Установка для спасения людей в выработках выемочного участка

«Эвакуатор»

Сотрудниками кафедры аэрологии и охраны труда ГВУЗ «Национальный горный университет» совместно с ГВУЗ «ДонНТУ» и Центральным штабом ГВГСС разработано новое техническое решение на установку «Эвакуатор» для спасения горнорабочих при авариях на выемочных участках и ведения аварийно-спасательных работ (АСР) горноспасателями.

Установка «Эвакуатор» включает в себя: вентиляционный трубопровод 1, вентилятор 13, устройство для транспортирования горнорабочих, тяговый механизм с гибкой тягой. Вентиляционный трубопровод выполнен из жаростойкого материала в виде эвакуатора жесткой круглой формы со шлюзами 11, 19, 21 вдоль него с промежутками между ними для входа людей в эвакуатор 1 и выхода из него. Эвакуатор внутри оборудован роликовым транспортером, кольцевой канатной дорогой с возможностью реверса, трубопроводом 7 для подачи веществ, необходимых для выполнения аварийно-спасательных работ, и имеет кабели для электроснабжения 9 и связи 10. На рис.2 и 3 показаны поперечное и продольное сечения эвакуатора для спасения людей и безопасного ведения АСР. Диаметр трубы эвакуатора 1 устанавливают с расчётом обеспечения возможности передвижения по ней людей одновременно в одном или разных направлениях в полном снаряжении в лежащем положении на роликах 2.

Рис.2. Поперечное сечение эвакуатора:	Рис.3. Продольное сечение эвакуатора:
1 - эвакуатор, 2- ролики, 3 - опоры, 4, 5 - верхний и нижний тяговые канаты, 6 - эластичные захваты, 7 - вентиляцийонный трубопровод, 8 - крепления, 9 - кабель электроснабжения, 10 - кабель связи, 26 - опорный ролик.

Именно такое сочетание и взаимное размещение взаимосвязанных элементов установки: эвакуатора, вентилятора, шлюзов, роликового транспортера, тягового механизма (лебедки), тягового привода в виде кольцевой канатной дороги, трубопровода, кабелей электроснабжения и связи, пускового устройства, вентиляционного трубопровода обеспечивает возможность оперативной эвакуации людей из опасной зоны и выполнения комплекса АСР. За счет этого повышается эффективность спасения горнорабочих и ликвидация последствий аварий в подземных горных выработках. Круглая форма поперечного сечения эвакуатора обеспечивает наибольшую устойчивость от внешнего давления при взрывах газа. Устойчивость эвакуатора повышается также за счет жесткого и жаропрочного материала.

Эвакуатор размещается в подземной горной выработке по одному из возможных вариантов (рис.4) в зависимости от особенностей горно-технических условий, в частности – с учетом назначения, параметров, срока службы выработки, вида транспорта, особенностей горных пород, уровня опасности по газу, пыли, обрушениям, внезапным выбросам. По варианту 4а эвакуатор размещают на поверхности почвы горной выработки, по варианту 4б – частично углубленнного в почву выработки. Размещение эвакуатора по варианту 4в обеспечивает наибольшую защиту ее от действия взрывной волны, сверхвысоких температур, обрушений при взрывах газа и пожарах. Кроме того, в этом случае эвакуатор не уменьшает свободную площадь поперечного сечения горной выработки, что очень важно для размещения в выработке транспортных средств и другого горного оборудования.

Рис.4. Схемы вариантов возможного размещения эвакуатора в поперечном сечении горной выработки.

На рис.5 показана схема одного из возможных вариантов размещения в выработках выемочного участка элементов установки для спасения людей и безопасного ведения АСР. По длине участковой выработки установка включает соединенные с эвакуатором 1 шлюзы следующих видов: начальный шлюз 21, промежуточные шлюзы 11 и конечный шлюз 19, а также включает лебёдку 12, соединённую с тяговыми канатами 4 и 5, вентилятор 13, воздухопровод 14. В шлюзе 19 размещено пусковое устройство для дистанционного включения в работу лебёдки 12.

Рис.5. Схема одного из возможных вариантов размещения в горных выработках элементов установки для спасення горнорабочих и ведения АСР: 12 – лебедка, 13 – вентилятор, 14 – вентиляционный трубопровод, 15 и 16 – магистральная и участковая горные выработки, 17, 20, 25 – ниши в выработке, 18 и 22 – концевой и начальный торцевые части эвакуатора, 21, 11, 19 – начальный, промежуточный и концевой шлюзы, 23 - лава.

Начальный, промежуточный и конечный шлюзы располагают соответственно в нишах участковой выработки, для чего выполняют местные расширение выработки. Начальный шлюз располагают в нише магистральной выработки. Все шлюзы установки оборудуют системой клапанов с возможностью открытия их изнутри эвакуатора во внешнем направлении. Эвакуатор имеет два торца: концевой торец расположен в рабочей зоне участковой выработки, а первоначальный торец - в магистральной выработке, по которой проходит свежий воздух. Начальный торец эвакуатора имеет отверстия для прохождения тяговых канатов, соединенных с лебедкой, расположенной в нише магистральной выработки. Эвакуатор в концевой торцевой части оборудован опорным роликом увеличенной прочности для удержания натяжения канатов. Длина эвакуатора изменяется соответственно перемещения рабочих зон, для чего монтируют или демонтируют отдельные его секции.

Установка работает следующим образом. Эвакуатор защищает от повреждения размещенное в ней оборудование: ролики с опорами, тяговые канаты, трубопровод с креплением, кабель электроснабжения, кабель связи. Таким образом, обеспечивается возможность использования указанного оборудования при авариях. Вентилятор, установленный в магистральной выработке, постоянно нагнетает свежий воздух в эвакуатор, в результате чего в ней поддерживается избыточное давление воздуха, что препятствует проникновению в эвакуатор с участковой выработки взрывчатых и ядовитых газов. Таким образом, в эвакуаторе постоянно поддерживается атмосфера, пригодная для дыхания людей, независимо от газовой ситуации в участковой выработке. При возникновении аварийной ситуации или аварии в участковой выработке, лаве или в соседних выработках лебедка автоматически или по сигналу с рабочей зоны по кабелю связи включается в работу таким образом, что верхний канат в эвакуаторе движется по направлению к магистральной выработке, где установлена лебедка и проходит струя свежего воздуха.

Люди из опасной зоны попадают в эвакуатор через его концевой торец, через концевой шлюз, или через промежуточные шлюзы. Принудительное пе-ремещение людей внутри эвакуатора происходит по роликам с помощью тягового каната и закрепленных на нем эластичных захватов. Для самостоятельного перемещения вдоль трубы-эвакуатора люди могут использовать ролики и опоры – в качестве дополнительных захватов. Ролики при перемещении людей и грузов внутри эвакуатора вращаются и облегчают движение людей и грузов.

При транспортировке по эвакуатору материалов, оборудования, или потерпевшего, который не имеет возможности самостоятельно контролировать и регулировать свое положение в эвакуаторе применяется жесткий лежак, который закрепляют в эластичных захватах верхнего каната кольцевой канатной дороги.

Выход людей из эвакуатора происходит через начальный торец, начальный шлюз, или через промежуточные шлюзы, если он находится в безопасной зоне. При возникновении пожара в горных выработках используют вентиляционный трубопровод для подачи в аварийную зону инертного газа (например: N₂, CO₂ и другие). Для перемещения по эвакуатору людей и необходимого оборудования в аварийную зону изменяют направление движения тяговых канатов: проводят реверс барабана лебедки так, что верхний канат движется в направлении от лебедки до конечного торца эвакуатора. Установка обеспечивает возможность оперативной и безопасной доставки людей и горноспасательного оборудования в аварийную зону даже при наличии завалов и сверхвысоких температур в участковой выработке.

Разработанное техническое решение установки для спасения людей при авариях в шахтах, а также для безопасного ведения АСР обеспечивает:

1) оперативную эвакуацию людей из опасных зон при пожарах, взрывах газа и обрушениях в горных выработках;

2) защиту людей от воздействия сверхвысоких температур и токсичных газов при пожарах и взрывах газа в выработках;

3) оперативную и безопасную доставку горноспасателей и горноспасательного оборудования в аварийную зону и предоставление оперативной помощи рабочим, которые находятся в аварийной зоне при наличии обвалов в выработках, по которым проложен эвакуатор;

4) возможность спасения людей независимо от стадии проходки выработки и вида работ в ней, причем для использования эвакуатора не требуются дополнительные работы, поскольку он всегда находится в рабочем состоянии;

5 возможность одновременного нахождения и перемещения в эвакуаторе многих горнорабочих или горноспасателей;

6) возможность подачи в аварийную зону сжатого воздуха, инертных газов, питьевой воды, продуктов питания и других веществ и материалов, в которых возникает потребность при авариях в горных выработках.

Таким образом, создание и внедрение на шахтах и рудниках установки «Эвакуатор» обеспечит повышение эффективности спасения людей и безопасное проведение АСР при авариях и аварийных ситуациях в подземных выработках.