Совершенствование системы шлюзового перекрытия подземных горных выработок

Аннотация

Обеспечение эффективности и надежности вентиляционной системы шахты при возрастающей разветвленности сети горных выработок определяет повышенное внимание к качеству вентиляционных сооружений, в частности, вентиляционных дверей и шлюзов. Разнообразие горно-геологических условий шахт и многообразие конструкций, выпускаемых промышленностью вентиляционных дверей определяют необходимость систематизации возможностей перекрытия горных выработок. Разработанная классификация вентиляционных дверей позволяет выбирать под конкретную выработку оптимальные варианты дверей по конструкции, схемам открытия, регулирующим устройствам. Повышение качества сооружения вентиляционных дверей и шлюзов, а также управления ими отрабатывается на разработанной и изготовленной машиностроительным заводом ООО «Кемеровский машиностроительный завод» экспериментальной модели шлюзовых дверей. Двери выполнены из металла с размерами 4900х3900 мм и установлены в форме шлюза в опытном цехе. На модели исследованы и испытаны варианты приводов (электрический и пневматический), их силовые характеристики, прочностные свойства конструкции и элементов. Отработаны алгоритмы функционирования системы автоматизированного управления (САУ) дверей с имитацией подъезда транспорта, заезда в шлюз и выезда из него. Выявлены зависимости времени открывания и закрывания дверей пневматическим приводом разного давления. Полученные результаты позволили доработать программное обеспечение САУ и настроить параметры эксплуатации дверей шлюза. Выполнена апробация аппаратуры аварийной остановки полотен при попадании в опасную зону людей или предметов. Оборудование разработано под возможность применения в угольных шахтах, опасных по газу и пыли. Ведутся дальнейшие исследования по разработке надежных взрывозащищенных датчиков контроля с выводом сигналов управления на мобильные устройства машинистов локомотивов с покадровым сравнением изображения в зоне видимости и видеоконтролем пространства. Взрывозащищенное исполнение оборудования автоматизированного контроля и управления дверьми открывает возможности встраивания вентиляционных сооружений в общешахтную САУ проветривания и формирует основу для вывода шахты на уровень интеллектуализированной системы управления проветриванием.

Ключевые слова

Шахта, вентиляция, дверь, шлюз, полотно, привод, воздух, горная выработка, конструкция, система автоматизированного управления, модель, датчик.

Список литературы

1. Минин В.В., Таугер В.М., Минин И.В. Направления развития рудничной вентиляции. Глобус: геология и бизнес. 05.08.2022. URL: https://www.vnedra.ru/tehnologii/napravleniya-razvitiyarudnichnoj-ventilyaczii-19009/ (дата обращения: 15.03.2026).
2. Круглов Ю.В. Теоретические и технологические основы построения систем оптимального управления проветриванием подземных рудников: Автореф. дис. ... доктора техн. наук. Пермь: Горный институт Уральского отделения РАН, 2012. 42 с.
3. ГОСТ Р 57718-2017 Горное дело. Вентиляция рудничная. Термины и определения. М.: Стандартинформ, 2018. 15 с.
4. Ушаков В.К. Проблема надежности и эффективности шахтных вентиляционных систем // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2015. № 4. С. 240-248.
5. Li B.-R., Inoue M., Shen S.-B. Mine Ventilation Network Optimization Based on Airflow Asymptotic Calculation Method. Journal of Mining Science. 2018;54(1):99-110. DOI: 10.1134/S1062739118013413.
6. De Vilhena Costa L., Margarida da Silva J. Cost-saving electrical energy consumption in underground ventilation by the use of ventilation on demand. Mining Technology. 2020;129(1):1-8. DOI: 10.1080/25726668.2019.1651581.
7. Вентиляционные шлюзовые двери Сиб.Т. URL: https://sib-t.ru/project/ventilyaczionnye-shlyuzovye-dveri/ (дата обращения: 15.03.2026).
8. Очередная партия шлюзовых автоматических вентиляционных дверей (ШАВД). (дата обращения: 15.03.2026).
9. Дверь вентиляционно-шлюзовая с калиткой. URL: https://miningtechnics.com/product/dver-ventilyatsionno-shlyuzovaya-s-kalitkoj/ (дата обращения: 15.03.2026).
10. Двери вентиляционные. URL: http://kezsb.ru/ru/produktsiya/provetrivanie-gornykh-vyrabotok-degazatsiya/dveri-ventiliatcionnye (дата обращения: 15.03.2026).
11. Двери шахтные автоматические вентиляционные. URL: https://rudgormash.by/products/dveri-shakhtnye-avtomaticheskieventilyatsionnye/ (дата обращения: 15.03.2026).
12. Двери шахтные вентиляционные. URL: https://kasmp.ru/catalog/dveri_shahtnye_ventilyacionnye.html (дата обращения: 15.03.2026).
13. ГОСТ Р 72223-2025. Оборудование горно-шахтное. Вентиляционные сооружения распределения воздушных потоков. Общие технические требования. Методы испытаний: национальный стандарт Российской Федерации подготовлен ООО ?Кемеровский машиностроительный завод?. М.: Российский институт стандартизации, 2025. 28 с.
14. Система автоматизации управления шлюзами в рудниках – разработка ?Кеммаш?. URL: https://dprom.online/mtindustry/seestyema-avtomateezatseeee-upravlyeneeya-shlyuzamee-v-rudneekah/ (дата обращения: 15.03.2026).
15. Семин М.А., Гришин Е.Л., Левин Л.Ю., Зайцев А.В. Автоматизированное управление вентиляцией шахт и рудников. Проблемы, современный опыт, направления совершенствования // Записки Горного института. 2020. Т. 246. С. 623-632. DOI: 10.31897/PMI.2020.6.4.
16. Kashnikov A.V., Levin L. Applying machine learning techniques to mine ventilation control systems. Proceedings of 20th IEEE International Conference on Soft Computing and Measurements, 24-26 May, 2017, St. Petersburg, Russia. 2017. P. 391-393. DOI: 10.1109/SCM.2017.7970595.