Способ защиты от обмерзания канала главного вентилятора при проветривании шахт и рудников Севера Советский патент 1992 года по МПК E21F3/00 

Изобретение относится к торной промышленности и может быть использовано при проветривании шахт, рудников и подземных сооружений Севера.

Целью изобретения является снижение энергетических затрат на подогрев воздуха, поступающего в вентиляционный канал в холодный период года.

На чертеже приведена схема для осуществления предлагаемого способа.

Главным вентилятором 1, работающим во всасывающем режиме, воздух из рудника выдается по вентиляционному каналу 2

и вентиляционному стволу 3. Надшахтное здание 4 герметично. В летний период осуществляется подача воздуха по скважине 5 при открытом воздухозаборном устройстве 6 за счет эжекции, создаваемой воздушным потоком, движущимся по вентиляционному каналу. Небольшая часть воздуха подается по каналу 7 калориферной установки 8. Распределение воздуха регулируется автоматически, выбором сечений каналов 2 и 7 и скважины 5, которые расчитываются по общепринятым методикам рудничной аэрологии. Тепловые расчеты также выполняются

VI

00

CJ

по общепринятым методикам с использованием l-d диаграммы влажного воздуха.

В зимний период воздухозаборное устройство 6 герметично закрывают и одновременно включают калорифер 8, мощность которого определяется так, чтобы смесь воздуха, поступающего в канал 2, не охладилась на входе в вентилятор 1 до температуры ниже точки росы, т.е. не произошла конденсация влаги. В данном случае под зимним периодом понимают период, когда температура наружного воздуха ниже или равна температуре исходящего воздуха.

Пример. Среднелетняя температура наружного воздуха Хср.л.н.в +10,1 °С (четыре месяца). Среднезимняя температура исходящего из рудника воздуха tcp.a.ncx - -16,4 при влажности р 100%. Средневесенняя температура исходящей вентиляционной струи равна тср.вес.исх.,0°С при относительной влажности (р 100%.

При поступлении в весенний период воздуха с такой температурой в вентиляционный канал происходит его охлаждение до температуры горных пород, равной средне- зимней температуре воздуха и, как следствие этого, происходит конденсация содержащейся в нем влаги с образованием ледяной корки в канале, что можно наблю- дать на практике. Среднелетняя температура воздуха на выходе из вентилятора не превышает тср.л.исх.в 0°С, т.е. породы, окру- жащие вентиляционный канал, не протаивают.

На сопряжении канала со стволом с поверхности пробуривается скважина глубинной 6,5 м и диаметром 1 м. Скважина оборудуется воздухозаборником, снабженным герметичной крышкой. Ниже вентиля- ционного канала находится камера для электрокалорифера и канал 7 для подачи нагретого воздуха.

В течение летнего периода через скважину с поверхности засасывается воздух. При известных производительности вентилятора и диаметра скважины через канал поступает Ообщ. 25 м /с воздуха, -из них 5 м3/с через скважину (Q2 5 м3/с)

Среднюю температуру воздуха в конце летнего периода определяют по формуле

Ql tcp.n.ncx Ь Ci2 tcp.n.H.B IK.в.ср.л -п

2,02°С.

В конце летнего периода включается калориферная установка, с помощью кото510

15 20

5 0 5

0

5

0

рой поддерживается требуемая температура исходящей воздушной струи из вентиляционного канала (tMcx -4,0°C). С понижением температуры наружного воздуха до температуры исходящей струи скважина герметично закрывается, во избежание переохлаждения пород, окружающих вентиляционный канал.

Мощность калориферной установки рассчитывается из условий, что через калориферный канал поступает Оз воздуха из 20 м3/с (См) исходящей струи по формуле

Ы ОзхрвхСвх

v °4 Оисх. )-(Q4-Q3) t

5

Оз -Тмин 447,7 кВт

где Тмин - минимальная зимняя температура наружного воздуха, равная -20,4°С.

Для обеспечения температуры смеси воздуха на выходе из канала -4°С в зимнее время необходимо подогревать воздух в калориферной установке до температуры тк + 15°С. Среднезимние затраты энергии для обеспечения заданного теплового режима в канале подсчитывают по формуле

Э1 Оз Х/Ов X Св X П1(т.к - Тср.з.исх ) - 4937,6х 10бкДж,

где ni - длительность периода подогрева воздуха (200 дней), равная 14,4 х 10с.

За счет использования вентиляционной скважины в рудник с вентиляционной струей, проходящей по-ней, поступает дополнительное количество тепла,расчитываемого по формуле

Эс 02 Х/5в X Св X П2 X tcp

716,9 х 106кДж,

где П2 - средняя продолжительность эксплуатации скважины 120 дней (10,4 х 106 с),

tcp - средняя температура воздуха, проходящего по скважине, равная 10,1°С.

Таким образом, использование скважины позволяет сократить затраты тепла на обеспечение требуемой температуры воздуха в канале, а следовательно, снизить мощность калориферной установки на 13%, рассчитанную по формуле:

Ш1

Э -3i

хЮО%

где Э 3i + Эс, кДж.

Формула изобретения 1. Способ защиты от обмерзания канала главного вентилятора при проветривании шахт и рудников Севера, включающий подогрев части исходящей вентиляционной струи в калориферной установке, отличающийся тем, что, с целью снижения энергетических затрат, осуществляют про- грев горных пород, окружающих канал глав0

5

ного вентилятора, путем подачи дополнительного количества воздуха с температурой, большей или равной температуре исходящей винтйляционной струи по скважине, пробуренной с поверхности до места сопряжения канала главного вентилятора с вентиляционным стволом, при этом при снижении температуры воздуха на поверхности ниже температуры исходящей вентиляционной струи скважину закрывают.

2. Способ по п. 1,отличающийся тем, что калориферную установку размещают в месте сопряжения канала главного вентилятора с вентиляционным стволом.

Изобретение относится к горному делу, в частности к регулированию теплового режима горных выработок, и может быть использовано для предотвращения обмерзания вентиляционного канала главного вентилятора. Цель изобретения - снижение энергетических затрат. Способ осуществляют путем бурения скважины с поверхности до места сопряжения вентиляционного канала с горными выработками. Скважину снабжают на устье запорным устройством. При температуре атмосферного воздуха выше или равной температуре исходящей струи его подают в скважину с поверхности. При снижении температуры ниже температуры исходящей струи скважину перекрывают. При этом предлагается размещать калориферную установку в месте сопряжения канала главного вентилятора с вентиляционным стволом. Реализация способа позволяет прогреть породы, окружающие вентиляционный канал, теплом атмосферного воздуха ft снизить затраты на его подогрев в калорифере. 1 з.п. ф-лы. 1 ил. Ё

Mf-ftiKVZK

4

..

N

Г