PL199921B1 - Instalacja ciśnieniowa powietrzno-wodna kombajnu górniczego - Google Patents

Abstract

Przedmiotem wynalazku jest instalacja ciśnieniowa powietrzno-wodna kombajnu górniczego, przeznaczona zwłaszcza dla ochrony przeciw wybuchowej i przeciwdziałaniu zapłonowi w różnych typach kombajnów stosowanych w podziemiach kopalń, instalacja ciśnieniowa powietrzno-wodna kombajnu górniczego, zawierająca dysze rozpylające, do których podawane jest sprężone powietrze i woda ma na ramieniu (1), (2) kombajnu wykonane gniazda (10), w których osadzone są dysze zraszające (4), przy czym głębokość gniazda (10) jest nie mniejsza od wysokości dyszy (4) w nim osadzonej.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest instalacja ciśnieniowa powietrzno-wodna kombajnu górniczego, przeznaczona zwłaszcza dla ochrony przeciw wybuchowej i przeciwdziałaniu zapłonowi w różnych typach kombajnów stosowanych w podziemiach kopalń.

Znane jest z publikacji Gluckauf 138(2002) nr 5 rozwiązanie zapobiegające zapłonowi mieszaniny powietrza i metanu podczas drążenia chodników i urabiania w podziemiach kopalń, polegające na zraszaniu, z głowicy urabiającej mieszaniną wody i powietrza. Na przykład firma Paurat dla kombajnów chodnikowych z wzdłużną, poprzeczną głowicą urabiającą ma system wydmuchiwania mieszaniny wody i powietrza z korpusu nożowego bezpośrednio zarówno na nóż jak i na wręb węglowy. Mieszanina wody i powietrza jest wytwarzana w dyszach w korpusie nożowym. Sprężone powietrze niezbędne do wytworzenia mgły wodnej jak również woda są transportowane w dwóch oddzielnych rurach przez mechanizm przekładni i głowicę urabiającą. Woda pod dużym ciśnieniem wypływa bezpośrednio na koniec noża, gdzie ciepła powierzchnia jest intensywnie chłodzona. Dookoła całej głowicy tworzy się atmosfera mgły wodnej zapobiegająca wybuchowi i tłumiąca zapłon, przy czym niedogodnością tego systemu jest transportowanie wody i sprężonego powietrza, niezbędnego do wytworzenia mgły wodnej, przez mechanizm przekładni i głowicę urabiającą.

Znane jest też z polskiego opisu patentowego nr 182 870 urządzenie do zmniejszania niebezpieczeństwa zapłonu mieszaniny gazowej wydobywającej się w czasie drążenia chodnika. Znane urządzenie na wysięgniku ma umieszczone wsporniki, stałe lub ruchome, o regulowanym kącie nachylenia w zależności od nachylenia wysięgnika kombajnu chodnikowego. We wspornikach osadzone są dysze, zasilane powietrzem o odpowiedniej prędkości padania, względnie mieszaniną powietrzno-wodną. Dysze mają osie skierowane do dołu, tak że łączny kąt wylotowy strugi w odniesieniu do prostej prostopadłej do płaszczyzny ruchu kombajnu wynosi od 30° w kierunku kombajnu do 45° w kierunku przeciwnym. W znanym rozwiązaniu rozpylana mieszanina mimo, że rozrzedza stężenie metanu w przodku to jednak nie izoluje pełnego przekroju otoczenia od zapłonu. Inną niedogodnością jest znaczna ilość dysz oraz duże zużycie wody, nawet rzędu 2000 l/min.

Celem wynalazku jest zapewnienie skutecznego zabezpieczenia przeciw wybuchowego w kopalniach węgla kamiennego przy drążeniu chodników oraz przeciwdziałanie zapłonowi mieszanki metanowo-powietrznej wyzwalającej się w trakcie procesu urabiania calizny węglowej.

Instalacja ciśnieniowa powietrzno-wodna kombajnu górniczego, zawierająca dysze rozpylające, do których podawane jest sprężone powietrze i woda charakteryzuje się tym, że na ramieniu kombajnu ścianowego ma wykonane gniazda, w których osadzone są dysze zraszające, przy czym głębokość gniazda jest nie mniejsza od wysokości dyszy w nim osadzonej. Dysze tak umieszczone nie wystają poza obrys ramienia i nie są narażone na uszkodzenia mechaniczne. Korzystnie jest kiedy dysze zraszające osadzone są w okolicy naroży przekroju poprzecznego ramienia kombajnu ścianowego. Takie osadzenie dysz umożliwia utworzenie pełnej strefy ochronnej wokół organu urabiającego. Obłok mgły powietrzno-wodnej tworzący strefę ochronną ma oś symetrii, w rzucie na płaszczyznę poziomą, prostopadłą lub w przybliżeniu prostopadłą do osi wzdłużnej ramienia kombajnu górniczego. Tak utworzona strefa obejmuje swoim zasięgiem organ urabiający kombajnu, izolując tym samym bezpośrednią strefę urabiania i przeciwdziała ryzyku zapłonu, ponieważ wydobywający się metan jest niezwłocznie mieszany i spłukiwany. Utworzona mgła wodna jest najefektywniejsza, gdy stosunek objętości powietrza i wody w rozpylanej mieszaninie strefy ochronnej mieści się pomiędzy 100 a 250 jednostek powietrza na jedną jednostkę wody.

Zapalenie się mieszaniny powietrza i metanu podczas urabiania ma miejsce wówczas, gdy spełnione są łącznie trzy czynniki, a mianowicie: fakt powstania mieszaniny metanu i powietrza, utrzymanie się ciepłej powierzchni jako źródła zapłonu oraz pozostawienie zapalnej mieszanki gazu na źródle zapłonu przez odpowiedni czas. Eliminacja przynajmniej jednego z czynników pozwala na skuteczne przeciwdziałanie zapłonowi.

Przedmiot wynalazku uwidoczniono w przykładzie wykonania na rysunku, którego fig. 1 przedstawia kombajn górniczy w widoku na czoło wyrobiska, fig. 2 przedstawia kombajn w widoku z góry z uwzględnieniem doprowadzenia pod ciśnieniem mediów do dysz zraszających, a fig. 3 ukazuje rozmieszczenie dysz w okolicy naroży przekroju A-A poprzecznego ramienia kombajnu, zaznaczonego na fig. 1 oraz fig. 4 przedstawiająca szczegół X obrazujący osadzenie dyszy

PL 199 921 B1 w gnieździe na ramieniu kombajnu ścianowego. Na ramionach 1, 2 kombajnu ścianowego 3 osadzone są zraszające dysze 4, do których doprowadzana jest pod ciśnieniem woda przewodem 5 i powietrze przewodem 6. Zraszające dysze 4 osadzone są w gniazdach 10. Głębokość gniazda 10 jest nie mniejsza od wysokości dyszy zraszającej 4 w nim osadzonej. Dysze tak umieszczone nie wystają poza obrys ramienia 1, 2 i nie są narażone na uszkodzenia mechaniczne. Dysze zraszające 4 korzystnie osadzone są w okolicy naroży przekroju poprzecznego ramienia 1,2. Takie usytuowanie dysz 4 w narożach, wspomagane ustawieniem pod różnym kątem pozwala odpowiednio modelować pełną strefę ochronną 8 obłoku mgły powietrzno-wodnej wokół organu urabiającego. Doprowadzenie mediów pod ciśnieniem do dysz 4 może być realizowane również za pomocą jednego dwukomorowego przewodu 11. Poprzez dysze 4 na zewnątrz wyrzucana jest woda przy jednoczesnym dozowaniu sprężonego powietrza, w wyniku czego woda jest rozbijana przez sprężone powietrze na małe kropelki i wydmuchiwana z dużą prędkością poprzez ujścia dysz do strefy urabiania tworzą mgiełkę wodną. Obłok mgły powietrzno-wodnej tworzący strefę ochronną 8 ma oś symetrii, w rzucie na płaszczyznę poziomą, prostopadłą lub w przybliżeniu prostopadłą do osi wzdłużnej ramienia 1, 2 kombajnu górniczego. Tak utworzona strefa obejmuje swoim zasięgiem organ urabiający kombajnu, izolując tym samym bezpośrednią strefę urabiania i przeciwdziała ryzyku zapłonu, ponieważ wydobywający się metan jest niezwłocznie mieszany i spłukiwany. Utworzona mgła wodna jest najefektywniejsza, gdy stosunek objętości powietrza i wody w mieszaninie mgiełki wodnej waha się pomiędzy 100 do 250 jednostek powietrza na jednostkę wody. Mgiełka wodna charakteryzuje się dużą powierzchnią reakcji z otoczeniem oraz znaczącymi prędkościami do strefy cięcia calizny węglowej.

Ilość dysz 4, osadzona na ramieniu 1, 2 organu urabiającego 9 kombajnu ścianowego w gniazdach 10 jest kilkakrotnie mniejsza niż w znanych rozwiązaniach kombajnów chodnikowych i zależna jest od geometrii głowicy tnącej kombajnu. Dysze zraszające 4 można ustawiać pod różnym kątem tak, że w zależności od wielkości organu urabiającego 9 można odpowiednio modelować strefę ochronną 8 między organem a ociosem, gasząc, powstałe w trakcie urabiania, iskry oraz izolując tę przestrzeń od reszty otoczenia.

Claims (4)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Instalacjaciśnieniowa powietrzno-wodna kombaanugórniczego. zawierająca dysze rozpylające, do których podawane jest sprężone powietrze i woda, znamienna tym, że na ramieniu (1), (2), kombajnu ma wykonane gniazda (10), w których osadzone są dysze zraszające (4), przy czym głębokość gniazda (10) jest nie mniejsza od wysokości dyszy (4) w nim osadzonej.
2. 2. Instalacja οϊέηϊθηϊοχ,νΏ według zas^z. 1, znamienna tym, że dysze (4) są osadzone korzysb nie w okolicy naroży przekroju poprzecznego ramienia kombajnu ścianowego (3).
3. 3. Instalacja ciśnieniowa według zastrz. 1, znamienna tym, że stosunek objętości powietrza i wody w rozpylanej w mieszaninie strefy ochronnej (8) mieści się pomiędzy 100 a 250 jednostek powietrza na jedną jednostkę wody.
4. 4. Inssalacja ciśnieniowa według zas-trz. 3, tym, że obłok, mgły powieerzno-wodnej tworzący strefę ochronną (8) ma oś symetrii, w rzucie na płaszczyznę poziomą prostopadłą lub prawie prostopadłą do osi wzdłużnej ramienia kombajnu (2).