Способ регулирования теплового режима шахты Советский патент 1989 года по МПК E21F3/00 

I

Изобретение относится к горной .промьшшенности и может быть использовано для регулирования теплового режима шахт в условиях вечной мерзлоты .

Цель изобретения - снижение затрат на сооружение теплообменных выработок.

На фиг. 1 показана схема регулирования теплового режима согласно данному способу; на фиг, 2 - группа теплообменных скважин, ра зрез.

На фиг. 1 показан холодный воздух 1, группа теплообменных скважин 2, массив мерзлых пород 3, вьфаботка 4, нагретый воздух 5, выработки в, группа скважин 7 и зоны 8 пониженных температур.

Способ осуществляют следующим образом.

В зимнее время необходимый для

проветривания горных выработок холодный воздух 1 с температурой от -40 до -50 С подают через группу теплообменных скважин 2, пройденных с поверхности шахтного поля вертикально (фиг. 2 а) или наклонно (фиг. 2 б), в зависимости от глубины разработки и температуры вмешлюших пород. За счет теплообмена через стенки скважий 2 с массивом мсрчлых по- род Зон нагревается до TvieRe iiio отрипя

31

тельных температур (-10)-(-15) с и с этой температурой поступает в выработку 4, где ведут работы. Входящую струю нагре ого воздуха направляют по выработкам 6 к другой группе скважи 7, по которым он выбрасывается на поверхность. В процессе теплообмена происходит охлаждение вмещающих пород 3 вокруг воздухоподанищх сква- жин 2 с образованием зон 8 пониженны температур, что приводит к постепенному снижению его эффективности. Тог да направление движения воздуха изменяют на противоположное, используя группу скважин 7 в качестве подающег канала, в группу скважин 2 в качеств исходящего канала. При этом исходяща струя теплого воздуха, проходя через группу скважин 2, нагревает вмещающи породы зоны 8, восстанавливая их естественный температурный режим.

В летний период теплый воздух также подается через скважин 2, где в контакте

3 происходит его охлаждение, а вокру скважин группы 2 образуется зона 8 повьппенных температур. Для восстановления естественного теплового режима вмещающих пород зоны 8 изменяют направление движения воздуха на противоположное.

Продолжительность подачи воздуха в одном направлении определяют из выражения

Ы.

Юа

с вмещающими породами

где х/ - продолжительность подачи

воздуха в одном направле- НИИ, ч; L - расстояние между скважинами

в группе, м;

а - коэффициент температуропроводности пород, . Расчет температуры.воздуха, поступающего в шахтные вьфаботки, проводится по формуле «

( .

G(C

+rcp)+

tn

(1)

«l

(z)

R|

коэффициент нестационарного, тепло- , обмена; - критерий с урье;

В; |-; в В.+0,375 - критерий БИО;

я -

1

GGOи-А

об коэффициент теплоотдачи от породы к воздуху; радиус скважины; коэффициент температуропроводности;

время перелечи тепла от породы к воздуху;

температура наружного воздуха; температура вмещающих пород; глубийа вентиляционной скважины; расход воздуха; теплоемкость воздуха; периметр скважины; коэффициент теплопроводности; f(Z)-функция, определяемая по таблице.

Пример. Месторождение залегат- ет на глубине 50 м, температура вмещающих пород 7°С, среднемесячная температура наружного воздуха коэффициент температуропроводности

Критерий Фурье для различных радиусов скважин и продолжительности подачи воздуха в одном направлении представлен в табл. 1.

Температура воздуха, поступанядего в шахту (t) при Кд 0,1; Q 0,1, представлена в табл. 2.

Исходя из приведенных расчетов следует, что чем чаще производить

изменение направления подачи воздуха, тем эффективнее система регулирования теплового режима.

Данный способ позволяет снизить затраты на регулирование теплового

режима за счет повыщения эффективг ности теплообмена дроблением струи воздуха в группе скважин и увеличе- нием поверхности контакта воздуха с вмещающими породами. Тем самым

исключается необходимость проведения специальных горизонтальных теплооб- менных выработок и снижается объем горно-подготовительных работ.

Формул а изобретения

Способ регулирования теплового режима шахты, включающий сооружение теплообменных выработок, пропускание по ним воздуха, подогрев или охлажде- :ние его путем теплообмена с окружающим массивом, отличающий- с я тем, что, с целью снижения затрат на сооружение теплообменных вй51461992

работок, теплообменные выработки выполняют в виде не менее двух групп скважин, которые бурят с поверхности

L 10а

Изобретение относится к горной пром-сти. Цель - снижение затрат на сооружение теплообменных вьфаботок. Последние вьтолняют в виде не менее двух групп скважин, котор ые бурят с поверхности шахтного поля до кровли продуктивного пласта, по одной группе скважин подают воздух, по другой отводят. Направление движения воздуха по ним периодически меняют на противоположное. Продолжительность подачи воздуха в одном направлении определяют выражением б L2/10а, где с - продолжительность подачи воздуха в одном направлении, ч; L - расстояние между скважинами в группе, м; а - коэффициент температуропроводности пород, м2/ч. Применение способа исключает необходимость проведения специальных теплообменных выработок и снижает, объем горноподготовительных работ. 2 ил. 1 табл. с (Л

шахтного поля до кровли продуктивного пласта, при этом по одной группе скважин подают воздух, а по другой - отводят, причем направление движения воздуха по ним периодически меняют на противоположное, при этом 10 должительность подачи воздуха в одном направлении определяется выражением

де

L а продолжительность подачи воздуха в одном направлении , ч;

расстояние между скважинами в группе, м;

коэффициент температуропроводности пород, .

Таблица 1

/ /// / /У ///

Фиг.г

Релактог, м н витель И. Алла гулов

Релак..Недолужвнко Техред Л.Сердюкова Корректор Н. Гуньке

Заказ,652 31THpIiTio --ВНИИПИ государственного комитета по изобретениям и открытиям ри ГКНТ СССР . Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент. Т ужг родГулГгагарйн J oi