PL230778B1

PL230778B1 - Mobile device for neutralizing settled dust, especially for mining safety zones

Info

Publication number: PL230778B1
Application number: PL410860A
Authority: PL
Inventors: Dariusz Prostański; Janusz Sedlaczek; Dominik Bałaga; Michał Siegmund; Marek Kalita; Danuta Cebula; Krzysztof Fujarewicz; Krzysztof Cybulski; Bogdan Malich; Małgorzata Wysocka; Krystian Skubacz; Paweł Urban; Janusz Adamowicz; Artur Zemlik; Paweł Hyła
Original assignee: Główny Instytut Górnictwa; Inst Techniki Gorniczej Komag; Polska Grupa Górnicza Spółka Akcyjna
Priority date: 2015-01-13
Filing date: 2015-01-13
Publication date: 2018-12-31
Also published as: PL410860A1

Abstract

Instalacja do neutralizacji pyłów osiadłych (1) stanowi jezdny zestaw złożony każdorazowo z napędowego zespołu (2) oraz od czoła wyposażone jest w zraszający układ (7) posiadający ramę (11) wyposażoną w zraszające dysze (8) zasilane wodą pod ciśnieniem lub wodą z powietrzem pod ciśnieniem. Dodatkowo urządzenie (1) wyposażone jest w zbiornik wody (4) z pompą wody i sprężarkę powietrza (3) lub w innej konfiguracji w przewód wodny i przewód powietrza sprężonego. Poszczególne części zestawu połączone są między sobą za pomocą cięgien (10). Działanie urządzenia (1) polega na tym, że zraszający układ (7), wodny lub powietrzno-wodny, zrasza spąg i cały obrys wyrobiska (9), spłukuje pył węglowy z ociosów, stropu i spągu wyrobiska i jednocześnie przesuwa się po jezdnej szynie, jako kolejka podwieszona albo zestaw kołowy oponowy lub szynowy poruszający się po spągu wyrobiska w ślad za frontem eksploatacyjnym.The settled dust neutralization system (1) is a mobile unit consisting of a drive unit (2) and a front-mounted spray system (7) with a frame (11) equipped with spray nozzles (8) powered by pressurized water or a combination of pressurized water and air. Additionally, the device (1) is equipped with a water tank (4) with a water pump and an air compressor (3), or in another configuration, a water line and a compressed air line. The individual components of the system are connected by rods (10). The operation of the device (1) is based on the fact that the water or air-water sprinkling system (7) sprinkles the floor and the entire outline of the excavation (9), rinses coal dust from the sides, roof and floor of the excavation and at the same time moves on a running rail, as a suspended railway or a set of tyres or rails moving on the floor of the excavation following the exploitation front.

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie sukcesywnie podążające wraz z postępem czoła wyrobiska, którego zadaniem jest neutralizacja pyłów osiadłych zalegających w wyrobisku. Spełnia on rolę urządzenia zapewniającego utworzenie strefy bezpieczeństwa, wymaganej obowiązującymi przepisami górniczymi, zabezpieczającej przed przeniesieniem się wybuchu pyłu węglowego w podziemnych wyrobiskach górniczych. Najbardziej efektywną i ekonomiczną metodą jest zastosowanie zraszania i zmywania wodą, jednak brak dotychczas kompleksowego przemysłowego rozwiązania realizacji tej metody.The subject of the invention is a device that successively follows the progress of the head of the excavation, the task of which is to neutralize the settled dust in the excavation. It plays the role of a device ensuring the creation of a safety zone, required by the applicable mining regulations, to prevent the transmission of coal dust explosion in underground mine workings. The most effective and economical method is the use of sprinkling and washing with water, but there is no comprehensive industrial solution for this method so far.

Obecnie znane stosowane w kopalniach sposoby neutralizacji pyłu osiadłego na powierzchni wyrobisk polegają na opylaniu tych powierzchni pyłem kamiennym w sposób ręczny lub za pomocą specjalnych urządzeń opylających oraz na zmywaniu powierzchni wyrobisk wodą pod ciśnieniem przy użyciu różnego rodzaju dysz i baterii zraszających.Currently known methods of neutralization of dust deposited on the surface of workings, known in mines, consist in dusting these surfaces with stone dust manually or with the use of special dusting devices and washing the surface of the workings with water under pressure using various types of nozzles and sprinkling batteries.

Znane są rozwiązania kurtyn zraszających przedstawionych w rosyjskiej publikacji książkowej p.t. „Rukowodstwo po borbie s pylju w ugolnych szachtach” z 1979 r. wydanej przez Ministerstwo Przemysłu Węglowego ZSRR. Na stronach 48+52 tej publikacji przedstawiono kurtyny stosowane w wyrobiskach chodnikowych wykorzystujące wodne dysze zraszające rozmieszczone na tukach obudowy chodnika tak, że ich strumienie zraszają w przybliżeniu cały przekrój poprzeczny wyrobiska. W innym wykonaniu kurtyny tworzone są przez urządzenia wytwarzające powietrzno-wodną mgłę wodną rozpylaną w całym poprzecznym przekroju chodnika.The spray curtains presented in the Russian book p.t. "Cigarette watering after borba s dust in ugolnych szachtach" from 1979, issued by the Ministry of Coal Industry of the USSR. On pages 48 + 52 of this publication, curtains used in headings are presented, using water spraying nozzles placed on the treads of the pavement lining in such a way that their streams spray approximately the entire cross-section of the excavation. In another embodiment, the curtains are formed by devices generating air-water water mist that is sprayed across the entire cross-section of the pavement.

Innym znanym rozwiązaniem jest pokazany i opisany na stronach 17 i 18 IV wydania z roku 1984 Katalogu Centrum Mechanizacji Górnictwa w Gliwicach, stosowany w latach 70-tych i 80-tych ubiegłego stulecia w polskim górnictwie węglowym, chodnikowy agregat zraszający. Urządzenie to posiadało element zraszający wyposażony w dysze wodne, ukształtowany tak, że po jego odpowiednim umieszczeniu w chodniku i podaniu do niego wody pod ciśnieniem, wytwarzana była zapora z rozpylonej wody na całym przekroju wyrobiska z jednoczesnym obmywaniem wyrobiska na całym obwodzie.Another well-known solution is the pavement sprinkler sprinkler, shown and described on pages 17 and 18 of the 4th edition of 1984 of the Catalog of the Mining Mechanization Center in Gliwice, used in the 1970s and 1980s in Polish coal mining. This device had a sprinkling element equipped with water nozzles, shaped in such a way that after its proper placement in the pavement and feeding it with pressurized water, a dam of sprayed water was produced on the entire cross-section of the excavation with simultaneous washing of the excavation around the entire circumference.

Jeszcze inne rozwiązanie przedstawiono w referacie p.t. „System mgłowy z przysłonami siatkowymi do zwalczania zagrożenia pyłowego” opublikowanym na stronach 43+45 materiałów z XII konferencji Wyższego Urzędu Górniczego i SiTG p.t. „Problemy bezpieczeństwa i ochrony zdrowia w polskim górnictwie” odbytej w Wiśle w marcu 2010 r. Rozwiązanie to ostatnio znalazło zastosowanie w polskich kopalniach węgla kamiennego i polega na wykorzystaniu urządzenia wytwarzającego mgłę wodną, której krople wiążą unoszące się cząsteczki pyłu i wraz z nim osadzają się na rozpiętych w chodniku poprzecznych przesłonach z siatki, a następnie spływają po nich na spąg wyrobiska w postaci szlamu. Przesłony dla umożliwienia drożności wyrobiska dla przejścia załogi i potrzeb transportu umocowane są w wyrobisku uchylnie na zawiasach.Yet another solution is presented in the paper entitled "Fog system with mesh diaphragms to combat dust hazards" published on pages 43 + 45 of materials from the 12th conference of the State Mining Authority and SiTG, entitled "Problems of safety and health protection in Polish mining" held in Wisła in March 2010. This solution has recently been used in Polish coal mines and consists in the use of a device generating water mist, the drops of which bind floating dust particles and settle with it on the transverse mesh screens in the sidewalk, and then flow down them to the bottom of the excavation in the form of sludge. The barriers to enable the passage of the excavation for the crew to pass and the transport needs are mounted in the excavation on a hinged basis.

Znane są także z opisu zgłoszenia patentu nr P. 400818 sposób i instalacja zraszająca do neutralizacji pyłów osiadłych polegającej na tym, że za pomocą rozmieszczonych w strefie wyrobiska odpowiednich zraszających systemów, zraszane są wodą lub mieszaniną wodno-powietrzną w sposób cykliczny, w zaprogramowanym czasie i kolejności poszczególne odcinki wyrobiska na całej długości strefy zabezpieczającej.There are also known from the description of patent application No. the sequence of individual sections of the excavation along the entire length of the protection zone.

Przedstawione znane rozwiązania dotyczą kurtyn wytwarzających zapory wodne lub powietrznowodne, które zapobiegają rozprzestrzenianiu się pyłu, w wyrobiskach. Rozwiązania te nie mogą znaleźć zastosowania jako urządzenia uniemożliwiające przeniesienie wybuchu pyłu węglowego, które zgodnie z obowiązującymi przepisami, muszą zapewnić pozbawienie lotności pyłów i usunięcie pyłów osiadłych na całym obwodzie wyrobisk górniczych na określonych długościach stanowiących strefy zabezpieczające.The presented known solutions relate to curtains creating water or air-water dams that prevent the spread of dust in workings. These solutions cannot be used as devices preventing the transmission of coal dust explosion, which, in accordance with the applicable regulations, must ensure the de-volatility of dusts and the removal of settled dust around the perimeter of mining excavations at specific lengths constituting safety zones.

Celem wynalazku jest uzyskanie rozwiązania mobilnej instalacji nadążne] za postępem wyrobiska, która zapewni skutecznie stałe pozbawianie lotności pyłu i jego usuwanie na całym obwodzie wyrobiska w całym obszarze stanowiącym strefę zabezpieczającą.The aim of the invention is to obtain a solution for a mobile installation that follows the progress of the excavation, which will ensure efficient permanent de-volatilization of dust and its removal around the entire circumference of the excavation in the entire area constituting the protective zone.

Mobilne urządzenie do neutralizacji pyłów osiadłych, zwłaszcza do górniczych stref zabezpieczających, stanowi zestaw poruszający się w wyrobisku po szynie jezdnej, podwieszonej do łuków obudowy, a ramę, z rozmieszczonymi na niej zraszającymi dyszami, składa się z wychylnych górnych ramion oraz wychylnych dolnych ramion. Nieruchome dysze zraszające są rozmieszczone na ramie równomierne i symetrycznie względem osi pionowej wyrobiska. Mobilne urządzenie do neutralizacji pyłów osiadłych ma zbiornik wodny z pompą wodną oraz sprężarkę powietrza oraz przyłącza przewodu wodnego i przewodu sprężonego powietrza.The mobile device for neutralizing settled dust, especially for mining protection zones, is a set that moves in the excavation along a running rail suspended to the arches of the casing, and the frame with spray nozzles arranged on it consists of tilting upper arms and lower tilting arms. Fixed sprinkling nozzles are arranged on the frame, even and symmetrically with respect to the vertical axis of the excavation. The mobile device for neutralizing settled dust has a water tank with a water pump and an air compressor, as well as connections for a water and compressed air line.

PL 230 778 Β1PL 230 778 Β1

Mobilne urządzenie do neutralizacji pyłów osiadłych, zwłaszcza do górniczych stref zabezpieczających, przedstawiono w przykładowym wykonaniu na rysunku, gdzie na Fig. 1 pokazano w widoku z boku mobilne urządzenie wyposażone w zespół neutralizujący pył, podwieszone na szynie jezdnej, usytuowane w wyrobisku chodnikowym, a na Fig. 2 to samo rozwiązanie w widoku od strony układu neutralizującego pył, na tle przekroju poprzecznego wyrobiska.A mobile device for neutralizing settled dust, especially for mining protection zones, is shown in an exemplary embodiment in the drawing, where Fig. 1 shows a side view of a mobile device equipped with a dust neutralizing unit, suspended on a running rail, located in the heading, and on Fig. 2 shows the same solution in a view from the side of the dust neutralizing system, against the background of the excavation cross-section.

Jak pokazano na rysunku Fig. 1 i Fig. 2 mobilne urządzenie do neutralizacji pyłów osiadłych 1 stanowi jezdny zestaw złożony kolejno z napędowego zespołu 2, sprężarki 3 i wodnego zbiornika 4, podwieszonych na jezdnej szynie 5, podwieszonej do łuków obudowy 6. Urządzenie 1 od czoła wyposażone jest w zraszający układ posiadający ramę 11 wyposażoną w zraszające dysze 8 zasilane sprężonym powietrzem ze sprężarki 3 oraz wodą ze zbiornika 4 z pompą wodną. Rozmieszczenie i ukierunkowanie dysz 8 jest takie, że ich strumienie powietrzno-wodne zraszają spąg i cały obrys wyrobiska 9. Zraszające dysze 8 rozmieszczone są na specjalnej ramie H. której górne ramiona 11 a i 11 b oraz dolne ramiona 11 c i 11 d są ruchomo osadzone za pomocą zawiasów 12, pozwalając na ich wychylenie. Ułatwia to przemieszczanie się załogi i transport urządzeń oraz materiałów w wyrobisku 9. Poszczególne części zestawu połączone są między sobą za pomocą cięgien W.As shown in Fig. 1 and Fig. 2, the mobile device for neutralizing settled dusts 1 is a mobile unit consisting of a propulsion unit 2, a compressor 3 and a water reservoir 4, suspended on a running rail 5, suspended from the arches of the housing 6. The device 1 from the front end is equipped with a spraying system having a frame 11 equipped with spraying nozzles 8 fed with compressed air from the compressor 3 and water from the tank 4 with a water pump. The arrangement and orientation of the nozzles 8 is such that their air-water jets sprinkle the floor and the entire outline of the excavation 9. The sprinkling nozzles 8 are arranged on a special frame H. whose upper arms 11 a and 11 b and lower arms 11 c and 11 d are movably mounted behind using the hinges 12, allowing them to be swung out. This facilitates the movement of the crew and the transport of equipment and materials in the excavation 9. The individual parts of the set are connected with each other by means of W strands.

Odmiana rozwiązania może posiadać zraszający układ zasilany bezpośrednio przewodami wodnymi i przewodami sprężonego powietrza, wówczas zestaw 1 nie posiada pompy ani wodnego zbiornika 4, a także sprężarki 3.A variant of the solution may have a sprinkler system fed directly with water lines and compressed air lines, then the set 1 does not have a pump or a water tank 4, and a compressor 3.

Zraszający układ urządzenia 1 może być zasilany tylko wodą, także z dodatkiem środków powierzchniowo czynnych. Wówczas nie posiada on elementów zasilania powietrza sprężonego.The sprinkler system of the device 1 can only be supplied with water, also with the addition of surfactants. Then it has no compressed air supply elements.

Napędowy zespół 2 wyposażony jest w sterujący zespół 13, który steruje prędkością i kierunkiem przemieszczania się urządzenia 1. Sterujący zespół 13 może być umieszczony także w innym miejscu urządzenia 1 poza napędowym zespołem 2.The driving unit 2 is equipped with a control unit 13 which controls the speed and direction of movement of the device 1. The control unit 13 can also be located in a different location of the device 1 apart from the driving unit 2.

Działanie urządzenia 1 polega na tym, że zraszający układ 7 (wodny lub powietrzno-wodny), zrasza spąg i cały obrys wyrobiska 9 i jednocześnie przesuwa się w obszarze strefy zabezpieczającej. Ze zraszanych powierzchni pył węglowy spływa waz z wodą i przedostaje się do kanału ściekowego w wyrobisku korytarzowym. Ponawianie operacji w kolejnych odcinkach strefy zabezpieczającej powoduje utrzymywanie pyłu osadzonego w korycie ściekowym w postaci wilgotnego szlamu. Dodatkowo pył pozostaje w ścieku pod przykryciem płyt ściekowych, izolujących go od otwartej przestrzeni wyrobiska. W zależności od ilości osadzonego szlamu w korycie ściekowym następuje jego okresowe usuwanie w stanie wilgotnym ze ścieku i wyrobiska.The operation of the device 1 is based on the fact that the spraying system 7 (water or air-water) sprinkles the floor and the entire outline of the excavation 9 and at the same time moves in the area of the protection zone. Coal dust from the sprinkled surfaces flows down the vases with water and reaches the sewer in the corridor excavation. Repeating operations in successive sections of the safety zone keeps the dust deposited in the sump as wet sludge. In addition, the dust remains in the drain under the cover of drain plates, isolating it from the open space of the excavation. Depending on the amount of deposited sludge in the sewage trough, it is periodically removed in a wet state from the sewage and the excavation.

Takie rozwiązanie według wynalazku pozwala na płynne przemieszczanie się strefy zabezpieczającej wraz z postępem frontu eksploatacyjnego, przy pełnej mechanizacji i automatyzacji działania urządzenia. Zapewnia to wzrost poziomu bezpieczeństwa i poprawę komfortu eksploatacji.Such a solution according to the invention allows for a smooth movement of the protection zone with the progress of the operational front, with full mechanization and automation of the operation of the device. This ensures an increase in the level of safety and improvement of operating comfort.

Claims

Patent claims

1. A mobile device for neutralizing settled dust, especially for mining protection zones, equipped with a driving unit moving the device in the excavation, characterized by the fact that it is a set moving in the excavation along a rail / 5 / suspended to the arches of the housing / 6 /.

A mobile device for neutralizing settled dusts according to claim 1, characterized in that it has a frame / 11 / with spray nozzles arranged thereon / 8 /, which consists of pivoting upper arms / 11a / and / 11b / and pivoting lower arms / 11c / and / 11d /.

3. A mobile device for neutralization of settled dust according to claim 1, 2. A method according to claim 2, characterized in that the stationary spray nozzles / 8 / are arranged on the frame / 11 / evenly and symmetrically with respect to the vertical axis of the excavation.

A mobile device for neutralizing settled dust according to claim 1, characterized in that it has a water tank / 4 / with a water pump and an air compressor / 3 /.

A mobile device for neutralizing settled dust according to claim 1, characterized in that it has a water line connection and a compressed air line connection.