Шахтный теплоаккумулирующий экран Советский патент 1991 года по МПК E21F3/00 

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к креплению и тепловой изоляции горных выработок в условиях многолетней мерзлоты, и может быть использовано для защиты пород от протаивания при сезонном повышении температуры вентиляционного воздуха.

Цель изобретения - повышение эффективности регулирования теплового режима.

На фиг.1 изображен разрез секции теп- лоаккумулирующего экрана при температуре рудничного воздуха ниже естественной температуры горных пород перед началом сезонного повышения температуры; на

фиг.2 - то же, при температуре рудничного воздуха выше температуры горных пород.

Секция экрана состоит из рамы 1 с полостью 2, внутри которой размещены эластичные емкости 3 с легкокипящим наполнителем. Полость 2 отделена от выработки панелью переменной воздухопроницаемости, состоящей из ряда желобов 4, расположенных со смещением оси 5 вращения относительно центра тяжести 6 один под другим таким образом, что днище каждого из вышележащих находится ниже верхнего края нижерасположенного, желобы заполнены жидкостью 7, температура таяния которой ниже температуры кипения нао VI VI со со ел

полнителя эластичных емкостей 3 и температуры таяния влаги, находящейся в породе при начальном давлении. В качестве такого вещества может быть использован водный раствор соли необходимой концентрации. Ось 5 верхлежащего желоба находится в площади сечения низлежащего желоба ниже уровня жидкости.

Устройство работает следующим образом.

При температуре окружающей среды ниже значений температуры фазового превращения обоих наполнителей желобы 4 первоначально находятся в нижнем положении, а емкости 3 - в нижней части полости 2. При этом термическое сопротивление секции минимально, что способствует промораживанию и упрочнению массива.

Перед началом сезонного повышения температуры вентиляционной струи желобы 4 поворачивают вокруг оси 5, поднимают в верхнее (неустойчивое) положение, фиксируя их лишь на время заполнения жидкостью 7 до ее затвердевания, после чего желобы удерживаются в верхнем положении затвердевшей жидкостью 7, обеспечивая увеличение термического сопротивления секции за счет образующейся в полости 2 воздушной прослойки (см. фиг.1). При подъеме температуры окружающей среды до точки плавления жидкости 7 нагревающий потенциал вентиляционной струи расходуется на ее фазовое превращение, благодаря чему темп роста температуры I воздуха замедляется. Так как центры тяжести 6 желобов 4 смещены относительно его оси 5, то при плавлении жидкости 7 желобы 4 под действием силы тяжести, приложенной в центре тяжести, поворачиваются вокруг оси 5 в нижнее положение. Жидкость 7 выливается на почву выработки, благодаря чему панель становится воздухопроницаемой и обеспечивается сопровождающийся теплообменом доступ вентиляционного воздуха к эластичным емкостям 3 в полости

2. При дальнейшем повышении температуры струи и достижении ее точки кипения наполнителя емкостей 3 нагревающий потенциал воздуха расходуется на его вскипание и темп роста температуры снова замедляется. Вскипание наполнителя сопровождается повышением д вления в эластичных емкостях 3 и увеличением их объема до заполнения полости 2 слоем наполненных парами емкостей 3, представляющих собой в этом состоянии эффективную теплоизоляцию (см. фиг.2). При последующем сезонном снижении температуры вентиляционной струи пары в емкостях 3

конденсируются и устройство возвращается в первоначальное положение.

Таким образом, устройство способствует как замедлению темпа роста температуры воздуха в конкретном пункте выработки,

так и эффективному ее снижению на единице длины, в результате чего обеспечивается защита горного массива от растепления и протаивания.

Формула изобретения

Шахтный теплоаккумулирующий экран,

включающий секции, выполненные из рам с полостями внутри них, размещенные в полостях емкости заполненные веществом, температура кипения которого равна естественной температуре пород, окружающих горную выработку, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности регулирования теплового режима, секции снабжены панелями, установленными перед рамами со стороны выработки и выпол- ненными из желобов, заполненных веществом, имеющим температуру плавления ниже температуры таяния замороженной влаги, находящейся в породе, при этом

желобы установлены на осях с возможностью вращения, причем ось верхнего желоба расположена в площади сечения нижнего желоба ниже уровня жидкости, а центры тяжести желобов смещены относительно осей по горизонтали.

/ ч. -

5 6 4

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для крепления и тепловой изоляции горных выработок в условиях многолетней мерзлоты. Цель - повышение эффективности регулирования теплового режима. Для этого секции имеют панели, установленные перед рамами со стороны выработки и состоят из желобов, Последние заполнены веществом, имеющим температуру плавления ниже температуры таяния замороженной влаги, находящейся в породе. Желобы установлены на осях с возможностью вращения. Ось верхнего желоба расположена в площади сечения нижнего желоба сечения нижнего желоба ниже уровня жидкости. Центры тяжести желобов смещены относительно осе.й по горизонтали. Вскипание наполнителя сопровождается повышением давления в эла- стичных емкостях, расположенных в полости рамы, до заполнения последних слоем наполненных парами эластичных емкостей, представляющих собой в этом состоянии эффективную теплоизоляцию. При последующем сезонном снижении температуры вентиляционной струи пары в емкостях конденсируются и устройство возвращается в первоначальное положение. 1 ил. (Л

тттттяз

///////A

,, ,- f

Sf

ii- -r

xsl§

V f

,

фие.1