Спосіб роботи шахтної підземної компресорної станції

Винахід стосується гірничодобувної промисловості і може бути використаний для виробництва стисненого повітря в підземних гірничих виробітках. Відомий спосіб виробництва стисненого повітря в підземних умовах шляхом забирання повітря з атмосфери через повітряний фільтр, стиску його в компресорі та подання його до мережі, при цьому робочу рідину, що використовується для охолодження стисненого повітря, охолоджують в охолоджувачі потоком холодного повітря, який проходить ззовні [1]. При цьому способі повітря, яке нагріте після проходження через охолоджувач робочої рідини, надходить в гірничий виробіток, зміщується із свіжим струменем повітря і підвищує температуру навколишнього середовища /чим знижує безпеку експлуатації і порушує екологію/, що перешкоджає використанню в підземних умовах компресорної станції підвищеної продуктивності. Відомий спосіб роботи підземної компресорної станції, що складається з декількох компресорів, які розташовані послідовно в гірничому виробітку на свіжому повітряному струмені, який подається після обдування /охолодження/ компресорів до пневмоспоживачів [2]. При цьому способі роботи все повітря, що подається на охолодження і нагрівається за допомогою компресорів, відвертається до свіжого струменя і значно погіршує тепловий режим в виробітку, а продукти викидання при стравлюванні стисненого повітря, забрудненого олією, пилом, конденсатом та ін., із порожнин станції при регулюванні і зупинках компресорів потрапляють також на свіжий струмінь і забруднюють його. Крім того, із-за забирання /подання/ із атмосфери виробітку на усмоктування кожного наступного компресора повітря з більш високою температурою продуктивність їх знижується і погіршується тепловий режим компресорів. Відомий спосіб роботи підземної компресорної станції, що складається з декількох компресорних установок /модулів/, які розташовані в гірничому виробітку послідовно, шляхом забирання повітря, що усмоктується із атмосфери, в виробітку через повітрянозабиральні пристрої /з повітряними фільтрами/, що розташовані безпосередньо на компресорах, стиску повітря в компресорах і подання у пневмомережу з охолодженням робочої рідини в охолоджувачах, які підключені до колектору, що з’єднаний циркуляційною водяною системою з ємністю для збирання охолоджуючої води, і стравлювання стисненого повітря порожнин станції при перевантаженнях, регулюванні і зупинках в атмосферу виробітку [3]. При цьому способі роботи компресорної станції до усмоктування кожного наступного компресора із гірничого виробітку забирається повітря, підігріте в результаті роботи попередніх компресорів, це погіршує тепловий режим компресорів, знижує продуктивність і безпеку експлуатації. Циркуляція охолоджуючої рідини /води/ в системі по замкненому контуру без її додаткового охолодження приводить до її поступового розігріву і зниженню ефективності охолодження робочої рідини, це в свою чергу теж приводить до погіршення теплового режиму роботи кожного компресора, що входить до складу станції. Стравлювання стисненого повітря із порожнин станції при перевантаженнях, регулюванні і зупинках компресорів безпосередньо в атмосферу у компресорів без попереднього його очищення приводить до значного забруднення навколишнього середовища на робочому місті аерозолями олії, конденсатом, пилом та ін. До основи винаходу покладена задача удосконалення способу роботи підземної компресорної станції, підвищення ефективності її роботи, зниження забруднення й підігріву навколишнього середовища шляхом забезпечення подання до усмоктування кожного компресора повітря із зниженою температурою і заздалегідь очищеного, використання додаткового охолодження циркулюючої в системі охолоджуючої рідини за рахунок підведення до системи холодної води з зовнішнього джерела, очищення і охолодження стисненого повітря, що стравлюється із порожнин станцій при перевантаженнях, регулюванні і зупинках компресорів з подальшим відведенням його до вихідного струменя із гірничих виробітків. Удосконалений спосіб роботи підземної компресорної станції переважно з компресорами, що послідовно розміщені у гірничому виробітку, шляхом забирання усмоктуючого повітря з атмосфери, охолодження робочої рідини в охолоджувачах, які підключені до колектору, з'єднаному з місткістю, щодо збирання охолоджуючої рідини /води/, що циркулює в системі, стравлювання стисненого повітря із порожнин станції в атмосферу. відрізняється від відомого тим, що повітря, яке усмоктується до кожного компресора, відбирають з колектора з самоочищувальним повітряним фільтром, вхід якого розташовують на свіжому /з більш низькою температурою/ струмені повітря, а рідину із системи охолодження подають до додаткового водяного охолоджувача, який підключають до колектора з холодною водою, що забирається з протипожежного ставу, а стравлювання в атмосферу стисненого повітря із порожнин компресерної станції проводять через вологовідмежувач-розширювач в потік повітря, що йде із виробітку, в якому розташована підземна компресорна станція. Холодну воду для охолодження рідини, що циркулює в системі, можна також забирати з водовідливної канавки, що проходить по виробітку, в якому розміщена підземна компресорна станція. Подача до усмоктування кожного компресора заздалегідь очищеного повітря з більш низькою температурою і забезпечення циркуляції рідини із зниженою температурою в системі охолодження компресорів підвищує продуктивність і ефективність роботи кожного компресора і станції в цілому. Очищення і охолодження стисненого повітря, що стравлюється із порожнин компресорної станції, і випускання його до струменя, що відходить із виробітку або безпосередньо в вихідний струмінь шахти, поліпшує санітарно-гігієнічні умови на робочому місті. Підтвердженим реалізації даного способу роботи підземної компресорної станції - експериментальна підземна станція продуктивністю 75м3/хв., що створена за участю авторів на шахті ім. В.В. Вахрушева виробничого об'єднання "Ровенькиантрацит". Станція ПКС-1 розташована в відокремленому виробітку і складається з 3-х гвинтових компресорних установ 6ВВ-25 продуктивністю 25м3/хв. кожна. Компресорні установки /модулі/ 6ВВ-25, що випускаються Казанським компресорним заводом, переобладнані для застосування в шахті і розташовані в гірничому виробітку послідовно, при цьому усмоктування кожної з них підключено до загального повітряно-забірного колектора, на вході якого міститься самоочищувальний фільтр типу КД-1100 /що випускається промисловістю/, розташований на свіжому струмені повітря. Таким чином забезпечується підведення до кожного компресора свіжого /із зниженою температурою/ заряду повітря. Вихід стравлюваючих і запобіжних клапанів, а також розвантажуючий трубопровід кожної компресорної установки підключені до стравлюючого трубопроводу, на виході з якого розташовується вологовідмежувачрозширювач, який розташовують на вихідному струмені з виробітку або безпосередньо на вихідному струмені шахти. Вологовідмежувач-розширювач уявляє з себе місткість з фільтруючими елементами. Повітря, що стравлюється, розширюється в місткості і охолоджується, а коли проходить через фільтруючий елемент, очищається від краплинної вологи. Таким чином, усунено забруднення і розігрів атмосферного повітря в кожній компресорній установці. Охолоджувачі робочої рідини, що розташовані на кожній компресорній установці, підключені трубопроводами до колекторів, в яких циркулює охолоджуюча вода, яка забирається насосом з місткості, що виконана в грунті виробітку. Циркулююча в системі вода охолоджується в теплообміннику, через який пропускається холодна вода, що здобута із протипожежного става. Передбачений варіант охолодження тепла обмінника за рахунок занурення його в місткість з холодною водою, що забирають із водовідливної канавки, що проходить по виробітку. Таким чином, забезпечується додаткове охолодження циркулюючої в системі охолоджуючої рідини і поліпшується тепловий режим роботи компресорних установок і станції в цілому, що підвищує її ефективність. В гірничий виробіток з ПКС-1 подається свіжий струмінь повітря, що відібране з відкоченого штреку, який після проходження послідовно розташованих компресорних установок стає отпрацьованим, і потім через збійку /гірничий виробіток меншого перерізу/ подається на вихідний струмінь повітря з шахти /див. фіг./. Таким чином, робота підземної компресорної станції практично не справляє вплив на забруднення або підогрів свіжого струменя повітря, що йде по корінному та відкоченому штрекам безпосередньо до добувних та прохідничих дільниць. Джерела інформації, що використовувались при виявленні та складенні опису винаходу: 1. Технічний опис і інструкція з експлуатації ЗИФ-ШВ-5м ТО. Л., 1994р., мал. 1,2, с. 66-67. 2. Ван Шуі, Лі Сіньсянь. Постачання стисненим повітрям шахт КНР. "Мейтань кюсюе ізішу, Coal Sci and Technol", 1984p., №11, с. 48-51,41 /кит.,рез.англ./. 3. Лобода В.В., Адилканов О.І., Худяков A.M. Досвід експлуатації і перспективи вживання гвинтових компресорних станцій на шахтах: "Вугілля", №8, М., "Надра", 1991р., с. 32-34.