Способ проветривания карьеров Советский патент 1989 года по МПК E21F1/00 

Изобретение относится к горному делу, а именно к способам искусственной вентиляции карьеров с использованием воздуховодов.

Цель изобретения - повьшенИе эффективности проветривания за счет создания плоского вихря и разрушения температурной инверсии.

На чертеже изображена схема проветривания карьеров.

Для проветривания нижних горизонтов карьера I по его периметру равномерно устанавливают наклсжные вентиляционные труб1 1 2, которые соединяют с вентиляторными установками 3 и подают притичньй воздух по ним однонаправленно и по касательной к борту карьера. При этом наклонные вентиляционные трубы 2 прокладывают вдоль линии наименьшего ската 4.

Отработанньм воздух отводят по вертикальной вентиляционной трубе 5, размещаемой в центре карьера 1, поддерживаемой в вертикальном положении аэр.о- статом 6, управляемым с помо11,ью растяжек 7 и лебедок 8, и соединенной с вентиляционной установкой (не показано), снабженной рукавным фильтром 9, При этом объемы приточного и .отработавшего воздуха регулируют по высоте вентилируемой зоны: приточньп воздух подают и отрабитасши лоздух удаляют

по высоте вентилируемой зоны в объемах, соответствующих постоянной кратности воздухообмена, т.е. выполняется равенство

К - Ь tj. - Ь - Lh - V V Vi Vn

где L - объем приточного воздуха.

()

и

м 7с (L 21 L ,

(

1, п)

кратность воздухообмена, с V - объем вентилируемЬй зоны.

Для разрушения температурной инверсии приточньй воздух подают и отработавший воздух дааляют по высоте инверсионного слоя.

При наложении динамического вращения воздуха на движение, вызьшаемое прямолинейным стоком постоянного напряжения, совпадающим с осью вращения возникает сложное плоское движение - плоский вихрь. Траекториями движения .частиц воздуха являются логарифмические спирали, В данном случае они мо- гут быть представлены уравнением

(2)

- Koi.

Г е ,

где е - основание натурального логарифма , е 2,7 1; г - относительный текущий радиус,

г r/R, г - текущий радиус, н;

R - радиус вентилируемой зоны, м; К - коэффициент спирали, для правых спиралей К О, для левых - К 0;

об - угловая координата точек спирали, рад..

Уравнение (2) представлено в полярной системе координат. Коэффициент спирали представляет собой отношение Vr/Vup, где VM, - скорость истечения приточного воздуха (тангенциальная составляющая скорости), м/с; V - радиальная составляющая скорости движения воздуха, м/с.

Для получения плоского вихря по всей высоте вентилируемой зоны карьер необходимо совпадение траекторий движения частиц воздуха в плане в любом ее горизонтальном сечении, т.е. равенство коэффициентов спиралей К. Математ11чески это можно выразить следующим образом:

Vri

(3)

где n - количество сечений.

10

f5

, 25

20

Реально количество сечений конечно, поэтому в дальнейшем выделяют по высоте вентилируемой зоны участков (i I, 2, ......, п), разделенных друг от друга горизонтальными сечениями, пронумеруют участки от дна карьера вверх. Каждый.такой участок характеризуется геометрическими размерами: средним радиусом Rj и высотой h- и имеет объем Vj. Тогда объем вентилируемой зоны равен

V ilV;, i 1, 2,..., п. 1

Значение радиальной составляющей скорости определяется по формуле

L;

где LJ - объем приточного воздуха,

мУс.-

Для выполнения условия (3) необходимо регулировать объемы приточного воздуха L по высоте вентилируемой

г;

5

5

0

0

0

5

R 2.

R

n

V, , ПОЭТО4

зоны. Поскольку RI

то и V ( il -2.

му для объемов приточного воздуха должно выполняться условие L « ...... L.

Пример. Для проветривания нижних горизонтов пространства карьера приточный воздух подают с помощью размещенных вентиляционных труб, соединенных с вентиляторными установками В1Щ-47М Север. Отработавший воздух удаляют через вертикальную вентиляционную трубу, располагаемую в центре карьера и поддерживаемую в вертикальном положении посредством аэростата, управляемого с помощью растяжек и лебедок Т-145Г, и соединенную с вентиляционной установкой ВДД-47М Север, снабженной рукавным фильтром

Два вентилятора главного проветривания БЦЦ-47М Север, устанавливаемые стационарно на поверхности карьера, предназначены для проветривания при температуре окружающей среды от -45 до +50 С. Вентиляторные установки располагают равномерно по периметру карьера. Начальный расход воздуха, подаваемого одной вентиляционной установкой, составляет 300 м/с, производительность двух установок 600 м /с. В вентиляционных трубах из ВИНИЛИСКО- ЖИ-Т выполнены отверстия с размерами 0,3л57 м, площадь П.РИТУЧНОГО отверстия составл.ч-ет 17, м , Вентиляционные трубы 11роклал.ь;наютс:в по борту

карьера вдоль линии наименьшего ската (п-,. поверхности до дна карьера и поддерживаются опорами.

Вытяжная подсистема состоит из веитилят(;рной установки В11Д-47 М Север, располагаемой на поверхности; вертикальной вентиляционной трубы неравномерного всасывания; аэростата 6, поддерживающего вертикальную вентиляционную трубу в вертикальном поло жении; лебедок, фиксирующих аэростат с помощью растяжек в рабочем положе- нии.

Аэростатическое устройство может быть выполнено в различных модификациях (в виде шара, цилиндра, тора). Наибольший интерес представляет тороидальная форма аэростата, так как аэродинамические свойства обеспечивают аэростату минимальное сопротивление воздушным потокам. Аэростат заполняется инертным газом, грузоподъ емность его сс;ставляет 20 т.

Для очистки воздуха вытяжная система снабжена рукаиным филь7 ром Р-В1 17, который устана1ши 5ается между вертикальной вентиляпионноГ) трубой и вентиляторной установкой.

Вентиляпяонные; трубы монтируются из секций, 4T(j позволяет собирать их требуемой длины.

Ниже приведены результаты аэродинамического расчета вентиляционных труб для следующих условий. Зсжа загрязнения расположена на нижних горизонтах карьера и составляет по высоте 50 м. Карьер имеет образную форму, диаметр его по верхней границе зоны загрязнения равен 250 м, по дну - 150 м. Общая глубина карьера составляет 500 м, угол откоса борта - А5 . Для выпо1И1ения аэро динамическогс; расчета вентиляционных, труб рассчитаны воздухообмены по высоте зоны загрязнения исходя из объемов приточного и удаляемого воздуха, равных 545 : /с. Средняя кратност воздухообмена в зоне загрязнения должна составлять 1,22 ч .

В табл.1 приведены результаты расчетов объемов подава-емого и удаляе

10

1882

мого

воздуха по высоте зоны загрязнения, для чего она по высоте условно

разделена на участки 1ц hj -

h ,0 5 м.

В табл.2 приведены результаты аэродинамического расчета вентиляционных труб 2, 3 на основании данных табл.1.

Удаление необходимых объемов воздуха по высоте зоны загрязнения может быть обеспечено выполнением перфорации в вертикальной вентиляционной трубе по ее высоте, равной вы- соте зоны загрязнения. Общая протя- )5 женность вытяжной трубы (вертикаль7 ный и горизонтальны) участки) в Данной системе вентиляции составляет 1020 м.

20 Ф о р м у л а и 3 CJ б р е е н и я

5

д 50

1.Способ проветривания карьеров, включающий однонаправленную подачу приточного воздуха по касательной

к борту карьера с помощью Наклонных вентиляционных труб, установленных равномерно по периметру pa6o4oii зоны карьера и соединенных с вентиляционными установками, и отвод отработанного воздуха, отличаю щ и и с я тем, что, с целью поиьш1ения эфс ектив- ности проветривания за сч.ет создания плоского вихря, наклонные вентиляционные трубы прокладывают вдоль лшши наименьшего ската, отвод отработа1П1ого воздуха о.существляют в центре карьера через вертикальную ве}1тиляци(Я1ную трубу, соединенную с вентиляторной установкой, при этом объемы приточного и отработанного воздуха регулируют по высоте вентилируемой зоны, причем приточньй воздух подают и отработанный воздух удаляют по высоте вентилируемой зоны в объемах, cocjTBeT- ствующих постоянной кратности воздухообмена.

2.Способ по п.1, отличающийся тем, что, с целью разрушения температурной инверсии, приточньй воздух подают и отработа1П1ый воздух отводят по высоте инверси )нно1 о слоя.

0

5

40

Таблица

Результаты-расчета расхода воздуха по высоте вейтилируемой зоны

Изобретение относится к горному делу. Цель - повышение эффективности проветривания за счет создания плоского вихря. К борту карьера подают однонаправленно приточный воздух по касательной с помощью наклонных вентиляционных труб, соединенных с вентиляторными установками. Трубы прокладывают равномерно по периметру рабочей зоны карьера вдоль линии наименьшего ската. Отработанный воздух отводят в центре карьера через вертикальную вентиляционную трубу, соединенную с вентиляционной установкой. При этом объем приточного отработанного воздуха регулируют по высоте вентилируемой зоны. Приточный воздух подают и отработанный воздух удаляют по высоте вентилируемой зоны в объемах, соответствующих постоянной кратности воздухообмена. Для разрушения т-ной инверсии приточный воздух подают и отработанный воздух отводят по высоте инверсионного слоя. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

Таблица

Расчет воздухораспределителя постоянного статического давления

Нумерация участков приведена от приточного вентилятора до конца воздуховода

Редактор М,Бандура

Составитель Л.Серова Техред Л.Олийнык

Заказ 6904/30

Тираж 410

ВНИШТИ Государстпениого комитета по изобретениям и открытиям при ГКГГГ СС;(;р 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, М

KoppeKTCjp 0.Крангц нп

Подписное