Способ регулирования температуры шахтного воздуха Советский патент 1992 года по МПК E21F3/00 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для регулирования температуры шахтного воздуха при работе самоходной техники с двигателями внутреннего сгорания на шахтах и рудниках Севера.

Цель изобретения - повышение эффективности регулирования тепловых и газовых параметров воздуха при наличии дизельного оборудования в коллекторной выработке.

После проведения коллекторной выработки в породном массиве создают систему теплоаккумуляторов. С обеих сторон коллекторной выработки проходят монтажные ниши, которые соединяют теплообменными

скважинами. В один теплоаккумулятор с одной стороны выработки нагнетают дополнительное количество воздуха, которое необходимо для разжижения выхлопных газов от самоходной техники до санитарных норм, а через другой теплоаккумулятор отводят такое же количество загрязненного воздуха, причем подачу и отвод дополнительного количества воздуха выполняют равномерно по длине коллекторной выработки.

На чертеже изображена схема, поясняющая способ регулирования температуры шахтного воздуха.

VJ

N3 00

со

CJ О

На схеме обозначены коллекторная выработка 1, нагнетательный вентилятор 2, теплообменная скважина 3, монтажная ниша 4, вентиляционное окно 5 и всасывающий вентилятор 6.

Пример. Проходят коллекторную выработку 1 поперечным сечением 8к.в, 15м2. Через 50 м по длине коллекторной выработки в шахматном порядке проходят монтажные ниши 2 сечением 4-5 м2 и глубиной 10 м, из которых с помощью сбоечно-бу- ровой машины параллельно коллекторной выработки бурят теплообменные скважины 3 диаметром 0,6 м. Из забоев первых монтажных ниш (по обе стороны коллекторной выработки) бурят вентиляционные скважины диаметром 0,6 м до поверхности. В устье этих скважин устраивают вентиляторы местного проветривания типа СВМ- 6 производительностью 430 м3/мин каждый, из которых один вентилятор работает на нагнетание, а другой - на всасывание, ниши оборудуют вентиляционными перемычками с окнами, которые для равномерной подачи свежего и отвода загрязненного воздуха по длине выработки имеют регулирующие заслонки.

Транспортировку руды от забоя до бункера на поверхности производят двумя по- грузочно-доставочными машинами ТО R 0-200Д с ДВС мощностью 85,7 л.с. Из-за небольшого сечения коллекторной выработки погрузочно-доставочные машины разъезжаются на поверхности или в районе сопряжения транспортного штрека с коллекторной выработкой. График движения машин такой, что в коллекторной выработке постоянно находится одна машина.

В коллекторную выработку подают воздух в количестве Ош 560 м3/мин, требуемом, для проветривания шахты без учета расхода воздуха на разжижение выхлопных газов.

Требуемую длину коллекторной выработки определяют исходя из следующего. Принимают естественную температуру породного массива равной -6°С, а средне- зимнюю температуру воздуха, поступающего в коллекторную выработку-35°С. В конце коллекторной выработки допустимая температура воздуха должна составить -8°С.

Распределение средней температуры воздуха по длине выработки описывается следующей формулой:

+ (to-Te)exp() О) где Те - естественная температура пород,

°С;

to - среднезимняя температура наружного воздуха, °С;

К-с - коэффициент нестационарного теплообмена, кДж/с-м2-К; Р - периметр выработки, м;

G - расход воздуха, кг/с;

Ср - теплоемкость воздуха, кДж/кг-К;

L - протяженность выработки, м.

Если температуру воздуха ti в конце выработки приравнять температуре подогрева воздуха tn, то из (1) получают выражение для определения длины коллекторной выработки

G -Ср Кт Р

I м n t -т Мin - I e

(2)

В данном случае длину коллекторной выработки необходимо определить из расхода воздуха 560 м /мин или 12,1 кг/с. Остальные параметры принимают равными: Ср 1,1 кДж/кг-К; Кт 0,002 кДж/с м2 К; Р 15,6 м. Тогда получают L 1140м.

Количество монтажных ниш по длине

коллекторной выработки составляет 1140

50

22 шт.

Среднюю температуру воздуха, выходящего из теплоаккумулятора в коллекторную выработку, определяют по формуле (1): ti -6,9°С, т.е. дополнительное количество воздуха в теплоаккумуляторе подогревается до -6,9°С, что позволяет значительно

сократить длину коллекторной выработки. Например, если бы не было теплоаккумуля- торов, то температура воздуха в коллектор ной выработке t i -12,4°C, что превышает расчетную температуру подогрева воздуха в

коллекторной выработке на 4,4°С. Следовательно, дополнительное количество воздуха через теплоаккумуляторы подогревает основную вентиляционную струю воздуха на эту величину.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Способ регулирования температуры шахтного воздуха, включающий проходку

коллекторной выработки в породном массиве, бурение теплообменных скважин и подачу вентиляционной струи в коллекторные выработки и теплообменные скважины, отличающийся тем, что, с целью

повышения эффективности регулирования тепловых и газовых параметров воздуха при наличии дизельного оборудования в коллекторной выработке, по длине последней с обеих сторон создают систему теплоаккумуляторов, причем теплоаккумуляторы, расположенные на одной стороне коллекторной выработки, соединяют между собой теп- лообменными скважинами и сопрягают с коллекторной выработкой, при этом осуществляют подачу дополнительного количества воздуха через аккумуляторы, расположенные с одной стороны коллекторной выработки, а через аккумуляторы, расположенные с другой стороны коллекторной выработки, отводят загазованный воздух в количестве, равном количеству дополнительно подаваемого воздуха, причем подачу и отвод дополнительного количества воздуха осуществляют равномерно по длине коллекторной выработки.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для регулирования температуры шахтного воздуха при работе самоходной техники с двигателями внутреннего сгорания (ДВС) на шахтах и рудниках Севера. Цель изобретения - повышение эффективности регулирования тепловых и газовых параметров воздуха при наличии дизельного оборудования в коллекторной выработке. Способ включает формирование системы теплоаккумуля- торов по обеим сторонам выработки, причем теплоаккумуляторы, расположенные на одной стороне выработки, соединяют теплообменными скважинами и сопрягают с коллекторной выработкой. Основную вентиляционную струю подают по коллекторной выработке. Подачи дополнительного количества воздуха, необходимого для разжижения выхлопных газов ДВС до санитарных норм, производят через тепло- аккумулятор, расположенный с одной стороны коллекторной выработки, а отвод загрязненного воздуха в том же количестве осуществляют через теплоаккумулятор с другой стороны коллекторной выработки. 1 ил. ЧщГ Ё