Способ проветривания карьера Советский патент 1983 года по МПК E21F1/00 

(54) СПОСОБ ПРОВЕТРИВАНИЯ КАРЬЕРА

Изобретение относится к горному делу, а именно к проветриванию карьеров, преимущественно, при пог ложительной температуре воздуха.

Известен способ проветривания карьеров, согласно которому естественный ветровой поток, набегающий на надкарьерное пространство, пропускают в приземной части через водяную . завесу, образованную вдсшь границы карьера и включаемую участками с наветренной и подветренной стороны 1 .

Однако указанный способ проветривания является довольно сложным,тре- букхцим создания специальной систем; водоснабжения и разбрызгивания воды вдоль всей границы карьера, протяженность которой может исчисляться километрами. Кроме того, эффективность способа зависит от скорости естественного ветрового потока для которого такая водяная завеса служит аэродинамическим сопротивлением, и может быть очень низкой при слабом ветровом потоке иля в период безветрия.

Наиболее близким к изобретению является способ проветривания карьера, вклк гакиций формование конвективных потоков путем разбрызгивания воды.

при этом на дне карьера создают открытый бассейн,над которым осуществляют разбрызгивание воды 2 .

Недостатком известного способа является его низкая технологичность, ; обусловленная необходимостью создания на дне карьера открытого бассейна, что существенно ухудшает технологию отработки карьера открытого бассейна, технологию отработки карьера. Кроме того, увлажнение воздуха за счет испарения воды снижает его температуру, повышает плотность, что затрудняет формирование восходящего конвективного потока и, в итоге, требует весьма значительных энергетических затрат.

Цель изобретения - повьнаение эффективности проветривания и.снижение энергетических затрат.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу проветривания карьера, формирование конвективных потоков осуществляют путем разбрызгивания воды с верхней границы карьера в карьерное пространство, при этом формируют капли воды крупностью 10-600 мкм.

На чертеже изображена схема осу30 шествления предложенного способа.

Схема включает -стапорьу 1 для рабрызгивания воды, верхнюю границу

2карьера, воздушно-капельный поток

3и зоны 4, ,7 6 и 7 с различной плотностью воздуха.

Сущность, способа проветривания заключается в следующем.

Установка 1 на верхней граница 2 карьера формирует капли воды (без ее подогрева) размером 10-600 мкм и подает их в карьер. Капгги воды при своем днижен;)и увлекают вниз чистый воздух из верхней части карьера и создают воздушно-капельный поток 3. Во время падения капли воды испаряются и понижают температуру воздуха в воздушно-капельном потоке, что вызывает повышение плотности воздуха в зоне 4 и формирование нисходящего конвективного воздушного потока как в зоне 4, так и в зоне 5, расположенкой под всей зоной 4.

У дна карьера непосредственно под воздушно-капельным потоком (зона 6) температура воздуха имеггт минимально значение, а относительная влажность максимальное, что вызывает конденсацию влаги из воздуха на частицах вреностей - пыли, сажи и т.п., находящихся в атмосфере карьера вблизи от верхней границы зоны б. Частицы вреностей коагулируют,укрупняются,утяже ляются и оседают на дно карьера.

Процесс конденсации влаги сопроводается выделением скрытой теплоты паобразования. При этом температура воздуха в местах конденсации повы- . шается и формируется восходящий конвективный поток воздуха, выносящий газообразные и твердые частицы вредностей, которые ввиду малости своих размеров витают в воздухе (зона 7).

В этих условиях проветривание карьера осуществляется как конвективными потоками в зонах 4-, 5 и 7, сформирова.нными за .счет разности плотностей воздуха в этих зонах, так и за счет эжекции воздуха падающими в карьер каплями воды в зоне 4.

В зависимости от конкретной глубины карьера, температуры воздуха и его влажности в диапазоне 10-600 мкм выбирают такой размер капель воды, чтобы они испарялись полностью, не достигая дна каркера.Нижнюю область диапазона размеров, капель используют при небольших глубинах карьера,низ1;ой температуре воздуха и его высоко относительной влажности. Размеры кап-ель из верхней области диапазона крупности формируют при максимальных (на сегодняшний день) глубинах карьеров, при высокой температуре воздуха и его низкой относительной влажности

Пример 1. Проветривают по предлагаемому способу карьер глубиной, 50 м при температуре воздуха + lQjC и относительной апажности 80%.

В этих условиях пря помощи трубки Ветури формируют капли воды без ее подгрева крупностью 10 мкм и подают их с верхней границы карьера при удельном расходе воды 0,2 л/м воздуха. При этом ежесекундно Образуется 80 м поверхностииспар.ения . К.аапи воды испаряются, не долетев до дна карьера,и при своем испарении повьпиают относительную влажность воздуха до 97% и понижают температуру воздуха в водно-воздушном столбе и под ним на 3 , 5° С Такое снижение температуры воздуха вызывает конвективный поток, при котором в карьер поступает 148 мVc чистого воздуха.

Пример 2. Проветривают по предлагаемому способу карьер глубиной 400 м при температуре воздуха и относительной плажности 50%. Формируют и подают в карьер капли крупностью 600 мкм при удельном расходе воды 7 л/м воздуха. Это соответствует образованию каждую секунду 270 м поверхности испарения.

Капли воды полностью испаряются при своем падении, повышая относителную влажность возду-ха до 95% и понижая его температуру на 9,, что вызывает поступление в карьер 21000 чистого воздуха (расчет .производят без учета эффе.кта зже.кции воздуха падающими каплями воды).Этот поток вытесняет загрязненный воздух, обеспечивая проветривание карьера.

В случае большой протяженности .карьера на его верхней границе может быть размещено нескрл ко установок, которые позволяют создать соответствующее число нисходящих воздушно-капельных потоков, обеспечивающих эффетивное проветривание всего карьера.

Для подземных выработок предлагаемый способ проветривания можно реализовать, произведя при помощи воздушнкапельного потока испарительное охлаждение воздуха в какой-либо части контура вентиляционной сети, что приводи.т в действие естественную-тягу, прове.тривающую выработки.

Предложенный способ проветривания за счет эф.фекта : эжекции воздуха падающими каплям. воды, понижения температуры воздуха при испарении йодяных паров на частичках вредностей формирует конвективные потоки, значительно снижает энергетические затраты и позволяет улучшить технологичность процесса вентиляции за счет его упрощения (мобильность средств вентиляции, использование типового оборудрвгния, отсутствие бассейна с водой-теплоносителем, исключение необходимости подогрева воды и т.п.) при одновременном обеспечении высоко эффективности проветривания и улучшения санитарно-гигиенических услови труда.

Формула изобретения

Способ проветривания карьера,включающий формирование конвективных потоков путем разбрызгивания воды, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности проветривания и снижения энергетических затрат, разбрызгивание воды рсуще- . ствляют с верхней границы карьера в

карьерное пространство, при этом фомируют капли воды крупностью 10600 мкм.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 589420, кл. Е 21 F 1/00, 1978. 1 2. Авторское свидетельство СССР № 739244, кл. Е 21 F 1/00, 1980 (прототип.