно-методическое руководство исследованиями, результаты которых приведены в диссертационной работе;

разработка теоретических положений исследования факторов, определяющих критерии надежности подсистемы "вентиляционная сеть" (блок "поверхностный комплекс вентиляционного ствола");

- разработка методик исследований, физических моделей, натурных экспериментов и участие в проведении экспериментальных работ по выявлению закономерностей аэродинамических процессов, происходящих в поверхностных комплексах вентиляционных стволов;

- обоснование и разработка методики долгосрочного прогнозирования режимов работы вентиляторов главного проветривания;

- обоснование и разработка алгоритмов исследования компоновки и проектирования подземных вспомогательных вентиляторных установок главного проветривания;

- обоснование, разработка и внедрение новых прогрессивных решений, способов и средств нормализации вентиляции подземных рудников с большим эквивалентным отверстием, имеющих труднопроветриваемые зоны (устройство уравнивания осевого усилия в центробежных вентиляторах двустороннего всасывания, уплотнения ляд с изменяющейся шириной герметизирующей поверхности, средства сокращения внешних утечек воздуха через устье вентиляционного ствола, подземная вспомогательная вентиляторная установка главного проветривания, передвижная подземная вентиляторная установка, забойная установка активного проветривания).

Апробация работы. Отдельные положения диссертации докладывались автором на совещаниях, семинарах и научно-технических конференциях, в том числе:

- научно-техническая конференция "Совершенство добычи и переработки калийных солей", Солигорск, 1988 и 1990;

- научно-техническая конференция по вопросам развития стационарных установок шахт, Донецк: 1988;

- научные чтения, посвященные 100-летию со дня рождения В.Б.Комарова, Ленинград, 1990;

- на кафедрах: рудничных стационарных установок ЛГИ, 1982; горной механики ППИ, 1986, 1989, 1992; охраны труда и рудничной вентиляции ППИ, 1987, 1989; горной механики МГИ, 1989; горной техники и технологии БФ ППИ, 1987, 1989;

- научно-техническая конференция "Комплексное освоение недр и охрана окружающей среды", Пермь, 1987;

- научный семинар по проветриванию рудников, Кунгур, 1989;

- международный симпозиум "Проблемы безопасности в зонах градопромышленных агломераций", М.-Пермь, 1995;

- международная конференция "Горные науки на рубеже ХХ1 века", М.-Пермь, 1997;

- технические совещания и советы АО "Уралкалий", АО "Сильвинит", ПО "Беларуськалий", 1984-97 гг.

В полном объеме диссертация докладывалась и обсуждалась на расширенных заседаниях УС Горного института УрО РАН в1997 году и кафедры экологии, аэрологии и охраны труда СПГГИ в 1998 году.

Публикации. Основное содержание проблемы, которой посвящена диссертация, опубликовано автором в 73 работах, в том числе, монографии, 13 авторских свидетельствах и патентах, подтверждающих новизну решений (43 из них приведены в списке в конце автореферата).

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения и приложений; изложена на 334 страницах машинописного текста и содержит 75 рисунков, 20 таблиц, список литературы из 300 наименований и 7 приложений.

В первой главе выполнен анализ причин неблагоприятного состояния охраны труда по фактору вентиляция подземных рудников с большим эквивалентным отверстием, имеющих труднопроветриваемые зоны, а также существующих способов и

средств улучшения проветривания и оценка возможности их использования; обоснованы цель и задачи исследований.

Во второй главе приведено исследование влияния подсосов воздуха с поверхности на вентиляционные параметры, разработаны критерии надежности блока "поверхностный комплекс вентиляционного ствола", обоснованы и исследованы принципиально новые решения по управлению внешними утечками воздуха, позволяющие повысить надежность подсистемы "вентиляционная сеть".

Третья глава посвящена обоснованию и получению закономерностей и методики долгосрочного вероятностного прогнозирования режимов работы вентиляторов главного проветривания применительно к вентиляционным сетям с большим эквивалентным отверстием.

В четвертой главе разработаны алгоритмы исследования компоновок и проектирования подземных вспомогательных вентиляторных установок главного проветривания с учетом горногеологических условий и алгоритм расчета вентиляционных сетей с такими установками, а также схемы подключения их к вентиляционным сетям.

Пятая глава посвящена исследованию, разработке и испытаниям на модели аэродинамической схемы передвижной подземной вентиляторной установки и забойной установки активного проветривания, получены аналитические зависимости для определения оптимальных геометрических параметров этих установок.

Шестая глава посвящена исследованию и промышленным испытаниям передвижной подземной вентиляторной установки как для проветривания труднопроветриваемых зон вентиляционной сети, так и для разгазирования системы горных выработок и забойной установки активного проветривания для активной вентиляции тупиковых горных выработок, получены их аэродинамические характеристики.

В заключении обобщены результаты исследований в соответствии с поставленными задачами и даны рекомендации по внедрению и совершенствованию перспективных направлений, способов и средств нормализации вентиляции подземных рудников с

большим эквивалентным отверстием, имеющих

труднопроветриваемые зоны.

Автор выражает благодарность за внимание и поддержку при выполнении работы, ценные советы и критические замечания всем, кто способствовал написанию этой работы и, в первую очередь, доктору технических наук Красноштейну Аркадию Евгеньевичу, сотрудникам Березниковской лаборатории стационар и лаборатории аэрогазодинамики и теплофизики Горного института УрО РАН, инженерно-техническим работникам АО "Уралкалий" (Березники), АО "Сильвинит" (Соликамск) и ПО "Беларуськалий" (Солигорск) за Сотрудничество при опытно-промышленных испытаниях и внедрении результатов работы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. Безопасность условий труда на подземных работах зависит от надежности системы "вентилятор-сеть" и определяется повышением надежности работы главного вентилятора, установлением закономерностей

аэродинамических процессов, происходящих в поверхностном комплексе вентиляционного ствола, и созданием комплекса способов и средств, сокращающих внешние утечки воздуха.

Систему "вентилятор-сеть" разделяют на подсистемы: "вентиляционная сеть", "вентиляторная установка главного проветривания", "методы расчета", "исходные данные". Подсистема "вентиляционная сеть" включает в себя два крупных блока -"внутрирудничная сеть" и "поверхностный комплекс вентиляционного ствола". Именно в блоке "поверхностный комплекс вентиляционного ствола" возникают отказы первого ранга, охватывающие всю вентиляционную систему рудника.

Выявить характер развития процесса позволили исследования влияния подсосов воздуха с поверхности на вентиляционные параметры при изменении величины подсосов Оп с последующим определением подачи Ов и давления Нв вентилятора; количества воздуха, поступающего в рудник Ор; сопротивления вентиляционной сети Р:с, рудника Рр, подсосов Яп; коэффициента утечек в

поверхностном комплексе вентиляционного ствола m = Qn/Ов.

Обозначив вентиляционные параметры системы без поверхностных утечек (система абсолютно надежна), как Qb = Qp = Qo, Нв = Но, Rc = Rp = Ro, Rn = Ron, для калийных рудников Верхнекамского месторождения определены зависимости:

Qb * Qo'1 = 1 + 0,1380m; (1)

Нв * Ho'1 = 1-0,38.10m; (2)

Qp* Qo"1 = 1 - 0,9700m; (3)

Rc* Ro"1 = 1 -0,5537m; .. (4)

Rp* Ro"1 = 1 + 0,9669m + 6,9587m2; (5)

Rn* (Ron)' '= 1 - 3,9687m + 3,8521m2, (6)

Пользуясь этими выражениями, возможно построить графики зависимости вентиляционных параметров от роста подсосов воздуха в поверхностном комплексе вентиляционного ствола и определить критерии надежности блока ~ , ■ .

Ф'пквс = Оо * Ор' = (1- 0,9700 т)'\ (7.) .

где Ф'пквс - критерий вероятности отказов по причине уменьшения количества воздуха, поступающего в рудник, и имеет гиперболическую зависимость.

Ф"пквс = (Ро * Рс"Т5 = (1- 0,5537 т)"03, (8) .. ,.-

где Ф"пквс - критерий вероятности отказов по причине разгерметизации поверхностных сооружений вентиляционного ствола и имеет также гиперболическую зависимость.

Влияние К - критерия аэродинамического старения элементов поверхностного комплекса вентиляционного ствола на общую надежность шахтной вентиляционной сети можно представить в

виде:

А' =

Л'

N

IlRo

/к: 1

-Ro\'Roi

N

где Ко и Яф - проектное (расчетное) и фактическое сопротивление поверхностного комплекса вентиляционного ствола;

Рй - изменение линейного сопротивления вентиляционных каналов вентиляторной установки главного проветривания (ввиду старения каналов оно выражает прососы и шероховатость);

^ - уменьшение сопротивления надшахтного здания (при старении выражает только прососы);

N - количество исследуемых ветвей вентиляционной сети.

Преобразуя (9) с учетом (4) и (6), получим значение К для вентиляционных стволов Верхнекамских калийных рудников: К = 1 - 2,1329 т3+ 6,0496 т2 - 4,5224 т (10)

В каналах прямоугольного сечения вторичные течения в двугранных углах оказывают существенное влияние на структуру течения и гидравлическое сопротивление. В результате численного и экспериментального исследования структуры течения в плоском канале с изломом оси были получены поля скоростей, давлений и поля характеристик турбулентности. Анализ геометрии вентиляционных каналов позволяет сделать заключение о разном количестве воздуха, подходящего к осевым направляющим аппаратам вентилятора, что закладывается при проектировании и при строительстве. Чтобы исключить это, необходимо обеспечить аэродинамическую связь входных коробок в непосредственной близости от рабочего колеса вентилятора, для чего получено выражение определения диаметра трубопровода <±гр, соединяющего входные коробки:

йтр = (6,5 а 1р Ок2/ ДН)1'5, (11)

где а - коэффициент аэродинамического сопротивления канала (трубопровода), 1р - расчетная длина канала, Ок - количество воздуха, проходящее по каналу, ДН - разность давления во входных коробках вентилятора.

Если канал выполняется не круглым (прямоугольным, трапециидальным и др.) в сечении, то минимальную площадь Бк можно найти по формуле:

Бк = (а 1р Р Ок2 / ДН)1'3, (12)

где Р - периметр канала.

Как показали натурные испытания, это позволяет исключить осевое усилие даже при углах рассогласования лопаток осевых направляющих аппаратов до 20°.

В воздухоподводящих каналах вентиляторных установок главного проветривания основной путь возникновения внешних утечек воздуха - уплотнение переключающих устройств (ляд). Количество этих устройств колеблется от 6 до 12 и зависит от типа вентиляторных установок

Основной принцип работы уплотнения ляды заключается в прижатии двух поверхностей определенной ширины, длины и жесткости, за счет чего достигается постоянная, не зависящая от внешних условий, герметизация стыка.

Суть предлагаемого способа управления внешними утечками воздуха, проникающими через уплотнения ляд, заключается в использовании изменяющейся конфигурации поверхности контакта под действием внешних сил. В нашем случае в качестве внешней силы выступает давление, представляющее собой разность статических давлений по обе стороны ляды. При увеличении этой разности увеличивается поверхность контакта уплотнений и ляда "самоуплотняется", то есть, чем больше .вероятность увеличения подсосов, тем герметичнее становится уплотнение.

Одним из путей реализации изложенного способа на практике может быть организация скоса кромки ляды и оклада под углом меньшим 90°. При этом ляда и оклад имеют прилегающие жесткие поверхности, параллельные друг другу, а уплотнитель крепится так, что огибает эти поверхности. Уплотнения изготавливаются из упругой резины.

Зависимость подсосов от изменения площади герметизирующей поверхности может быть найдена из выражения

Я Т Еи Н с13

Оп =--------------------а , (13)

(тд)2 V

где Оп - утечки воздуха через уплотнения, м3/с; тд - вес ляды, И; с) -периметр ляды, м; 1д а - тангенс угла скоса поверхностей ляды и рамы, к которым крепятся уплотнения, град; Я - универсальная га-

зовая постоянная, дж/моль*град; Т - абсолютная температура воздуха, К; EJ - жесткость конструкции уплотнения, где Е - модуль упругости, Н /м2; и - момент инерции, кг м2; V -кинематическая вязкость воздуха, м2/с; Н - разность давлений по обе стороны ляды, Па.

Анализ зависимости (13) и результатов экспериментальных исследований воздухопроницаемости уплотнения ляд данной конструкции позволяет сделать вывод о хорошей сходимости результатов выявленной на основании теории подобия и законов размерностей теоретической зависимости утечек (подсосов) воздуха через ляды с уплотнениями новой конструкции в функции ее геометрических размеров и перепада давлений по обе стороны с данными эксперимента.

Сократить объем внешних утечек воздуха через надшахтные здания возможно двумя путями. Первый путь - это непосредственная герметизация стен, пола и кровли надшахтного здания, второй -перераспределение депрессии между надшахтным зданием и верхней частью вентиляционного ствола, так, чтобы значительная часть ее приходилась на ствол. В результате этого снижается депрессия путей фильтрационных утечек.

Второй путь реализуется посредством продольной перегородки, которая внедряется в поток со стороны надшахтного здания. Часть потока, отделенная перегородкой, направляется в тупик - надшахтное здание, навстречу внешним утечкам.

Столкновение струи шахтного воздуха с потоком внешних утечек через надшахтное здание в верхней части ствола организует мнимую линию контакта воздушной завесы.

Математическая модель процесса взаимодействия встречных потоков в устье вентиляционного ствола, построенная на основе решения уравнения Мещерского И.В. для элементарных потоков, заключенных между двумя бесконечно близкими секущими по длине завесы параллельными плоскостями:

с1 V' с1 М

М — = р + Ч'о — ,

ей ей (14)

где V'- скорость движения элементарного объема; Р равнодействующая внешних сил, действующих на элементарный объем; с! М/с! I - единичная скорость изменения массы элементарного объема; \Ло- относительная скорость изменения элементарного объема.

Результаты решения математической модели в граничных условиях Н=0 —» 1-=1-п и 01=0 -> Оп=Отах дают возможность оптимизировать размеры продольной перегородки и величину площади сечения отделения ствола, по которому проходит полный поток воздуха в канал вентиляторной установки главного проветривания, исходя из требования уменьшения объема внешних утечек воздуха при условии сохранения количества воздуха, подаваемого в рудник.

Для реализации предложенных технических решений разработана номограмма изменения внешних утечек при установке перегородки в верхней части вентиляционного ствола.

Таким образом, рассмотренные научные положения, внедренные в производство, в целом являются путями повышения экономических показателей работы вентиляторных установок главного проветривания и надежности подсистемы "поверхностный комплекс вентиляционного ствола", что положительно влияет на безопасность вентиляции рабочих мест.

2. Надежность и безопасность вентиляции подземных рудников с большим эквивалентным отверстием определяется разработкой метода выбора вентилятора главного проветривания и заключается в долгосрочном вероятностном расчете прогнозных аэродинамических параметров работы вентилятора, выражая процесс изменений вентиляционных параметров как нестационарный случайный процесс.

Процесс изменений вентиляционных параметров рассматривается как нестационарный случайный процесс, который выражается через действительную неслучайную функцию и стационарный случайный процесс:

0,Р = У(1) = Х(0 + (15)

где О, Я - соответственно подача вентилятора и сопротивление вентиляционной сети; У(1) - нестационарная случайная функция; Х(1) -

стационарная случайная функция; f(t) - действительная неслучайная функция.

Для предсказания будущего значения параметра можно использовать имеющиеся методы прогнозирования стационарных случайных процессов.

Оптимальное прогнозирование достигается в случае, когда исходные данные (признаки) имеют нормальное распределение. Однако даже при предсказании случайных процессов вариация не равна нулю.

На базе теоретических обобщений в работе используется метод построения регрессионной модели процесса изменений режимов работы главных вентиляторов по среднеквартальным значениям их технологических параметров. Исходные данные берутся по главным вентиляторам калийных рудников, имеющих аналогичные условия отработки, за 5-7 лет непосредственно предшествующих периоду прогноза. Для получения достоверной модели с высоким уровнем надежности объем выборки принимается в размере 140 - 170 среднеквартальных исходных параметров.

Временной ряд можно представить регрессионной моделью, где коэффициенты регрессии являются основными показателями ряда, а уравнение регрессии для калийных рудников как для подачи вентилятора, так и для сопротивления вентиляционной сети представляет собой логарифмическую функцию вида:

f(t) = а + b Igt (16)

Оптимальное прогнозирование достигается в случае, когда исходные данные имеют нормальное распределение, однако даже при оптимальном прогнозировании нельзя рассчитывать на точное совпадение функций Yi(t) и Y*i(t).

.Последовательные значения остаточных разностей в действительности обычно автокоррелированы (не являются независимыми), а выводы для нормального распределения даются при условии независимости случайных величин.

Так как наибольшие отклонения в оценках соответствуют авторегрессионной схеме первого порядка, то

Zi= X(t) = raZi-1 * е , (17)

где га - коэффициент нормированной автокорреляционной функции; е-случайная независимая часть отклонения.

Тогда в общем виде прогнозную формулу можно записать, учитывая уравнение регрессии (16), посредством которого аппроксимируется тенденция развития процесса:

Y*i+1 = а + blgt + ral Zi+ ra2 Zi-1 *г, (18)

где Y*¡+1 - прогнозное значение функции для ¡+1 момента времени; t-время, соответствующее i+1 моменту времени; Z¡ - определяется по разности фактических Y¡(t) и расчетных f(t) значений в i-ый момент времени; Zi-1 - определяется аналогично.

Все величины рассчитываются по исходной заданной выборке. Величину s можно оценить как величину среднеквадратичного отклонения, выполняя расчет для прошлого периода, где значения вычисленных параметров известны.

Математическая модель динамического временного ряда представляется регрессионной моделью в сочетании со стационарным случайным процессом и случайной независимой составляющей, характеризуемой величиной среднеквадратичного отклонения. При этом прогнозируются только две составляющие: первая - уравнением регрессии, вторая - стационарным случайным процессом, третья составляющая при необходимости может моделироваться методом Монте-Карло.

Для калийных рудников при прогнозных расчетах режимов проветривания целесообразно пользоваться уравнениями регрессии изменения значений параметров во времени, а не от технологических факторов.

Расчет по разработанной методике пргнозирования режимов работы главных вентиляторов калийных рудников дал хорошую сходимость результатов прогноза с действительными режимами работы главных вентиляторов на срок 15-16 лет, что позволяет выбрать наиболее рациональный вентилятор главного проветривания и обеспечить надежную и безопасную вентиляцию подземных рудников с большим эквивалентным отверстием.

3. Повышение уровня охраны труда для тяжелых условий подземных рудников реализуется через разработку алгоритма проектирования подземных вспомогательных вентиляторных установок главного проветривания, основанного на детальном анализе аэродинамических схем вентиляторных установок с учетом горно-геологических условий места их расположения,

специфических технологических факторов и схем подключения к вентиляционным сетям.

Разработана методика исследования компоновки подземных вспомогательных вентиляторных установок главного проветривания, позволяющая оптимизировать конструктивные элементы вентиляторных установок по аэродинамическим и горногеологическим условиям (рис. 1).

Анализ составных элементов подземных вспомогательных вентиляторных установок главного проветривания производится в сравнении: с элементами вентиляторных установок, располагаемых на дневной, поверхности.

Из рис. 1 видно, что часть элементов в подземных вспомогательных вентиляторных установках главного проветривания отсутствует, а часть приобретает новое качество, причем некоторые элементы . могут быть выполнены из массива горных пород. Некоторые элементы могут присутствовать только в подземных вспомогательных вентиляторных установок главного проветривания, а выполнение их для вентиляторных установок на поверхности нецелесообразно или невозможно.

Подземные вспомогательные вентиляторные установки главного проветривания, как и вентиляторные установки главного проветривания на поверхности, должны составлять одно целое в комплексе аэродинамических качеств, отвечающих определенной аэродинамической схеме. На сегодняшний день строительство подземных вспомогательных вентиляторных установок главного проветривания осуществляется с явным копированием всех элементов поверхностных вентиляторных установок, чтобы соблюсти все особенности уже существующих аэродинамических схем, хотя, в ряде случаев, это не всегда оправдано. В подземных условиях в целике горных пород можно осуществлять компоновочные схемы, обладающие лучшими, чем на поверхностных

I Поверхностные' вентиляторы

Тип

Кор пус

Вращающиеся части

Привод

Гидросистема

Подводявде каналы

Диффузоры

Переключающие устройства

Реверсивные устройства

Глушитель шума

Система пшепо-давдения

система управления и автоматизации

Система контроля

I

Т. под шипни ков

Т. обмоток злек-трс-двига геля

Подземные вентиляторы

Тот

Вращающиеся части

Привад

Переме щение ляд • и ОНА уст ройство для

сброса мощности

Гид-рос ис тема

Камера большого сечения (выработки)

Выработки

Переключающие устройства

Реверсивные кроссинг

Камера (выработка)

Система управления

и автоматизации

Система контроля

Режимы

Тепловой

Газовый

Пылевой

Здания Гарные выработки

Фундаменты

Фундаменты + горный массив

Рис; 1. Сравнение вентиляторных установок главного проветривания и . . подземных вспомогательных вентиляторных установок главного проветривания по.основным элементам.

вентиляторных установках, аэродинамическими качествами с исключением ряда строительных и монтажных работ. Это обуславливается, как правило, возможностями в пространственном измерении (по длине выработок) и стесненными условиями по созданию больших площадей обнажения при достаточной устойчивости выработок.

В отличие от вентиляторной установки, расположенной на дневной поверхности, подземная вспомогательная вентиляторная установка главного проветривания является горно-техническим сооружением со специфическими особенностями, поэтому немаловажным является принцип подхода к выбору места ее расположения в горном отводе шахтного поля. Факторы, влияющие на выбор места сооружения такой вентиляторной установки, неоднозначны, и в разных ситуациях преобладающее значение может быть отдано одному или совокупности факторов, определяющих как эффективность работы вентиляторной установки, так и надежность ее эксплуатации (рис. 2).

Расположение подземной вспомогательной вентиляторной установки главного проветривания в шахтной вентиляционной сети может быть самое разнообразное, в результате чего проветривание может осуществляться всасывающим, нагнетательным или комбинированным способом, а подключение к вентиляционной сети может выполняться как посредством выработок, соединяющих камеры подземной вентиляторной установки с вентиляционными выработками, так и в разрыв вентиляционной сети.

Таким образом рациональная компоновка и проектирование подземных вспомогательных вентиляторных установок главного проветривания с учетом горно-геологических мест их расположения позволяют надежно распределить воздух по крыльям шахтного поля или горизонтам и улучшить условия труда.

4. Безопасность и эффективность вентиляции труднолроветриваемых зон подземных рудников с большим эквивалентным отверстием зависит от достижения стабильных аэродинамических характеристик для аэродинамических схем вентиляторных эжекторных установок, вытекающих из взаимосвязи оптимальных конструктивных и технических параметров.

| Начало!

Ввод исходных данных

Выполнение элементов из массива горных пород

Компоновка

I р1 Каналы

йзаимоевяэь элементов

И Диффузоры

Ч Входные элементы

Д^гя рабочей зоны

Из 2-3

!В5НТП-

¡ляторов

КомпойоЕка с трубой Бентуси (зкокткруп-щий эффект)

Рабата 6=э перемычки

Работа! через пере- | мьг^ку

Для всей вентиляционной сети, сети крыла, горизонта

Из 2-х вентиляторов (рз-ООЧнИ, резервный)

Рз£с-та одновременно ДВУХ вентиляторов (раб., резерв)

Работа в реверсивном режиме

Подключение к вентиляционной сети

I

Вблизи Е5лйэи

возду- венти-

хопо- ляцион-

дающих ных

ство- стволов

лов

Нз крыльях шахтного поля

В выра-

ботках

(вбли-

зи) ра-

бочих

гон

Обводной канал

Изменение направления вращения ротора

вентилятора

Камера " осаждения пыли п по-Еьяие-ния статично- : кого ! давления!

В разрыв вентиляционных вы-раСоток

Посредством соединяющих с вентиляционными штреками выработок

Рис. 2. Блок-схема алгоритма проектирования подземных вентиляторных установок с учетом горно-геологических условий.

Как показывают расчеты и опыт совместной работы вентиляторных установок главного проветривания и подземных вспомогательных вентиляторных установок главного проветривания распределяют воздух по крыльям шахтного поля или горизонтам, а далее в труднопроветриваемые зоны воздух подается мобильными вентиляторными установками большой производительности и малого давления. Вентиляторы-эжекторы решить эту задачу однозначно не могут, так как не имеют постоянных аэродинамических характеристик. Передвижные подземные вентиляторные установки -вентиляторные установки эжектирующего типа - имеют постоянные аэродинамические характеристики и при работе на конкретную вентиляционную сеть имеют возможность регулирования по подаче в широких пределах.

Целью модельных испытаний передвижной подземной вентиляторной установки было определение расходных характеристик и установление ее оптимальных геометрических параметров. При этом была принята во внимание слабая зависимость аэродинамических характеристик от числа Рейнольдса, что позволяет с достаточной уверенностью переносить результаты модельных экспериментов на натуру.

В камере смешения происходит выравнивание параметров воздуха по всему сечению, что сопровождается возрастанием статического давления.

При проведении экспериментов был учтен факт малого аэродинамического сопротивления сети, в связи с чем на входе и выходе модели установки не устанавливались дополнительные местные сопротивления.

В процессе эксперимента исследовались различные варианты расположения сопла относительно конфузора ЬЮ (рис.3) и,

ь

С 6 . 1н 1 10 а , 5 с

г I 4 !

Л -' V

¡1—- 1 м1 Ч1- <

Рис.3. Аэродинамическая схема передвижной подземной вентиляторной установки с цилиндрической камерой смешения.

соответственно, его зеркального отображения - имитатора сопла относительно диффузора. Это позволило определить зависимость коэффициента эжекции от Ь/О. Определялись также значения коэффициента давления, характеризующего перепад давления в камере смешения.

На основании результатов модельных испытаний получены зависимости для определения оптимальных размеров передвижной подземной вентиляторной установки с разными вентиляторами, результаты расчетов по которым приведены в табл.1.

О /С!2=1,5 (19)

С12/С!1=210 (20)

Б /с!1=3,0 (21)

1к/1д =1 ,ЗЮ (22)

ЬЮ =2,0 (23)

I Ю * 3,33 (24)

Таблица 1.

Основные геометрические параметры передвижной подземной вентиляторной установки для разных вентиляторов

Вентилятор <3, ¿г О Од I» 'я I Ь а б с

В-2М 400 200 600 820 820 800 800 2000 1200 400 400 462

ВМ-4 400 200 600 820 820 800 800 2000 1200 400 400 462

ВМ-5 500 250 750 1030 1030 1000 1000 2500 1500 500 500 583

ВМЭ-6 600 300 900 1240 1240 1200 1200 3000 1800 600 600 700

ВМЭ-8 800 400 1200 1650 1650 1600 1600 4000 2400 800 800 974

ВМЭ-12 1200 600 1800 2470 2470 2400 2400 6000 3600 1200 1200 1400

Основными вопросами при проведении испытаний передвижной подземной вентиляторной установки является определение аэродинамических и энергетических характеристик и доработка ее конструктивных элементов, а также влияние работы на воздухораспределение в вентиляционной сети рабочих зон (сети из ограниченного количества выработок) как в прямом режиме подачи воздушной струи, так и в реверсивном.

Передвижная подземная вентиляторная установка работает через перемычку и имеет постоянные аэродинамические

характеристики в выработках любого сечения и полностью исключает возможность работы в режиме циркуляции.

Такая вентиляторная установка может располагаться на воздухоподающих или вентиляционных выработках труднопроветриваемых зон с различным аэродинамическим сопротивлением, работая в нагнетательном или всасывающем режиме.

При этом определение аэродинамических характеристик вентиляторной установки осуществлялось дросселирующей перемычкой с окном регулируемого сечения. При испытаниях установки в режиме всасывания для обеспечения равномерного поля скоростей воздушного потока после дросселирования перемычка устанавливалась на расстоянии не менее 6-10 диаметров выработки от установки.

Передвижная подземная вентиляторная установка выполняется по зеркальной схеме с целью создания установки, способной развивать одинаковые параметры (аэродинамические характеристики) как при нормальной работе, так и при работе в реверсивном режиме. Определение аэродинамических характеристик для прямой и реверсивных схем включения производились по одной методике испытаний.

На основании модельных и опытно-промышленных испытаний получены аэродинамические характеристики для разных марок вентиляторов, и характерным является то, что для нерегулируемых вентиляторов (В-2М, ВМ-4) возможно получить зону использования за счет перемещения сопла эжектирующего воздуха относительно камеры смешения (рис. 4). Пунктиром показана область работы вентиляторных установок, регулируемая путем перемещения сопла вентилятора относительно камеры смешения.

Промышленные испытания, проведенные в течение четырех лет на Верхнекамских калийных рудниках, показали высокую надежность их работы, что позволяет обеспечить надежную и безопасную вентиляцию труднопроветриваемых зон. 'Область применения таких установок может быть значительно' расширена. Они с успехом могут быть использованы для беструбного проветривания тупиковых выработок небольшой протяженности,

н,

даПа

1 го

г

В "13 -8

ВМЭ-и

¡8КЭ-6 /

5 1С \5 20 25 35 45 55 Й5 во 95 1(0 м3/с Рис. 4. Аэродинамические характеристики передвижной подземной

особенно при необходимости их быстрого разгазирования. Высокая эффективность может быть получена при эксплуатации в качестве вентиляторов-турбулизаторов в камерах большого объема или в других условиях для ликвидации застойных зон, а также при разгазировании не только одиночных выработок, но и системы сильноразветвленных выработок с применением серии передвижных подземных вентиляторных установок. Как показал опыт разгазирования северо-восточной части шахтного поля рудника СКРУ-2 АО "Сильвинит" при массовом обрушении пород кровли и выделении горючих и ядовитых газов (до 900 ООО мЗ), опрокидыванием вентиляционной струи по всем направлением, разрушением вентиляционных сооружений ударной волной и загазованием выработок по трем отрабатываемым пластам серией из четырех установок в течение 19 часов удалось разгазировать и установить надежную и управляемую вентиляцию как в северовосточной части шахтного поля, так и во всей вентиляционной сети рудника.

В вентиляционных сетях или участках вентиляционных сетей с большим эквивалентным отверстием, требующих повышенного расхода воздуха, где передвижные подземные вентиляторные установки не обеспечивают необходимую подачу, возможен вариант установки подземных вспомогательных вентиляторных установок без перемычки с использованием части горной выработки в составе

вентиляторной установки.

установки (выработка является камерой смешения) и возможностью включения в работу нескольких вентиляторов.

Таким образом применение передвижных подземных вентиляторных установок и подземных вспомогательных вентиляторных установок позволяет обеспечить безопасную, надежную и эффективную вентиляцию труднопроветриваемых зон подземных рудников с большим эквивалентным отверстием.

5. Безопасность и надежность проветривания тупиковых горных выработок зависит от интенсивности воздухообмена в призабойном пространстве (где происходит массовое выделение вредностей - газов и пыли), определяющие разработку конструкции, аэродинамику и схемы размещения забойных установок активного проветривания на призабойном оборудовании, их аэродинамические показатели, обеспечивающие надежный отброс вредностей из призабойного пространства по тупиковой горной выработке на исходящую струю.

Осуществить повышение безопасности проветривания тупиковых горных выработок позволяет способ активной вентиляции забоев с применением забойной установки активного проветривания, которая конструктивно схожа с передвижной подземной вентиляторной установкой и располагается на оборудовании проходческо-очистного комплекса.

Необходимый объем воздуха является величиной постоянной, переменной величиной выступает совокупность факторов, присущих способу проветривания камеры. Например, при нагнетательном способе проветривания постоянное снижение объема воздуха на конце трубопровода происходит по мере возрастания длины трубопровода (по причине увеличения утечек и увеличения аэродинамического сопротивления трубопровода), что относится и к всасывающему способу проветривания. Однако трубопровод удлиняется по мере проходки выработки. Значит, определив критическую длину выработки, исходя из условий применяемого способа проветривания, мы находим комплексный показатель, позволяющий определить максимальное расстояние проветривания, при котором в каждом сечении выработки расход воздуха будет не менее расчетного.

Эту длину выработки, условно названную максимально допустимой безопасной для способа активной вентиляции забоя тупиковой горной выработки, можно получить с помощью расчета, выполненного с применением известных фундаментальных методов.

Общая длина проветривания тупикового хода определится из суммы 1ву и 1_кр :

Т» ,, - Г*Г ОВуБк I шах = ЬВу + 1,кр = ЗлА% н--:-

где Ыпах - максимально допустимая безопасная длина камеры, м; 1-ву - максимально допустимое расстояние расположения вентиляторной установки от забоя, м; Эк - сечение одного комбайнового хода, м2; Ову - подача вентиляторной установки, м3/с; Ок - расчетное количество воздуха для проветривания камеры, м3с; Ьо - величина расстояния от стенки горной выработки до стенки вентиляторной установки, м; Эву - сечение вентиляторной установки,

Формула (25) может быть рекомендована для расчета максимально допустимой безопасной длины камеры, так как в ней, по данным, полученным в ходе предварительного расчета Ок, и по данным, определяемым замерами непосредственно при проветривании тупиковой горной выработки Ову, Бк, Бву, Ьо, происходит определение размерной величины, достаточно полно характеризующей способ проветривания выработки применительно к конкретным условиям.

Применение способа беструбного проветривания тупиковых горных выработок с применением забойной установки активного проветривания, расположенной в призабойной части проводимой тупиковой выработки, позволяет повысить безопасность ведения горных работ в плане надежности проветривания очистных забоев тупиковых выработок.

Производительность забойной установки активного проветривания, изготовленной на основе серийного вентилятора

(25)

лылеотсоса В2М комбайна Урал 20КСА, составила от 7,0 до 10,2 м3/с из-за разного конструктивного исполнения вентиляторов.

По результатам расчетов и натурных исследований средняя скорость потока в половине сечения выработки при длине 300 метров составит 0,28 м/с, что больше минимально допустимой (0,15 м/с) на 87 процентов.

Динамика вентиляционной ситуации в процессе проходки выработки выглядит следующим образом:

- источник движения воздуха по тупиковой горной выработке находится в призабойной части;

- по мере проходки выработки источник движения воздуха удаляется от устья;

- при некоторой критической длине выработки объем выноса загрязненного воздуха из выработки на штрек становится меньше необходимого дебита, рассчитанного для безопасного разжижения поступающего в забой и во всю выработку загрязнителя (пыли или газа).

Наиболее характерная серия опытно-промышленных испытаний была проведена на горном участке N 4 - 10-й восточной панели рудника БКРУ-4 АО "Уралкалий" на пяти комбайновых комплексах с комбайнами типа Урал-20 КСА - NN 36; 42; 57; 59; 222 (рис. 5).

гг

Рис.5. Средняя скорость воздушного потока, измеренная в половине сечения тупиковой горной выработки: С,-К Д О - соответственно комбайны Урал 20 КСА NN 57,36, 42, 59, 222

Серия шахтных опытно-промышленных испытаний предложенного способа показала, что наблюдается снижение концентрации пыли на рабочем месте машиниста комбайна в 6 - 8 раз и машиниста самоходного вагона при загрузке в 3 - 5 раз по сравнению с нагнетательным способом. Наблюдения учитывали тот факт, что поведение мелкодисперсной пыли во многом схоже с поведением газов. Мощный циркуляционный контур, создаваемый забойной установкой активного проветривания, обеспечивает постоянное перемещение воздушных масс по тупиковой горной выработке, повышая турбулизацию потоков. Вследствие чего предпосылки к слоевым скоплениям газа в куполообразных или восходящих частях тупиковых выработок будут полностью исключены ввиду невозможности стратификации воздушных потоков по плотности при высоких скоростях струй воздуха. Наблюдения за газовой обстановкой на всем протяжении проводимых выработок в пределах одной рабочей зоны позволяют говорить об отсутствии накопления горючих и ядовитых газов.

Таким образом, применение способа активной вентиляции очистных забоев тупиковых горных выработок позволяет:

- подать свежий воздух, непосредственно на проветривание призабойной части тупиковой выработки;

- произвести отброс газов из призабойной зоны в момент их выделения на длину, превосходящую длину очистной камеры;

- организовать интенсивный воздухообмен призабойной части выработки;

- не допустить стратификацию потока воздуха по плотности, поэтому исключить слоевые скопления газов в восходящих частях выработок.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации, представляющей собой законченную научную работу, теоретически обоснован и разработан прошедший испытания в натурных условиях калийных рудников комплекс взаимосвязанных

высокоэффективных методов и средств безопасного, надежного и эффективного проветривания и управления проветриванием подземных рудников с большим эквивалентным отверстием, имеющих труднопроветриваемые зоны, совокупность которых можно квалифицировать как новое крупное достижение в рудничной аэрологии, направленное на повышение уровня охраны труда при подземной разработке месторождений полезных ископаемых.

Основные теоретические положения, конкретные научные результаты, выводы и практические рекомендации сводятся к следующему:

1. Доказано многолетними систематическими наблюдениями и их анализом, что безопасность и надежность вентиляции подземных рудников с большим эквивалентным отверстием, имеющих труднопроветриваемые зоны, характеризуемая действием целого ряда вредных факторов, не отвечает требованиям нормативных документов, регламентирующих параметры проветривания в рабочих зонах и на рабочих местах; по результатам обследования режимов проветривания калийных рудников средняя величина внешних утечек воздуха составляет 30-40 % от подачи вентилятора главного проветривания, внутренних утечек - 25-35 %, поэтому для обеспеченности расчетным количеством воздуха рабочих зон вентилятор главного проветривания работает с максимальной подачей, а иногда меняется на более мощный.

2. Получены аналитические и графические зависимости надежности блока "поверхностный комплекс вентиляционного ствола" подсистемы "вентиляционная сеть" при изменении утечек воздуха через вентиляторную установку главного проветривания и надшахтное здание вентиляционного ствола; установлено, что критерий Ф'пквс, характеризующий вероятность отказов по причине уменьшения подачи воздуха в рудник, имеет гиперболическую зависимость, критерий Ф"пквс, характеризующий вероятность отказов по причине разгерметизации поверхностных сооружений вентиляционного ствола, имеет также гиперболическую зависимость, а влияние аэродинамического старения (разрушения) поверхностного комплекса вентиляционного ствола на общую надежность шахтной вентиляционной сети выражается критерием К, имеющим экспоненциальную зависимость.

3. Обоснован и разработан на основе метода численного моделирования течений в канале с изломом оси, экспериментальных исследований на модели и в натурных условиях способ и средства устранения осевого усилия на рабочее колесо в центробежном вентиляторе двустороннего всасывания, наиболее простым из которых является обеспечение аэродинамической связи между входными коробками вентилятора (воздуховод), что повышает надежность работы вентилятора главного проветривания; получены зависимости для определения геометрических размеров воздуховода.

4. Исследована и разработана на основе аналитических, модельных и натурных экспериментов конструкция уплотнения ляд вентиляционных каналов с изменяющейся шириной герметизирующей поверхности, получена теоретическая зависимость воздухопроницаемости уплотнения ляд такой конструкции; увеличение герметизации ляд вентиляционных каналов является одним из путей повышения надежности и экономических показателей работы блока "поверхностный комплекс вентиляционного ствола".

5. Разработан способ и средства борьбы с внешними утечками воздуха, базирующийся на теоретических и практических результатах исследований процессов взаимодействия потоков в верхней части вентиляционного ствола при внесении продольной перегородки и предложены средства, позволяющие увеличить эффективность способа (полки на ярусах расстрелов, конфузорные сужения и воздуходувки, расположенные на пути отделенного потока шахтного воздуха); перенесение значительной части депрессии надшахтного здания на верхний участок вентиляционного ствола позволяет достичь меньшей аэродинамической нагрузки на пути фильтрационных утечек, что дает возможность увеличить межремонтный срок службы надшахтных зданий при сохранении их герметичности; выведены зависимости выбора основных параметров продольной перегородки для условий конкретного рудника и оценки эффективности планируемого мероприятия по снижению внешних утечек воздуха.

6. Разработана методика расчета прогнозных режимов работы вентиляторов главного проветривания калийных рудников, обеспечивающая выбор наиболее рационального вентилятора

главного проветривания на срок его эксплуатации (20-25 лет) для безопасной и надежной вентиляции подземных рудников с большим эквивалентным отверстием; процесс изменений вентиляционных параметров рассматривают как нестационарный случайный процесс, который можно выразить через действительную неслучайную функцию и стационарный случайный процесс; взятые через равные интервалы времени данные о параметрах проветривания являются динамическим временным рядом, математическая модель которого представляет собой регрессионную модель в сочетании со стационарным случайным процессом и случайной независимой составляющей, характеризуемой величиной среднеквадратичного отклонения.

7. Разработаны алгоритмы исследования компоновок и проектирования подземных вспомогательных вентиляторных установок главного проветривания, основанные на детальном анализе аэродинамических схем вентиляторных установок с учетом горно-геологических условий, места их расположения, специфических технологических факторов и схем подключения к вентиляционным сетям, позволяющие получить оптимальные варианты компоновки узлов и расположение вентиляторных установок, обеспечивающих повышение уровня охраны труда для различных условий эксплуатации их на подземных рудниках; приведены схемы подключения подземных вспомогательных вентиляторных установок главного проветривания к вентиляционным сетям; алгоритм расчета вентиляционных сетей с подземными вспомогательными вентиляторными установками главного проветривания и передвижными подземными вентиляторными установками.

8. Обоснованы теоретические предпосылки создания передвижной подземной вентиляторной установки для обеспечения безопасных и комфортных условий труда в труднопроветриваемых зонах подземных рудников с большим эквивалентным отверстием и разработана ее аэродинамическая схема; на основании результатов модельных испытаний получены зависимости для определения оптимальных геометрических параметров передвижной подземной вентиляторной установки с разными вентиляторами; получены аэродинамические характеристики на основе модельных и натурных

исследований для различных типов вентиляторов, и характерным является то, что для нерегулируемых вентиляторов в передвижной подземной вентиляторной установке (В-2М, ВМ-4) возможно получить зону использования за счет перемещения сопла эжектирующего воздуха относительно камеры смешения; реализована схема эффективного разгазирования и проветривания значительных площадей сильноразветвленных выработок большого сечения (северо-восточная часть шахтного поля рудника СКРУ-2 АО "Сильвинит") с применением серии передвижных подземных вентиляторных установок при обильном выделении горючих и ядовитых газов и сильно нарушенной схеме вентиляции; разработана аэродинамическая схема подземной вспомогательной вентиляторной установки с использованием части горной выработки в составе установки для вентиляционных сетей или участков вентиляционных сетей с большим эквивалентным отверстием, требующих повышенного расхода воздуха.

9. Разработана конструкция забойной установки активного проветривания на основе аналитических и натурных исследований для обеспечения активной безопасной вентиляции тупиковых горных выработок на технологическую длину (до 300 м), организующая интенсивный воздухообмен в призабойной зоне, обеспечивающая расчетное поступление воздуха в камеру и на проветривание забоя; определены оптимальные размеры забойной установки активного проветривания и наиболее рациональное место установки на оборудовании проходческого комплекса, не мешающее технологическим операциям; получена аналитическая зависимость для определения максимальной длины проводимой выработки с учетом типоразмера вентилятора забойной установки активного проветривания, сечения камеры и факторов, определяющих необходимое количество воздуха для проветривания камеры; проведены исследования и анализ пылевой и газовой обстановки при активной вентиляции тупиковых горных выработок в наиболее характерных сечениях при проходке тупиковой выработки, при этом наблюдается снижение концентрации пыли на рабочем месте машиниста комбайна в 6-8 раз, а машиниста самоходного вагона (при загрузке) в 3-5 раз по сравнению с нагнетательным способом; наблюдения за газовой обстановкой на всем протяжении

проводимых выработок в пределах одной рабочей зоны позволяют говорить об отсутствии накопления горючих и ядовитых газов.

10. Результаты диссертационной работы использованы в нормативно-технических и нормативно-методических документах, регламентирующих безопасные условия ведения горных работ на калийных рудниках, и внедрены в производство в АО "Уралкалий", АО "Сильвинит" и ПО "Беларуськалий".

Основные научные положения и научные результаты опубликованы в следующих работах:

1. Влияние внешних утечек на надежность подсистемы "Вентиляционная сеть"// Проблемы безопасности при эксплуатации месторождений полезных ископаемых в зонах градопромышленных агломераций. Материалы международного симпозиума 5Р?М-95.-Екатеринбург, 1997.-С. 188-194. (Соавторы: В.В.Минин, Е.В.Десятов, Д.Н.Алыменко).

2. Исследование закономерностей подсосов (утечек) воздуха через надшахтное здание и вентиляционные (реверсивные) каналы// Известия вузов. Горный журнал.-1980.-Ы 7.-С. 95-100.

3. Влияние подсосов воздуха на экономичность работы вентиляторных установок главного проветривания// Повышение эффективности технологических процессов на калийных рудниках.-Л.: 1980,-С. 94-101.

4. О влиянии подсосов (утечек) воздуха с поверхности на вентиляционные параметры рудника II Калийная промышленность: Научно-технический реферативный сборник / ИИИТЭХИМ,- М., 1981,-N З.-С. 14-16.

5. Природа осевого усилия в центробежных вентиляторах двустороннего всасывания// Комплексное освоение и охрана окружающей среды.Тез. докп. науч.-техн. конфер.- Пермь, 1987.-С.58.

6. Определение осевого усилия в вентиляторах двустороннего всасывания// Разработка калийных месторождений. Материалы докл. науч.-техн. конфер,- Пермь, 1989,- С. 89-93. (Соавторы: В.В.Минин, ААНорин).

7. Уравнивание осевого усилия в центробежных вентиляторах двустороннего всасывания// Аэрология калийных рудников. Материалы Всесоюзной науч.-техн. конфер.- Свердловск: УрО АН СССР. 1989,- С.13-14. (Соавторы: А.И.Чекмасов, В.В.Минин,

A.А.Норин).

8. Уплотнение ляд с изменяющейся шириной герметизирующей поверхности// Деп.рукопись ЦНИИцветмет экономики и информации 11.11.88. N 1717-88 деп.

9. Снижение внешних утечек воздуха на рудниках и шахтах// Горный журнал,- 1994,- N б,- С. 46-47. (Соавторы: В.В.Минин, Л.М.Папулов).

10. Высокоэффективные способы управления внешними утечками воздуха на шахтах с большим эквивалентным отверстием. Препринт, ПНЦ УрО РАН,- Пермь, 1994,- С.30. (Соавторы:

B.В.Минин, Л.М.Папулов).

11. Методика расчета эффективности борьбы с поверхностными подсосами в устье вентиляционного ствола// Аэрология калийных рудников. Материалы Всесоюзной науч.-техн. конфер. - Свердловск: УрО АН СССР, 1989,- С. 12-13. (Соавтор: В.В.Минин).

12. Некоторые аспекты результатов испытаний способа предотвращения поверхностных подсосов // Проблемы безопасной разработки калийных месторождений,- Минск.: 1990. С. 147-148. (Соавторы: В.В.Минин, С.В.Ренжина).

13. Методическое руководство по ведению горных работ на рудниках Верхнекамского калийного месторождения (монография).-М.: Недра, 1992.-470 с. (Глава 8 - раздел 8.3.4).

14. Энергосберегающее проветривание рудников с малым аэродинамическим сопротивлением (на примере калийных рудников) // Горный вестник,- 1995,- N 4,- С. 55-59. (Соавторы:

A.Е.Красноштейн, В.В.Минин, Н.Н.Мохирев, Л.М.Папулов,

B.И.Фоминых)

15. Долгосрочное прогнозирование режимов работы главных вентиляторов калийных рудников// Записки ЛГИ. Рудничные стационарные установки и гидрофицированные горные машины.-Л.:1983.- т.97,- С. 43-48.

16. Прогнозирование режимов работы вентиляторов главного проветривания Верхнекамских калийных рудников// Известия вузов. Горный журнал,- 1986,- N 3,- С. 52-54.

17. Исследование и разработка методов управления динамическими системами "Главные вентиляторные установки -рудничная вентиляционная сеть"// Проблемы безопасной разработки калийных месторождений,- Минск.: 1990. С. 135-136.

18. Подземные вентиляторные установки // Проблемы безопасной разработки калийных месторождений,- Минск, 1990,- С. 138-139. (Соавторы: В.В.Минин, А.И.Чекмасов).

19. Подземные вентиляторные установки - средство охраны воздушного бассейна// Вопросы экологии и рационального природопользования Березниковско-Соликамского экономического района. Материалы Всесоюзной науч.-техн. конфер. - Березники, 1991,- С. 72-73. (Соавторы: А.И.Чекмасов, В.В.Минин, А.А.Норин).

20. Подземные вспомогательные вентиляторные установки главного проветривания// Проблемы безопасности при эксплуатации месторождений полезных ископаемых в зонах градопромышленных агломераций. Материалы международного симпозиума SRM-95.-Екатеринбург, 1997,- С. 194-201. (Соавторы: А.Е.Красноштейн, В.В.Минин, Д.Н.Апыменко).

21. Подземные вентиляторные установки //Известия вузов. Горный журнал. 1997. - N 9-10. С. 57-62.

22. Вентиляторные эжекгорные установки //Перспективы и пути создания малоотходной и комплексной переработки титановогои магниевого сырья. Материалы Всерооссийской науч.-техн. конфер. -Березники, 1996. - 17-18. (Соавторы: А.Е.Красноштейн, В.В.Минин, Д.Н.Алыменко).

23. Использование кинетической энергии вентилятора главного проветривания для снижения внешних утечек воздуха// Горные науки на рубеже ХХ1 века. Тезисы докл. Междунар. конфер. М.-Пермь, 1997,- С. 118-119. (Соавторы: В.В.Минин, Южанин А.С.).

24. Подземные вентиляторные установки для нормализации вентиляции труднопроветриваемых зон// Проблемы безопасности при эксплуатации месторождений полезных ископаемых в зонах градопромышленных агломераций. Тез. докл. Междунар. симпоз. М-Пермь.: 1995. С. 6-7, (Соавтор: В.В.Минин).

25. Обеспечение устойчивой вентиляции труднопроветриваемых зон рудников с большим эквивалентным отверстием. II Проблемы безопасности при эксплуатации месторождений полезных ископаемых в зонах градопромышленных агломераций. Тез. докл. Междунар. симпоз. М-Пермь.: 1995. С. 82-84. (Соавторы: А.Е.Красноштейн, В.В.Минин, Н.Н.Мохирев).

26. Подземная вспомогательная вентиляторная установка. // Безопасность труда в промышленности. - 1995. N 5. - С. 22 - 25. (Соавторы: А.Е.Красноштейн, В.В.Минин).

27. Струйное проветривание тупиковых выработок// Горные науки на рубеже ХХ1 века. Тезисы докл. Междунар. конфер. М.Пермь, 1997. - С. 97-98. (Соавторы: В.В.Минин, Чистяков А.Н.).

28. Проветривание и массоперенос при проведении тупиковой горной выработки комбайновым комплексом// Проблемы образования, научнотехнического развития и экономики Уральского региона. МАтериалы Всероссийской научн.-практич. конфер.-Березники, 1996. - С 68-69.

29. Источник тяги для вентиляции труднопроветриваемых зон// Проблемы безопасности при эксплуатации месторождений полезных ископаемых в зонах градопромышленных агломераций. Материалы международного симпозиума ЗРМ-95,- Екатеринбург, 1997,- С. 201206. (Соавторы: А.Е.Красноштейн, Е.В.Десятов, Д.Н.Алыменко, Л.М.Папулов, В.И.Фоминых).

30. Повышение безопасности проветривания тупиковых выработок// Проблемы безопасности при эксплуатации месторождений полезных ископаемых в зонах градопромышленных агломераций. Материалы международного симпозиума БИМ-Эб,-Екатеринбург, 1997,- С. 206-210. (Соавторы: А.Е.Красноштейн, В.В.Минин, В.И.Фоминых, Л.М.Папулов).

31. Совместная работа поверхностного и подземных источников тяги на рудничную вентиляционную сеть// Проблемы безопасности при эксплуатации месторождений полезных ископаемых в зонах градопромышленных агломераций. Материалы международного симпозиума ЭИМ-Эб,- Екатеринбург, 1997,- С. 210213. (Соавторы: А.Е.Красноштейн, В.В.Минин, Д.Н.Алыменко, В.А.Стукалов).

32. Способ разгазирования участка шахтного поля при возникновении крупных аварийных ситуаций (на примере рудника СКРУ-2 АО "Сильвинит")// Проблемы безопасности при эксплуатации месторождений полезных ископаемых в зонах градопромышленных агломераций. Материалы международного симпозиума SRM-95.-Екатеринбург, 1997,- С. 214-218. (Соавторы: А.Е.Красноштейн, В.В.Минин).

33. Ляда самоуплотняющаяся / A.C. N 911047, Бюл. N 9, 1982.

34. Способ предотвращения подсосов воздуха через устье выдающего вентиляционного ствола / A.C. N 1484023, ДСП, 1989. (Соавторы: В.В.Минин, Б.Н.Толмачев).

35. Вентиляторная эжекгирующая установка / Патент N 2027013, Бюл. N 2, 1995. (Соавторы: Л.М.Папулов, В.В.Минин, А.И.Чекмасов, А.А.Норин, А.Л.Кемкин).

36. Вентиляторная эжектирующая установка / Патент N 2030590, Бюл. N 7, 1995. (Соавторы: Л.М.Папулов, В.В.Минин, А И.Чекмасов, А.А.Норин, А.Л.Кемкин).

37. Вентиляторная эжекгирующая установка I Патент N 2057945, Бюл. N 10, 1996. (Соавторы: В.В.Минин, Л.М.Папулов, А.Е.Красноштейн).

38. Способ проветривания тупиковой выработки / Патент N 2054553, Бюл. N 5, 1996. (Соавторы: В.В.Минин, В.И.Фоминых, Л.М.Папулов).

39. Способ проветривания тупиковой горной выработки / Патент N 2064588, Бюл. N 21, 1996. (Соавторы: В.В.Минин,

A.Е.Красноштейн, Л.М.Папулов).

40. Устройство для уравнивания осевого усилия ротора центробежного вентилятора / Патент N 2011891, Бюл. N 8, 1994. (Соавторы:

B.В.Минин, А.И.Чекмасов, А.А.Норин, С.П.Дьяков).

41. Устройство для предотвращения подсосов воздуха через устье выдающего вентиляционного ствола / Патент N 1686179, Бюл. N 39, 1991. (Соавторы: В.В.Минин, Б.Н.Толмачев).

42. Способ предотвращения подсосов воздуха через устье выдающего вентиляционного ствола / Патент N 1816396, ДСП, 1990. (Соавторы: В.В.Минин, Б.Н.Толмачев, С.В.Ренжина).

43. Вентиляторная установка в подземном исполнении / Патент N 1775000, Бюл. N41, 1992. (Соавторы: В.В.Минин, Л.М.Папулов}.