Горная термовлагоаккумулирующая выработка Советский патент 1988 года по МПК E21F3/00 

- (Риг1

1

Изобретение относится к области горного дела и может быть использовано на рудниках и шахтах для нормализации процессов тепломассопереноса в горных выработках.

Цель изобретения улучшение теп- ломассообменных процессов в выработке при сокращении ее длины за счет интенсификации турбулизации воздуш- ных -струй.

На фиг. 1 показана горная термо- влагоаккумулирующая выработка, выполненная с расширением площади поперечного сечения по всему периметру вы- работки; на фиг. 2 и 3 - .горная термовлагоаккумулиругощая выработка 1, содержащая расширения в боковых стенках и Кровли (эта выработка может быть использована как транспорт- ная); на фиг. 4-6 - теплообменная выработка, которая содержит участки с расширением площади поперечного счения выработки вдоль ее продольной оси по длине спирали, кратной 1/2 длины полного витка спирали.

Основная выработка 1 с радиусом Го содержит периодически повторяющи

еся расширения 2 с радиусом г ,, а расстояние между расширениями составляет 1 . Параметры участка расширения выработки и расстояние между этими участками определяются из предлагаемых соотношений.

Предлагаемые конструкции горных термовлагоаккумулирующих выработок с периодически изменяющимися сечениями определенной формы и параметров обеспечивают интенсификацию тепломассо- обменных процессов рудничного возду-:- ха и окружающих пород.

Пример. В условиях калийных рудников, где комбайновое проведение горных выработок сравнительно недорого, представляется целесообразным создание термовлагоаккумулируюшдх выработок для нормализации термовлаж- ностных параметров рудничного воздуха, поступающего в очистные и подготовительные забои.

Согласно изобретению для интенсификации тепломассообменных процессов горную выработку выполняют в виде воздуховода с периодически изменяющимся сечением и содержащей участки с расширением площади поперечного сечения по всему периметру выработки Определяют параметры участков расширения

1 Mi20,59 (м); э.

1,5 (м); г 2,08 (м); , 16,56 (м).

1 К

Установим параметр расширения г по устойчивости горной выработки:

(1 -и)) 2,8 м.

Принимаем значение г 2,08 м. В условиях калийных рудников расширения с параметрами г, , l , 1 лег

ко могут быть выполнены специальной машиной МГ, основным назначением которой являются производство врубов под гидроперемычки и проходка рассо- лосточных канав. Конструкция машины МГ позволяет производить расширения в любом направлении по всему периметру выработки, в том числе и выполнять расширения в виде спирали.

Таким образом, протяженность горной термовлагоаккумулирующей выработки предлагаемой конструкции с расширением указанной формы и определен

ных параметров по сравнению с гладкой выработкой может быть уменьшена на 35-40% и составит bV I960 м (в базовом варианте L-p 3023 м).

Следует отметить, что предложенная конструкция горной выработки, обеспечивающая интенсивное турбулентное перемешивание воздушной струи, может быть использована для предотвращения слоевых скоплений горючих и вредных газов в почве или кровле выработок, интенсификации процессов адсорбции вредных газов окружающими породами и т.п., т.е. во всех трех случаях, где требуется высокая турбулентность воздушной струи. 1

Предложенное изобретение может

быть использовано на калийных и соляных рудниках, угольных шахтах и других горных предприятиях для нор- мализации термовлажностных и газовых параметров рудничного воздуха.

Формула изобретения

1. Горная термовлагоаккумулирующая выработка, включающая теплообменную поверхность в окружакяцих горных породах, образованную почвой, кровлей и боковыми стенками, о тличаю

1

щ а я с я тем, что, с целью улуч шения тепломассообменных процессов в выработке при сокращении ее длины за счет интенсификации турбулизации воздушных струй, выработка выполнена с периодически изменяющимся по ее дпине сечением, причем длина и радиус каждого участка расширения сечения выработки и расстояние между этими участками определяются из следующих математических выражений:

1

0.44 д,.

mm . I

1 : К(1,5 г, {г. (1 сх)

0,

1 Го

а

-длина участка расширения, м;

-длина основной выработки, м;

-коэффициент структуры вентиляционной струи;

-радиус расширения выработ-

КИу My

Лс

1

- параметр, характеризующий допустимый предел снижения срока службы горной выработки;

эмпирический коэффициент; расстояние между участками расширения, м; К - эмпирический коэффициент.

2.Выработка по п. 1, отли- чающаяся тем, что расширения выполнены по периметру поперечного сечения выработки.

3.Выработка по п. 1, о т л и - чанг щаяся тем, что расширения сечения выполнены в боковых стенках и кровле выработки.

4.Выработка по п. 1, отличающаяся тем, что расширение сечения выполнено в виде спиралевидной канавы, расположенной по длине выработки, причем длина спирали кратна 1/2 длины полного витка спирали.

Изобретение относится к горному делу и м.б. использовано на рудниках и шахтак для нормализации процессов тепломассопереноса в горных выработках. Цель изобретения - улучшение тепломассообменных процессов в выраIf ботке при сокращении ее длины за счет интенсификации турбулизации воздушных струй. Выработка 1 содержит теплообменную поверхность в окружающих горных породах, образованную почвой, кровлей и боковыми стенками. Выработка 1 выполнена с периодически изменяющимся сечением по ее длине. Длину и радиус каждого участка 2 расширения сечения выработки и расстояние между этими участками определяют по математической фррмуле. Расширения .выполнены в боковых стенках и кровле и по периметру сечения выработки. Расширение имеет вид спиралевидной канавы, расположенной по длине выработки, а длина спирали кратна 1/2 длины полного витка спирали. Такая конструкция выработки обеспечивает интенсивное перемешивание воздушной струи и м.б. использована для предотвращения слоевых скоплений горючих и вредных газов в почве или кровле. 3 з.п. ф-лы, 6 ил. li с S (Л 00 а 00 4 iU СО

Фиг. 2

// /// //

/X/ yVX

// /// /// X/

/// /7//VV /// /// //V /X/ ///у// 7/У

7

Нг

.З

.

УУХ X//

ТлТ

/ /

-V

/ / л / /

/

-ч

Л

-V

л

Фиг. 5

фиг. 6