Способ регулирования теплового режима шахты в условиях многолетней мерзлоты Советский патент 1983 года по МПК E21F3/00 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для регулирования теплового режима шахт в зоне многолетней мерзлоты. Известен способ регулирования теплового режима шахты в условиях многолетней мерзлоты, согласно которому поступаюший в шахту воздух с температурой от -40 до -50°С в зимнее время подогревают центральным калорифером до умеренных отрицательных температур от -3 до -5°С 1. Недостатком этого способа является необходимость сооружения центрального калорифера, значительные затраты и малая эффективность. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ регулирования теплового режима очистного забоя путем нагревания воздуха в теплообменных выработках за счет теплообмена с окружаюш,им массивом и локального подогрева до положительных значений в окрестности забоя. Сушность способа заключается в том, что поступающий в щахту в зимнее время холодный воздух с температурой от -40 до -50°С или в летнее время с температурой 20-25°С подают вначале в специально пройденные выработки, в которых за счет теплообмена с окружащим массивом его температура повышается до -4-6°С или понижается до тех же значений. В окрестности забоя воздух подогревают с помощью установки местного подогрева до 20-25°С 2 Недостатком известного способа является больщая длина теплообменных выработок (800-1200 м), растепление пород в вентиляционных выработках воздухом, имеющим положительную температуру, оттаивание пород в теплообменных выработках в летнее время при поступлении в шахту воздуха с температурой 30-35°С. Целью изобретения является снижение затрат на нагревание или охлаждение воздуха, уменьшение длины теплообменных выработок и сохранение их устойчивости. Цель достигается тем, что согласно способу регулирования теплового режима щахты в условиях многолетней мерзлоты, включающему сооружение теплообменных выработок, пропускание по ним воздуха, подогрев или охлаждение его путем теплообмена с окружающим массивом, теплообменные выработки крепят двухслойной крепью с воздушным зазором между слоями, при этом холодный воздух пропускают по части сечения выработки между внутренним и наружным слоями крепи, а теплый воздух - по части сечения выработки, ограниченной внутренним слое.м крепи. На фиг. 1 показана схема регулирования теплового режима согласно предлагаемому способу; на фиг. 2 - участок теплообменной выработки, узел I на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение теплообменной выработки; на фиг. 4 - разрез А-А на фиг. 3. Теплообменную вьфаботку 1 крепят двухслойной крепью 2 с воздушным зазором 3 между слоями, при этом крепь размещают таким образом, что сечения внутреннего и наружного слоев примерно равны. Поступающий в шахту холодный воздух с помошью перемычки 4 попадает в часть сечения выработки 5 между внутренним и наружным слоями крепи. Здесь за счет теплообмена с мерзлыми породами 6 и поверхностью внутреннего слоя крепи 7 он нагревается до умеренных отрицательных температур, примерно равных температуре массива: -5-6°С, и с этой температурой поступает в общешахтные выработки 8, где ведутся работы, затем у забоя его температуру повышают с помощью установки местного подогрева 9 до значений 20-25°С. Исходящую струю теплого воздуха 10, частично ость1вающую за счет теплообмена с окружающими вентиляционный щтрек породами, направляют с помощью перемычки 11 в часть сечения 12 теплообменной выработки, ограниченную внутренним слоем крепи, и по вентиляционной выработке 13 - к вентиляционному стволу. В летний период перемычку 4 открывают и поступающий в шахту воздух с температурой 25-30°С с помощью перемычек 14 направляют по части сечения 12 теплообменной выработки, где он частично остывает за счет контакта с охлажденной поверхностью внутреннего слоя крепи, а с помощью перемычки 15 направляют в общешахтные выработки 8, в которых он частично остывает. Далее у забоя его не подогревают, перемычку 16 закрывают, перемычки 11открывают, а исходящую уже охлажденную струю 17 направляют к вентиляционному стволу. Предлагаемый способ позволит снизить затраты на регулирование теплового режима за счет уменьшения длины теплообменных выработок с 800-1200 до 250 м, увеличения начальной температуры подогрева воздуха, при этом повышается устойчивость теплообменной выработки из-за исключения оттаивания окружающих пород.

/ 4

15 810 Фиг. 2

5А-А .6

/// /// т./// /// /// /// /// /// /// /// ///-w /// /// /// /// /// /// f/f

СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕПЛОВОГО РЕЖИМА ШАХТЫ В УСЛОВИЯХ МНОГОЛЕТНЕЙ МЕРЗЛОТЫ, включаюш,ий сооружение теплообменных выработок, пропускание по ним воздуха, подогрев или охлаждение его путем теплообмена с окружающим массивом, отличающийся тем, что, с целью снижения затрат на подогрев или охлаждение воздуха, уменьшения длины теплообменных выработок и сохранения их устойчивости, теплообменные выработки крепят двухслойной крепью с воздушным зазором между слоями, при этом холодный воздух пропускают по части сечения выработки между внутренним и наружным слоями крепи, а теплый воздух - по части сечения выработки, ограниченной внутренним слоем крепи. (Л 4 05 01 Од ОС 1риг. 1

ФигЛ