Рудный выбор: на Урале построят самый большой шахтный вентилятор
Российские инженеры спроектировали самый большой в мире подземный вентилятор. Он предназначен для проветривания наиболее глубоких уровней шахт — свыше 1 км. Диаметр колеса устройства превысит 100 м, за секунду оно будет перегонять 6 тыс. куб. м воздуха. Специалисты предлагают размещать вентилятор прямо в шахте на максимальной глубине. Каждую лопатку закрепят на тележке с электроприводом, распределив таким образом нагрузку. Мегаустановка сделает труд горняков более безопасным, полагают специалисты, при этом они отмечают сложности, которые могут возникнуть на этапе реализации проекта на конкретном объекте.
Как проветривают глубокие слои шахты
Студенты и ученые из Уральского государственного горного университета спроектировали самый большой в мире шахтный вентилятор. Его диаметр превысит 100 м. Причем за одну секунду установка сможет перегонять до 6 тыс. куб. м метров воздуха.
Как объяснили ученые, современные воздушные вентиляторы, как правило, устанавливают на поверхности земли. Это массивные агрегаты, но даже самых мощных из них недостаточно для проветривания шахт, которые уходят под землю глубже 1 км. Тем не менее современные выработки нередко уровень 3–4 км.
Обеспечить такие сооружения чистым воздухом с помощью только наземных вентиляторов очень трудно. Поэтому им в помощь в рудниках на разных отметках размещают дополнительные установки. Однако из-за сложности их спуска в шахту такие установки сравнительно невелики и обладают небольшой мощностью.
— К примеру, сейчас наши специалисты исследуют два рудника, где приступили к разработке горизонтов до 1300 м и до 1700 м. Вентиляционные установки не могут нагнетать чистый воздух на такую глубину. В результате невозможна нормальная работа людей и техники с двигателями внутреннего сгорания. Здесь перегревается оборудование, увеличивается концентрация вредных и взрывоопасных газов и возникает много других проблем, — пояснил «Известиям» куратор проекта, советник при ректорате УГГУ Вадим Минин.
По его словам, предложенное уральскими конструкторами решение направлено на то, чтобы снять ограничения, связанные с доставкой воздушной массы на большие глубины. Изобретатели разработали модель крупногабаритной установки, которую вместо одного единственного двигателя (как в классическом варианте) приводят в движение несколько силовых агрегатов, прикрепленных каждый к своей лопасти вентилятора.
Причем установка будет размещена горизонтально, и лопасти будут опираться на специальные тележки, передвигающиеся по оборудованной ровной поверхности. А в качестве корпуса специалисты предполагают задействовать окружающий горный массив.
— Проект разработан студенческим конструкторским бюро. Молодые инженеры предположили, что при создании вентилятора нагрузку можно распределить между несколькими двигателями. В результате если раньше проектировщики сталкивались с ограничениями, как спустить в шахту крупные компоненты, например сам силовой агрегат или диск (центральную втулку вентилятора), то предложенное решение позволяет весь механизм опустить в шахту и смонтировать по частям. Таким образом, снимается ограничение по размерам конструкции. В частности, для объекта, который рассматривается в качестве пилотного, спроектировали вентилятор диаметром 100 м, но можно и больше, — рассказал Вадим Минин.
Сложности при установке мегавентилятора
Ученый пояснил, что рабочая компоновка для проветривания сверхглубоких шахт предусматривает сооружение двух мегаустановок. Одну разметят на поверхности, а другую — на максимально возможной глубине шахты. В настоящее время создана уменьшенная модель конструкции.
Испытания работоспособности проводили в специализированной аэротрубе, которая помогает имитировать движение воздуха и резкие перепады давления подземных выработок. Инженеры подали заявку на регистрацию изобретения в Роспатент.
В дальнейшем, отметил Вадим Минин, разработка может быть адаптирована под каждый конкретный объект. Сейчас конструкторы прорабатывают решения для еще ряда сверхглубоких рудников на территории России. Также технология может быть предложена для реализации горнодобывающих проектов за рубежом.
— Создание отечественных вентиляторов главного проветривания — это первостепенная задача в обеспечении безопасности шахт и рудников. Зачастую российские горные предприятия вынуждены приобретать установки у зарубежных производителей. При этом иностранные компании вводят санкции: не предоставляют запасные комплектующие, программное обеспечение и не проводят консультации, — рассказал «Известиям» профессор кафедры безопасности и экологии горного производства НИТУ МИСИС Сергей Кобылкин.
По мнению эксперта, чрезмерная зависимость от импортного оборудования в ключевых компонентах может парализовать добычу полезных ископаемых. Поэтому поиск и внедрение собственных решений в этой сфере заслуживают большого внимания.
— На уровне идеи, концепта представленное решение уникальное и интересное. Это, вероятно, первая в мире подобная разработка. Она подходит для регистрации патента на изобретение. Однако при реализации проекта на конкретном объекте наверняка возникнет много сложностей и конструктивных проблем, которые решить не так просто, — полагает доцент кафедры подземной разработки месторождений им. Н.Х. Загирова Сибирского федерального университета Евгений Малиновский.
Кроме того, по его словам, без понимания конкретной компоновки устройства сложно просчитать его производительность. Следовательно, трудно понять, насколько он эффективнее и выгоднее, чем традиционные схемы проветривания.
Как пояснил эксперт, в настоящее время используют комплексы из нескольких относительно небольших подземных вентиляторов. Их важно правильно распределить, чтобы обеспечить качественное проветривание. В мире накоплен достаточный опыт для реализации таких проектов. Причем в нашей стране шахты не самые глубокие, добавил эксперт.
