РЕКОМЕНДАЦИИ ПО СОВЕРШЕНСТВОВАНИЮ СХЕМЫ ПРОВЕТРИВАНИЯ РУДНИКА «МОЛОДЕЖНЫЙ»

  • А.А. КАМЕНСКИХ Горный институт УрО РАН

Аннотация

Рудник ведет добычу олова на месторождении «Фестивальное». Находится руд- ник в Хабаровском крае недалеко от Комсомольска на Амуре. Добираться до рудника необходимо через Хабаровск, и далее 450 км по грунтовке на автомобиле. Рудник был введен в эксплуатацию в 1971 году по проекту, разработанному в 1963 году. После полной остановки рудника в 2009 году старые вентиляционные установки глав- ного проветривания ВОКД 2,4 и ВОД-21 были выведены из рабочего состояния и в после- дующем демонтированы, а здания ГВУ подверглись частичному разрушению, восстановле- ние которых, на данный момент, является экономически нецелесообразным. Для безопасного ведения горных работ предусматривается временная схема вен- тиляции. При данной схеме проветривание горных выработок рудника "Молодежный" предусмотрена передвижная вентиляционная установка на базе вентиляторов ВМЭ- 12А, которая служит в качестве вентилятора главного проветривания. С 2013 года рудник пытаются реанимировать и выйти на проектную производи- тельность в 600 тыс. тонн руды в год. Сейчас производительность рудника составляет 240 тыс. тонн в год. Пик добычи руды достигал 1,2 млн. тонн руды в год. В мировом масштабе Россия добывает 1/100 часть олова, но при большом потреблении этого оказывается недостаточно, чтобы обеспечить нужды промышленности. Была поставлена следующая задача: выбрать вентилятор главного проветривания, который сможет обеспечить проветривание рудника при выходе на максимальную произво- дительность и с максимальным удалением горных работ. Сотрудники рудника настаивали на установке вентилятора эжекторного типа на базе существующих вентиляторов рудника. 316 ----------------------- Page 317----------------------- Для построения математическая модель, на которой проводились вычисления, были произведены замеры необходимых параметров по всему руднику. Как оказалось, в процессе исследования, в сбойке между штольней Капитальная и штольней Транспортная был установлен вентилятор эжекторного типа на базе венти- лятора ВО-12,5. На рис. 1 представлена схема вскрытия р. Молодежный. Изначально месторождение было вскрыто тремя вертикальными стволами. Пре- дусматривалось проветривание северной и южной части участка рудника по нагнета- тельной схеме вентиляционной установкой главного проветривания ВОКД 2,4, распо- ложенной на поверхности в районе ствола Эксплуатационно-вспомогательном. ВОД-21 располагался на Вентиляционном стволе. На данном этапе, в основном, идет отработка запасов на вышележащих горизон- тах: 525, 585, 650 метров и опустились на 500 горизонт, далее планируют вести отра- ботки до 310 горизонта, а в процессе будут проводить новые изыскания. Рудник «Молодежный» относится к типу нагорных рудников, проветривание которых заключается в отсутствии единой сборной исходящей струи воздуха и значи- тельным влиянием на проветривание естественной тяги. Рис. 1. Схема вскрытия р. Молодежный Месторождение «Фестивальное» не склонно к горным ударам и не опасно по внезапным выбросам горючих газов. Руды и породы не склонны к самовозгоранию. Среднегодовая температура воздуха составляет + 2,5°. Наиболее низкая темпе- ратура воздуха опускается до 40 - 43° (январь); максимально жаркий период приходит- ся на июль, когда температура достигает 35° - 38° С. Сезонное промерзание грунтов происходит на глубину 2,5 - 3,0 м. Естественная тяга большую часть года помогает работе подземной передвижной вентиляторной установке эжекторного типа (ППВУЭТ), а в теплое время года работает в противонапоре с ППВУЭТ. Максимальная амплитуда колебаний естественной тяги в течение года составляет около 701 Па, при этом, оказывает существенное влияние на работу ППВУЭТ. Как выяснилось, в результате обработанных данных, установленный вентилятор 3 не обеспечит расчетное количество воздуха (150 м /с) при максимальном развитии гор- ных работ. 317 ----------------------- Page 318----------------------- Для рудника «Молодежный» наиболее рационально использовать в качестве ГВУ вентилятор типа ВО-21К с электродвигателем 500 кВт и частотой вращения 1000 об/мин, который обеспечит необходимые параметры проветривании рудника как на три года вперед, так и на максимальное развитие горных работ с учетом влияния естест- венной тяги на режимы работы ГВУ [14]. Далее были построены характеристики рудника при развитии горных работ на три года вперед (рис.2) и при максимальном развитии (рис.3), которые были наложены на аэро- динамические характеристики подходящего для проветривания вентилятора ВО-21К. Рис. 2. Расположение рабочей точки при работе вентиляторов ВО-21К при развитии горных работ на три года вперед: 1 - характеристика вентиляционной сети рудника с учетом влияния максимальной положительной естественной тяги; 2 - характеристика вентиляционной сети рудника, приведенная к нормальным атмосферным условиям; 3 - характеристика вентиляционной сети рудника с учетом влияния максимальной отрицательной естественной тяги Рис. 3. Расположение рабочей точки при работе вентиляторов ВО-21К при максимальном развитии горных работ: 1 - характеристика вентиляционной сети рудника с учетом влияния максимальной положительной естественной тяги; 2 - характеристика вентиляционной сети рудника, приведенная к нормальным атмосферным условиям; 3 - характеристика вентиляционной сети рудника с учетом влияния максимальной отрицательной естественной тяги 318 ----------------------- Page 319----------------------- В результате построения расчетной модели вентиляционной сети рудника при максимальном развитии горных работ аэродинамическое сопротивление, преодолевае- 2 8 мое ГВУ, равно 0,102131 Нс /м , необходимое для проветривания рудника количество воздуха 147,0 м3/с. Вентилятор ГВУ должен развивать давление 2209 Па при произво- 3 дительности 147,0 м /с. Такой режим работы обеспечат вентиляторы ВО-21К, либо 5 параллельно установленных вентилятоов ВМЭ-12 с углом установки лопаток рабочих 0 колес +35 . В результате проведенного исследования предложены следующие рекомен- дации: 1. Основываясь на полученных результатах проведенных натурных замерах, расчете на разработанной математической модели рудника при развитии горных работ, как на три года, так и при максимальном развитии, необходимо установить для обеспе- чения расчетным количеством воздуха рабочих мест рудника «Молодежный» на весь период отработки месторождения вентиляторы типа ВО-21К в качестве ГВУ в одном из следующих мест (для выбора конкретного места установки вентиляторов ГВУ необхо- димо провести дополнительные исследования): - в устье штольни «Капитальная» гор. 525 м. - в устье штольни «Транспортная» гор. 525 м - в устье Наклонного съезда. 2. Для эффективного распределения воздушной струи по рабочим участкам руд- ника необходимо установить регулирующие устройства (двери), согласно, результатов воздухораспределения на математической модели рудника «Молодежный» при разви- тии горных работ, как на три года, так и при максимальном развитии. 3. Осуществлять контроль закрытия вентиляционных ворот, согласно, рас- четных схем. 4. Поставить перемычки на временно не используемых горизонтах для со- кращения количества воздуха, используемого для проветривания поддерживаемых выработок. 5. Необходимо пройти новый уклон с большим сечением (16 м2), как новые вы- работки, спроектированные под технику с ДВС.

Литература

  1. Проветривание рудника «Двойной» / Каменских А.А., Алыменко Н.И., Петров А.И., Николаев А.В. // Актуальные проблемы повышения эффективности и безопасности эксплуатации горношахтного и нефтепромыслового оборудования: материалы конф. - 2015. - Т. 1. - С. 200-204.
  2. Расположение главной вентиляторной установки / Н.И. Алыменко, А.А. Каменских, А.В. Николаев, А.И. Петров // Актуальные проблемы повышения эффективности и безопасности эксплуатации горно-шахтного и нефтепромыслового оборудования: материалы I Междунар. науч.-практ. конф. «Горная электромеханика - 2014» / ПНИПУ [и др.]. - Пермь, 2014. - С. 126-130.
  3. Каменских А.А. Вентиляторные установки рудника «Двойной» // Стратегия и процессы освоения георесурсов: сб. науч. тр. Вып. 14 / ГИ УрО РАН. - Пермь, 2016. - С. 318-321.
  4. Numerical modeling of heat and mass transfer during hot and cool air mixing in air supply shaft in underground mine / N.I. Alymenko, A.A. Kamenskikh, A.V. Nikolaev, A.L. Petrov // Eurasian mining. - 2016. - № 2. - С. 45-47.
Опубликован
2018-10-01
Выпуск
Раздел
Статьи