автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.03, диссертация на тему:Разработка способов преодоления естественной тяги при проветривании наклонных карьерных тоннелей

КОМИТЕТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО ¡ШАШШТШ

г; 3 институт горного дела (игд)

£ t i.. * 4 к 'v*

УДК 622.454.2 IIa я рас an руконпеа

ОКЛАДНИКОВ Александр Викторович

РАЗРАБОТКА СПОСОБОВ ПРЕОДОЛЕНИЯ ЕСТЕСТВЕННО!! ТЯГИ ПРИ ПРОВЕТРИМШИ НАКЛОННЫХ ШШШ ТОННЕЛЕЙ

Специальность 05.15.03 - "Откригая разработка ноотороздевя.!

подсеннх покопаемте"

Ляюрзфзрат дасссртгдиз па сопокшпю учаноЯ стопсхш' налтлдата тсзаслосгсщ: пазя

Екатврапбург - 1993

Работа выполнена в Уральской государсгвешой горно-геодогаческоИ

акадйша

Научный руководитель; доктор технических наук, профессор В.А.Ярцев

О^дналыше- оппонсиш: доктор те:силчос1шх наук, профессор В.С.Хохряков

каид-агд'л' технических наук, егарашй вдутый созгрудннк М.Ы.Конорзэ

Вздуеао ярздаряятпв - АООТ "Ураидедоромпроак*".

Защага дассаргьцна сссгонгел £) » 1293г. с

Т ;

•' часов т. васзданав специшаза^овакного сояега К. 141.06.01 в Инсииугв горного дзда Ксшгоуа № по шхадлургак.

Охзнв на овгорофзраг в диуг экземплярах, заверенный гербовой пачатьэ оргаавзищш, проспи бы сила? ь по адрзсу: 620219, р. Екамринбург, ГСЦ~£26, ул. Ц.Сябаряка, 58, Инсмиу? горного кэяа» учоисму секретарю спецсоЕгга.

0 днссорхацкзй ыохво ознаксшиься с бЕблногакз Ипотихуга. Авгорафэраг разослан " « хзэзг.

Учений секрагарь специализированного

совата, кащшдая гехкичасшас каук _

-—" Б.Г.Кивнхо

Общая характеристика работы

С увеличением глубины карьерой возникают трудности при вскрытии и освоении глубоких горизонтов, сокращается рабочее пространство, возрастает расстояние 'Транспортирования, затрудняется размещение транспортник коммуникаций, усложняется обмой транспортних средств, ухудшается экологическая обстановка и т.д. Все эти причини ведут к значительному росту себестоимости конечной продукции, доля транспортных затрат в которой достигает 60 %. Одной из задач реконструкции и технического перевооружения горнорудных предприятий является максимальное использование электрифицированного железнодорожного транспорта с вводом его в карьеры на глубину до 300 м и болов.

Применение на Сарбайском карьере ССШО впервые в мировой горнодобывающей практике железнодорожных наклонных тоннелей (тупиковых съездов) позволило без нарушения технологии ведения горных работ увеличить темпы понижения яелезнодоронного транспорта к повысить эффективность процесса за счет экономии в автотранспортном звене. Однако эксплуатация Сарбайскюс тоннелей выявила ряд проблем, отразившихся на провозной способности, безопасности и стабильности их работы. Основной и самой слошгой оказалась проблема организации проветривания тоннелей. Наличие меятоннельных естественных тяг, обусловленных значительной разницей высотных отметок порталов тоннелей и отличием температур воздуха в тоннелях и карьера, внесло дезорганизацию в предусмотренное проектом воздухораспределение. Самопроизвольное изменение направления движения воздушного потока в зимний период приводило к обмерзанию тоннелей, разрушении обделки, простоям.

По указанным причинам прямой материальный ущерб в зиму 1985-66 гг. составил 150 тыз. рублей и, при отсутствии эффективных злоосбов преодоления астаственной тяги о увеличением передо, зиыых объемов, мог бы достичь гораздо больших размеров.- Решаемая е диссертации задача аесьма актуальна.

Целью работы является разработка эффективных способов преодолении естественной тяги при проветривании наклонных тоннелей на открытых горных работах.

Идва работы еаключается в преодолении естественной тяги путем увеличения аэродинамического сопротивления тоннелей при одновременном увеличении количества подаваемого главной вентиляторной установкой воздуха, что позволяет в максимальной степени повысить устойчивость вентиляционной системы в целом.

Методами исследования являются анализ к теоретическое обобщение данных фактического состояния проветривания тоннелей, лабораторное моделирование, производственный эксперимент, тех- ' нико-эксномкчеокое сравнение вариантов с примененном ЭШ.

Основные научные положения, шностлше на защиту

- при проектировании наклонных карьерах тоннелей следует учитывать действие естественной тяги, наличие которой являотся ткнеЗшим фактором, определяющим оостояниз их вентиляции;

- комплексное использование разработанных автором средств увеличения аэродинамического сопротивления тоннелей путем устройства припортальных вентиляционных дверей с аентиляторама противодавления, использования устройства центробежных воздугано--вихревых за^ас, установки аэродинамических диафрагм, позволяет обеспечить необходимые для созддшя устсй'ГЕчой вентиляции ао^о-динашчеагло параметры тошилей.

- количество воздуха, необходимое для проветривания тоннелей долито, наряду с другими факторами, определяться из условия создани противодавления действующей естественной тяго.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждена:

- достаточным объемом экспериментальных материалов, подученных л шахтных у ело лиях, тоннелях и на специальных физичеогах моделях при пропедении исследований;

- учетом большого числа определяющих факторов и отражением их в математической модели;

- положительными результатами использования теоретических и экспериментальных разработок в ходе опытно-промышленных испытаний и внедрении способов и средств преодоления естественной тяги.

Новизна научных результатов исследований заключается а том, что вперлые:

- разработана методика расчета количества воздуха для карьерных тоннелей, учитывающая действие межтоннелышх естественных тяг;

- определена зависимость сопротивления аэродинамических диафрагм от их площади, угля установки, шага установки и скорости воздушного потока;

- определена зависимость коэффициента местного сопротивления входа от формы входа в тоннель;

- получена экспериментальная зависимость естественной тяги в Сарбайских тоннелях от температуры наружного воздуха;

- разработан способ увеличения аэродинамического сопротивления горной выработки, основанный на закрутке воздушного

потока;

- разработан способ предотвращения утечек воздуха через вентиляционную дверь при помощг. вентиляторов противодавления;

- разработан способ замера межтоннельных естественных тяг;

- разработана конструкция центробежной воздушно-вихревой завесы.

Практическая ценность работы состоит в том, .что на основании выполненных исследований разработаны:

- методика расчета количества воздуха для карьерных тоннелей;

- способы преодоления естественной тяга при проветривании наклонных карьерных тоннелей;

♦

- комплекс мероприятий по созданию управляемой вентиляции Сарбайских тоннелей.

Реализация результатов работы.

Внедрение способа противодействия естественной тяге посредством припортальных автоматических вентиляционных ворот с вентиляторами противодавления на наклонных железнодорожных тоннелях Сарбайского карьера ССГПО позволило обеспечить управляемую вентиляцию тоннелей и дополнительно перевезти через тоннели за 1986-91 гг. 4090 тыс. тонн горной массы и подучить экономический ьффект в размере 1579,5 тыс. рублей.

Устройство центробежных воздушно-вихревых завес в комплексе с аэродинамическими диафрагмами реализовано в проекте на строительстве второй очереди Сарбайских тоннелей.

Апробация работы. Диссертационная работа и отдельные ее разделы были доложены на научно-технических конференциях ССП10 г. Рудный в 1986, 1989 гг. в Уральском горном институте г. Екатеринбург в 1987, 1988, 1989 гг., в институте Гипроруда в г. Санк-

-Петербурге (1992г.), на Всесоюзной научно-технической конференции "Проблемы разработки глубоких карьеров и пути их решения" а г. Кривом Роге (1967г.) в институте ВИОГЕМ в г. Белгороде (1989г.).

Публикации. Результаты исследований опубликованы в 7 работах, имеется авторское свидетельство на изобретение.

Объем работы.Диссертация состоит из введения, 6 глаз и заключения, изложенных на 188 страницах машинописного текста, включает 42 рисунка, 10 таблиц, список использованных источников из 117 наименований и 3 приложения.

Основное содержание работы

Применение наклонных железнодорожных тоннелей, как элементов развития существующей транспортной схемы на Сарбайском карьере не заменяет, а дополняет существующую транспортную схему и позволяет полностью использовать действующие коммуникации. Капитальные затраты, связанные с ее созданием значительно нике, чем в иных вариантах тоннельного вскрытия. Тоннели язлякяся продолжением железнодорожных транспортных коммуникаций, которые вынесены за продели рабочей зоны карьера, что позволяет без нарушения технологии ведения горных работ увеличивать темпы понижения железнодорожного транспорта. Расширение области применения железнодорожного транспорта по глубине разработки, осуществляемое с целью улучшения горно-технических условий эксплуатации автомобильного транспорта, позволяет в целом повысить эффективность транспортного процесса за счет экономии в автотранспортном звене.

Ка стабильность и безопасностт работы карьерных наклонных тоннелей определлгдае влияние оказывает организация их теплового

режима, зависящего от устойчивости схемы вентиляции.

Самопроизвольное изменение направления движения воздушного потока из-за действия естественной тяги в зимний период приводит к обмерзанию тоннелей. Последствия воздействия воздуха с отрицательными температурами на общее состояние тоннельных конструкций и обустройств значительны и разнообразны. К наиболее существенным, угрожающим безопасности движения поездов, относятся: образование наледей, пучение грунтов, перемерзание дренажных и водоотводных устройств, появление в обделке значительных температурных напряжений, которые вызывают ее разрушение. Обследования, приводимые на тоннелях МПО, расположенных в условиях сурового климата, показали, что затраты на ремонтно-восстановительные работы на каждый метр в некоторых, недавно построенных тоннелях БАМа соизмеримы, а в отдельных случаях даже превышают затраты на сооружение одного метра нового тоннеля.

В настоящее время основным направлением исследовательских работ по изысканию эффективных способов преодоления негативного воздействия отрицательных температур в тоннелях МПС является их гидроизоляция. Эффективных мер по предупреждению поступления холодного воздуха в тоннели и способов противодействия естественной тяге не разработано.

Исходя из изложенного была выбрана тема диссертационной работы, основными задачами которой являются:

- исследование межтоннельных естественных тяг;

- разработка эффективных способов и средств нормализации тоннельной вентиляции.

Разработка комплекса мер по созданию устойчивой вентиляции Сарбайских наклонных железнодорожных тоннелей.

Проектом вентиляции предусмотрен нагнетательный способ про-

ветрилания (рис. Г). | Проектная схема вентиляции

г7--Т^

-80* *

Рис. I

Для подачи воздуха используется ¡¡кне-с&рбайсшй водоотливной ствол и часть выработок дренажной шахт Сарбайского карьера. Однако с пуском в эксплуатация первой очереди тошюлей обеспечить нормальное функционирование проектной схемч вентиляции не удалось из-за недоучета естественной тяга между верхними и нижними порталами тоннелей. Причиной образования естественной тяги является разница в высотных отметках порталов и разница температур воздуха в карьере и тоннелях. В связи с незначительны* аэродинамическим сопротивлением тоннелей (0,00050 Н'с^/м8) зона действия вентилятора главного проветривания, практически, оканчивается в районе сопряжения верхних и нижних ветвей тоннелей. Венткляция наклонных ветвей тоннелей огазалась полностью зависимой от

естественной тяги. В зимнее время, когда температура наружного воздуха ниже чем в тоннелях, имеет место поступление воздуха в шшше тоннели и удаление чэрез верхние, летом устанавливается обратное движение.

Анализ работ, посвященных методам расчета величины естественной тяги шахт показывает, что применение существующих способов расчета для действующих карьерных тоннелей затрудайтельно. Теоретические расчеты не учитывают ряд Факторов, влияющих на величину естественной тяга, характерных для условий эксплуатации тоннелей. Температура' шахтного воздуха достаточно стабильна и определяется только условиями теплообмена между воздухом и породами. Температурный режим в тоннелях в значительной степени зависит от температуры наружного воздуха и вентиляционной ситуации, которая определяется интенсивностью движения технологических поездов по тоннелям, влиянием "поршневого эффекта", объемами холодного (зимой) или теплого (летом) наружного воздуха, вносимого в тоннели, составили с горной массой и др. Использование общепринятых формул в данной ситуации может привести к большим ошибкам. С другой стороны вполне достоверные данные могут быть получены путем непосредственных замеров естественной тяги предложенным в работе способом.

Для измерения естественной тяги между смежными тоннеля® использовался герлетичный металлический трубопровод, проложенный по тоннелям I и 1а от верхнего до нижнего порталов. Концы трубопровода снабжались специальными насадками, позволяющими исключить влияние скоростного напора на измеряемую величину депрессии в трубопроводе. Трубопровод снабжен штуцером для подключения 'микроманометра 1.Ш-250. Параллельно с изменением, депрессии'естественной тяги проводилось наблюдение за, температур-

ним режимом в тоннелях и на припорталышх площадках в карьере при помощи термографов.

В исследованиях, посвященных проветриванию железнодорожных тоннелей ШО и тоннелей метрополитена, установлено существенное влияние движения составов на состояние вентиляции. Движение состава вызывает появление тек называемого поркневого эффекта. С целью определения влияния порщневого эффекта на проветривание Сарбайоких тоннелей проведены промышленные эксперименты. •

Скорость движения поезда составляла 20 км/ч, скорость воздушной струи 0,8 м/с, время движения поезда по тоннелю 10 минут. Перепад давления, создаваемый движущимся поездом составил 9,5 дПа. Направление движения воздуха при входе состава в тоннель изменялось на обратное. Движение поезда вызывало приток более 80 м3/с воздуха из карьера. Восстановление вентиляции после ухода поезда из тоннеля происходило только через 30-50 секунд. Изменение направления движения воздуха в подводящих выработках при перемещении поезда в тоннелях но наблюдалось.

На основании полученных результатов внесены изменения в проектную схему электрической централизации включения рельсовых цепей.

Внедрение указанного мероприятия позволило значительно (в 9-10 раз) сократить объемы холодного воздуха, вносимого составом за счет поршневого эффекта и стабилизировать температурный режим тоннелей.

Для Сарбайских тоннелей рассмотрено несколько вариантов схем вентиляции. Одним из основных условий обеспечения управляемой вентиляции, является решение вопросов, связанных с подводом максимального количества воздуха к каждой очереди тоннелей и исключением действия естественной тяги меж,^ ними. Расчеты возду-

хораспределения при каждой схеме проведены на ЭВМ ЕС-1035. В качестве походной информации при реализации программы приняты данные, полученнив на основании депрессионно-анемометрической съемки. В результате проведенного анализа установлено, что наиболее эффективной с точки зрения подвода воздуха является схема независимой подачи к каждой очереди тоннелей. Соответствующие коррективы по трассировке и сечению подводящих выработок внесены в проокт строительства второй очереди тоннелей.

Создание управляемой вентиляции во внутрикарьерных тоннелях -- тупиковых съездах возможно за счет повышения создаваемого вентилятором давления на сопрякениях наклонных ветвей тоннелай, которое должно быть больше, чем величина межтоннельной естественной тяга. Повышение давления достигается увеличением количества воздуха, подаваемого вентилятором к сопряжениям тоннелей или путем искусственного повышения аэродинамического сопротивления тоннелей.

Существующие положения расчета количества воздуха для тоннелей МПС, метрополитена, а также для подземных горных выработок не учитывают действия естественной тяги, В диссертационной работа предложена методика расчета количества воздуха для тоннелей, эксплуатируемых в условиях карьеров, учитывающая действие естественной тяги. Количество воздуха необходимого для проветривания первой очереди Сарбайских тоннелей, подсчитанное с учетом этого метода представлено на рис. 2.

В практике организация проветривания шахт широко применяются средства отрицательного регулирования распределения воздуха мекду горизонтами, участками, блоками, выработками, Увеличением сопротивления одной или группы выработок добиваются не только требуемого вогдухораснределения, но и повышения сопротивления воей сета или ее участков.

График количества воздуха необходимого для проветривания I очзреди Сарбайогах тоннелей

В диссертационной работе установлена зависимость количества воздуха 0, , преходящего через тоннель, лр! наличии скоростное го напора, обусловленного ветром от величины коаффицкента ызот-ного сопротивления £ ,

где Лг ~ тепловая депрессия, Па;

¿и* » скоростной напор ветра, Па;

/ - коэффициент аэродинамического сопротивления тошеля,

К-с2-я"4;

Ь - длина тоннеля, м;

Р - периметр поперечного сечения тоннеля, ;.«; .

£ ~ площадь поперечного оечагаш тоннеля, ыг;

^ - средашй удельный вес воздуха в тоннеле, Н/ма; оС - ускорение свободного падешш, м/с .

Изменяя форму яхода в тоннель, мокно существенно влиять на

' Исследование влияния диафрагм на изменение сопротивления тон-долей проводилось на модели, выполненной с соблюдением условий подобия. Определены зависимости коэффициента аэродинамического сопротивления от трех факторов; угла наклона диафрагм; расстояния между диафрагмами; скорости движения воздуха (рис. 3). Проверка результатов исследований па модели проведена в условиях тоннеля й I Сарбайокого карьера. На опытном участке длиной 100 м были установлены по стенкам тошгаля вертикальные диафрагмы из прорезиненной ткани сродней площадью 5,1 м2 с шагом установки в 6 м. До установки диафрагм на участке был определен коэффициент оС Аналогичные наблюдения выложены после их установка. Сопротивление

участка без диафрагм 0,000045 Н«с2/м®, с диафрагмами 0,000159 о, о

Н'С /ы . В процессе монтажа диафрагм и эксплуатации тоннелей па опытна! участке выявлены недостатки этого способа: снженне видимости сигналов для маданиста локомотлза; сникелше уровня освещенности тоннелей; повышение пожарной опасности; увеличение эксплуатационных расходов и др. В этой связи использование аэродинамических диафрагм а карьерных тоннелях предпочтительно на прнпорталышх участках или и комплексе с центробежными воздуано-вихравыми завесами. При этом для их устройства необходимо применять прозрачные, эластичные, несгораемые материалы.

Применение автоматических вентиляционных дверей, устанавливаемых на порталах тоннелей, является наиболее эффективным способом увеличения аэродинамического сопротивления тоннелей. Работа, дверей основана на принципе шлюзования смежных тоннелей. Зеличины

Зависимости коэффициента аэродинамического сопротивления и :

а) от угла наклона диафрагм;

б) от расстояния мзкду диафрагмами;

в) от скорости дпикегаш поздуха

с*, НС1

0.0*, 0,0.3

0,02 0,0/ О

** —и— —

У /

/

не1

~7ГГ

0,0ь ДЙ5

до?

0.О!

о

I

ч

лЛ

0,04 0,03

о, ел 0,0/ г;

гГ*

/ v

/ / 43--V

1 - - -

•»да

6

#оо й б л/у

ЛУ

А»

ис

. з.

иоиротиэления дверей тоннелей Сарбайского карьера, определенные методом натурального исследования составили: тоннеля I -

- 0,0312 Н'с2/м8, тоннеля 2 - 0,0371 Н»с2/м8, тоннеля Iй -

- 0,0554 Н-с^/м8, тоннеля 2а - 0,0542 Н-с2/м8 (сопротивление дверей тоннелей 1а и 2й определено с работающими вентиляторами противодавления). Портальные вентиляционные двери должны быть достаточно хорошо герметизированы. Применение электрической тяги предопределяет необходимость оставления проема в сечении двери для контактного провода. В зимний период при больших величинах естественных тяг и открытых дверях ча верхнем портале смежного тоннеля в проем уотремляется холодный воздух. Известные способы предотвращения утечек через вентиляционные двери осиояачы на пршенении различных, уплотнителей и направлены на уменьшение утечек через неплотности небольшой площади, возникающие при сопряжении конструктивных элементов, из которых состоит дверь. Для предотвращения поступления через технологический проем воздуха и увеличения аэродинамического сопротивления двери продлокен новый способ, защищенный авторским свидетельством. Принципиальное стличие предлагаемого способа состоит в том, что создают свободную струю воздуха, ориентированную в технологический проем во встречном, по сравнению с утечками, направлении и изменяют ее производительность. При этом свободам струя заполняет проем и делает его непроницаемым для утечек, а количество воздуха, поступающего через неплотности в дверях, компенсируется количеством воздуха, возвращаемого через проем свободной струей, так что воздух в дверь в виде утечек в выработку не поступает, а ляль циркулирует около двери. Производительность свободной струн выбираетоя таким образом, чтобы количество воздуха, поступающего через щели в двери, полностью

ев компэноиролалооь, а тякко с учетом тсго, чтобы через проем

осуществлялся проектный режим вентиляции выработки, где усталовлона вентиляционная дверь.

Согласно раочету пс предложенным формулам в вентиляторной установке у портальных дверей Сарбайских тоннелей использованы два параллельно работающих вентилятора СШ-6 суммарной производительностью 14 г!2/с при перепаде давлений 1200 Па. С целью проверки эффективности предложенного способа проведены экспериментальные наблюдения. Исследования включали в себя измерение температуры по высоте тоннеля на разном удалении от двери, при различных скоростях и направлении движения воздуха.

Необходимость соблюдения условий использования дверей отрицательно сказывается на провозной способности тоннелей. Применение шлюзовых вентиляционных дверей в условиях карьерных тоннелей не оказывает влияния на их провозную способность в случае, если интервал движения технологических поездов через тоннель, обеспечивающий необходимую производительность, в 1,3-1,4 раза больше, чем время движения груженого поезда через шлюз (от нижнего портала до верхнего). В условиях СарбаЙского карьера расчетная максимальная нагрузка на тоннели с учетом применения шлюзовых дверей монет достигнуть 1,0-2,0 млн.т горной массы в месяц, что на 23 % меньше проектной.

В этих условиях более эффективными являются способы увеличения аэродинамического сопротивления тоннелей, обеспечивающие постоянство этого увеличения, и устройство дверей следует рассматривать как часть комплекса мероприятий, применяемых в экстремальных ситуациях.

В Сарбайских тоннелях впервые л практике внедрена центробежная воздутшо-вихревая завеса. Она является новым регулятором воздуха распределения л аахтных и других вентиляционных сетях, осно-

ванным на явлении увеличения сопротивления движения потока при его закрутке.

Испытания завесы в промышленных условиях проводились в горной выработке Сарбайского дрзнажного комплекса, тлеющей арочную форлу,. закрепленной набрызг-бетоном. В.выработке были установлены два вентилятора "Проходка-500 м" суммарной производительностью 8 м3/с, которые создавали движение воздуха по касательной и периметру сечения выработки. При этом перепад от аэродинамического воздействия вихревой завесы достиг 43,5 Па.

Исследование возможностей приведенных способов и средств по преодолению межтоннелышх естественных тяг для Сарбайских тоннелей проводилось методом математического шдедирования. Анализ полученных результатов показал, что схема вентиляция тоннелей устойчива и обеспечивает подачу проектного количества воздуха в каждую ветвь тоннелей в следующих температурных границах:

- при работе главной вентиляторной установки от +6° С до +10° С;

- при работе главной вентиляторной установки в комплексе с вентиляторами противодавления у порталов от +3° С до +13° С;

- при работе главной вентиляторной установки в комплексе с вентиляторами противодавления у порталов и центробежными воздуино--вихревыми завесами от -12° С до +26° С;

- при работе главной вентиляторной установка в комплексе с центробежными воздуй;ю-ппхревши завесами и автоматический® вентиляционными дверями с вентиляторами противодавления устойчивость схемы обеспечиваотся практически при любых температурных условиях, характерных для региона.

Для оперативного управления системой средств преодоления естественной тяги на пульт горного диспетчера предусмотрен цнвод

сигнализаторов и кнопок управления автоматическими вентиляционными дверями с вентиляторами противодавления и центрсбе<шыми воздул-но-вихревши завесами. Разработаны графики оперативного управления ими.

ЭАШЯЖИЕ

На основании теоретических обобщений и экспериментальных исследований в диссертационной работе решена научная и практическая задала по исследованию и разработке эффективных способов преодоления естественной тяги при проветривании наклонных тоннелей, применяем« на открытых горных работах.

Основные научные и практические результаты работы сводятся к следующему:

1. Предложен способ измерения естественной тяги в условиях действуют« тоннелей. Определена эмпирическая зависимость величины естественной тяга от температурных параметров наружного воздуха для Сарбайских тоннелей;

2. Лсследояано алияниэ дьтущэгооя состава на состояние вентиляции тоннелей. На основании полученных результатов предложены рекомендации, которые реализованы на тоннелях Сарбайского карьера;

Методом математического моделирования определена оптимальная схема подвода воздуха к внутрикарьерным тоннелям. Соответствующие коррективы внесены в проект строительства второй очереди Сарбайских гоннелей;

4. Установлено, что основными принципиальными возможностями преодоления негативного воздействия естественных тяг на вентиляцию внутрикарьерных тоннелей являются увеличение подачи свежего воздуха в тоннели вентилятором главного проветривания и повышение

азродинашчеокого сопротивления тоннелей.

5. Разработана методика расчета количества воздуха для тоннелей, эксплуатируемых в условиях карьеров, учитывающая факторы:

- действия естественной тяги;

- минимально-допустимой скорости движения воздушного потока для эффективного выноса гшии;

- газовыделения при работе машин с двигателями внутреннего сгорания, занятых на ремонтных работах ъ тоннелях;

- максимального количества людей, работающих одновременно в тоннелях;

6. Разработаны способы увеличения аэродинамического сопротивления тоннелей.

Установлена зависимость количества воздуха, проходящего через тоннель (при наличии ветрового напора) от нелишни коэффициента местного сопротивления входа. Разработана методика расчета.

Выполнены лабораторные и промышленные исследования по определению эффективности аэродинамических диафрагм, действующих по принципу вентиляционных окон. Получены зпвисимости коэффициента аэродинамического сопротивления от угля наклоне диафрагм, расстояния между ними, скорости дпикения воздушного потока. Установлено, что'использование диафрагм дает увеличение аэродинамического сопротивления тоннелей в 3-4 раза. Доны практические рекомендации по использованию диафрагм.

Предложен принципиально новый способ увеличения аэродинамического сопротивления тоннелей, основанный на закрутке возданного потока. Разработана конструкция воздушной цонтробзгноншхровой яавеси. Прозодепы исследования эффективности работы завесы на лабораторной установке и в про™плечных условиях на дрена«ном комплекса Сарбайского карьера. Внедрение зявес осуществляется ir> второй очэрэди Сарбагенк тоннеле;1.

Предложен способ увеличения сопротивления тоннелей посредством установки автоматических вентиляционных дверей ьа порталах, работающих на принципе шлюзования смежных тоннелей. В качестве компенсатора утечек воздуха через портальную дверь предложены вентиляторы противодавления. Способ лнодран на Сарбайоких iокне тих. Экономический эффект от его внедрения на первой очереди тоннзлой за 19ЭС-91гг. составил 1579,5 тыо. рублей.

7. Методом математического моделирования определен оптимальный вариант применения комплекса разработанных средств преодоления естественной тяги для Сарбайских тоннолеЯ. Разработан график оперативного управления системой вентиляции том-нелзй для диспетчерского персонала.

Осьовнье полокэнич диссертации опубликованы в следующие работах.

1. Окладников A.B., Григорьев Л.Ф. Некоторые особенности эксплуатации наклонных железнодорожных тонне яей в условиях действующего карьера //' Проблемы разработки глубоких карьеров и пути их решония / ^териалы Всесоюзной научно-технической конференции. - Кривой tov, 1987. - с. 49-50.

2. Ярцев В.А., Рожнвва В.К., Окладников A.B. Проветривание транспортных тоннелей Сарбайсксго карьера СОГПО // Иав. ВУЗов, Горный журнал. - 1966. - .4 I, - с. 46-53.

3. Окладников A.B., Лукашенко А.Г., Ожигов Ю.С. Наклонные железнодорожные тоннели на карьерах // Горный куриал, - 1989. -- Ü 12. - о. 14-17.

4. Олладкакоп А.З., Солоьшнь. Т.В. Применение яьклоядаис

железнодорожных тоннелей на Сарбайском карьере ССГПО // тезисы докладов научно-технической конференции молодых ученых и специалистов. - Белгород, Х9В9. - о. 17-18.

б. Ярцев В.А., Рожнеда В.К., Окладников A.B. Вихревая воздушная завеса // Изв. ВУЗов. Горный журнал. - 1991. - № 4. -- с. 61-63.

6. Ярцев В.А., Рожнева В.К., Окладников A.B. Снижение интенсивности естественной циркуляции холодного воздуха в тоннеле // Изв. ВУЗов. Горный журнал. - 1991. - !Ь 5. - о. 46-48.

7. А.о. № I514957 (CCCF) Способ предотвращения утечек через вентиляционную дворъ / Ярцев В.Л., Рожнева В.К.,

Токмаков В.В., Окладников A.B.

Поломано к печати 09.10.93. Фора? бумаги 60x24 I/IG Поч.л.1. Тпраз ICO_____

ротапрзш? УГИ"г.Екаторзибург ,уд .КуМшова 30