Способ проветривания карьера при температурной инверсии и отрицательной температуре воздуха Советский патент 1983 года по МПК E21F1/00 

ел

ел

СХ) ОС

со Изобретение относится к горной промыш, icHHocTH и предназначено для принудительного проветривания карьеров. Известен способ нроветривания карьеров, заключаюнхийся в нагнетании воздуха вентиляционными установками со смёндением осей нагнетаемых ими струй, что обеспечивает создание вертикального вихревого потока воздуха 1. Однако данный способ проветривания карьеров не позволяет эффективно проветривать карьеры при температурных инверсиях, так как при его применении наблюдается нерациональное рассеивание энергии вентиляционных струй в карьерном пространстве, энергия вентиляционных установок оказывается недостаточной для создания вентиляционного потока необходимой вертикальной дальнобойности. Известен способ проветривания карьера конвективным ютоком воздуха, зак,лючающийся в нагреве приземного слоя воздуха за счет теплообмена с водой-теплоносителем, которым заполняют открытый бассейн на дне карьера, причем увлажнение производят путем разбрызгивания части воды-теплоносителя над поверхностью бассейна, а турбулизацию осуществляют путе.м создания взаимно-встречных потоков воздуха над поверхностью бассейна 2. Недостатком известного способа явля ется его малая эффективность пр-и темпера турной инверсии, так как при малой интенсивности теплообмена и замерзании верхнего слоя воды на дне карьера ири отрицательной температуре воздуха, не создается конвективный поток необходимой мощности для разрушения температурной инверсии. 1 92 Цель изобретения - повышение эффективности проветривания за счет разрушения температурной инверсии в карьере при отрицательной температуре воздуха. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу проветривания карьера при температурной инверсии и отрицательной температуре воздуха, заключающемуся в нагнетании воздуха вентиляционными установками, раз.мещенными на уступах борта и дне карьера, в воздушную струю вентиляционной установки подают распыленную воду на участке, равном диаметру струи в выходном сечении, в количестве от 0,002 до 0,050 кг на кубический метр воздуха струи. Подача распыленной воды в вентиляционную струю при отрицательной температуре воздуха приводит к теплообмену между частицами относительно теплой воды и более холодным воздухом вентиляционной струи, вызывает охлаждение и замерзание воды с выделением теплоты и нагревом вентиляционной струи как за счет охлаждения воды и образующихся льдинок, так, в основном,и за счет теплоты (79,7 ккал/кг), выделяющейся при переходе воды из жидкого агрегатного состояния в твердое (лед, снег). Испытания показали, что при подаче воды с температурой от 1 до 3° С в количестве Aq 0,002 кг/м воздуха вентиляционной струи, имеющего температуру tj - 20°С, он нагревался наД 0,6°С и приобретал температуру t - 19,4°С. При других удельных расходах воды указанные величины имели значения представленные в таблице.

СПОСОБ ПРОВЕТРИВАНИЯ КАРЬЕРА ПРИ ТЕМПЕРАТУРНОЙ ИНВЕРСИИ И ОТРИЦАТЕЛЬНОЙ ТЕМПЕРАТУРЕ ВОЗДУХА, заключающийся в нагнетании воздуха вентиляционными установками, размещенными на уступах борта и дне карьера, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности проветривания за счет разрушения температурной инверсии в карьере при отрицательной температуре воздуха, в воздушную струю вентиляционной установки подают распыленную воду на участке,равном диаметру струи в выходном сечении, в количестве от 0,002 до 0,050 кг на кубический метр воздуха струи.

О 0,006

0,015

0,02

0,025

0,03

Q,Qk

0,05

-20

-18

-15

-13,5

-13

-12

-П

-11

Наиболее интенсивное нагревание вентиляционной струи наблюдается при удельном расходе водыД(,02 - 0,025 кг/м на 6,5-7°С. Эксперименты показали, что при температуре окружающего воздуха 35-40°С увеличивается его нагрев при увеличении удельного расхода воды до 0,04-0 05 кг/м за счет лучших условий замерзания воды В этом случае оптимальным является удельный расход воды 0,03-0,035 кг/мЗ что позволяет обеспечить нагрев воздуха на

J I f

Одновременно экспертименты показали, что наилучшие условия для замерзания распыленной воды возникают при ее подаче в вентиляционную струю на участке, равном диаметру струи в выходном сечении, поскольку на этом участке вентиляционная струя имеет наибольшую турбулентность, обеспечиваюшую быстрый теплообмен между частицами воды и вентиляционной струей, и наиболее полное замерзание частиц воды при минимальном содержании их в жидком состоянии.

Выполненные по результатам экспериментов расчеты показывают, что при подаче воды с температурой 2°С в ко.чичсстве 0,02 кг на кубический метр воздуха, имеюикмо температуру - 30°С, он нагревается на дно карьера на 6,5°С и приобретает темпсратчру - 23,5°С. При глубине карьера- 00 м это приводит к разрушению температурной инверсии с изменением вертикал;1ного температурного градиента с - 2град/10и м (при инверсии) до + 1 град/ЮОм. наблюдаемого при разрушении инверсии и формировании равновесного состояния атмосферы в карьере. В результате этого вертикальная рабочая дальнобойность вентиляционной струи установки местного проветривания УМП-14 (мошностью 320 кВт) возрастает с 130 до 230 м.

Использование предлагаемого способа проветривания карьера позволяет разрушить температурную инверсию, что приводит к увеличению вертикальной рабочей дальнобойности струи вентиляционной установки и обеспечивает высокую эффективность проветривания карьера.