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

у

&

Использование: регулирование температуры шахтного воздуха на предприятиях Севера, разрабатывающих малые рудные тала, Сущность изобретения: в породном массиве проводят коллекторную выработку. По длине коллекторной выработки с обеих ее сторон формируют теплоаккумуляторы. Теплоаккумулятор состоит из монтажных ниш, соединенных теплообменными скважинами. Подачу вентиляционной струи по ходу ее движения производят с увеличением расхода воздуха в каждом последующем теплоаккумуляторе. Из математического выражения определяют коэффициент распределения расхода воздуха между системой теплоаккумуляторов и коллекторной выработки. 1 ил.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для регулирования температуры шахтного воздуха на предприятиях Севера, разрабатывающих малые рудные тела.

Цель изобретения - повышение эффективности регулирования температуры шахтного воздуха.

На чертеже изображена схема, иллюстрирующая предлагаемый способ.

Схема включает коллекторную выработку 1, монтажные ниши 2, теплообменные скважины 3.

Пример. Пройдена коллекторная выработка длиной L 100 м с пятью тепло- аккумуляторами, каждый из которых состоит из пяти скважин (man 5) длиной а 20 м. Выработка пройдена в породах с температурой Те -5°С. Средняя температура

воздуха на входе в выработку в зимний период составляет to -20°С. Расход воздуха на входе в выработку Go 30 кг/с. Параметры выработки и скважин следующие: Sbn 9 м2, Ubn 12 м, S3n - 0,2 м2, Uan 1,57 м, Еап Еьп 1,5. Удельная теплоемкость воздуха Ср 1800Дж/(кг-К).

Начальное значение Ki выбирают из технологических соображений. Принимают для первого аккумулятора Ki 4, тогда расход воздуха в теплоаккумуляторе составит Gal 6 кг/с, а в выработке - Сы 24 кг/с. Определяют температуры воздуха в конце участка 1-го теплоаккумулятора по формулам + (tO-Te)(1 XI

СЛ

о

СЛ 00

2 Can U3h2-lan mgj ( Ki + 1 f2

San Cp Go

) -15J1°C,

tk1 Те + (to - Те) (1 2 ebn Ubjg-lbn mt&C Ki + 1 )°-2. m 1Q 6g0(: Sbn-CP Ki-Go)02

Перепад температуры воздуха на 1-м участке выработки находят по формуле

А tai Ч- tki Ki tn tinor ,OC.

i

Для определения коэффициента разделения вентиляционной струи на 2-м и последующих участках находят вспомогательные величины:

Z1 2ean-Uah2. . Q 32g (кг/с)0,2

i

22 ebrrUЈfrhm . 0 0388 (Kr/c)0.2

Величина Za зависит от количества теп- лоаккумуляторов п:

при п 22з

At G2

0,2

Те -to-(П -1 ) At

-0.141 (кг/с)02, при п 32з 0,152 (кг/с), при п - 4 2з - 0,165 (кг/с), при п-52з 0.173 (кг/с)02.

Тогда коэффициенты разделения вентиляционной струи будут равные

к, Zi-Z3+0,06-Z2 „м. К20.74-Z3-Z22 88

Кз 2,,97;К5 1,6.

Расходы воздуха в выработке и теплоак- кумуляторах с учетом коэффициента разделения Кп определяют по формулам

Gc Кп + 1

V30л.

an i bn

По этим формулам находят

Ga2 в 7,7 КГ/С,

Ga3 8,8 кг/с, 034 10,1 кг/с, ,5 КГ/С, 22,3 кг/с, Сьзв21,2 кг/с, Gb4 19,9 кг/с, Gb5-18,5 кг/с.

Формула изобретения Способ регулирования температуры шахтного воздуха, включающий проведение коллекторной выработки в породном массиве, бурение теплообменных скважин, подачу вентиляционной струи в коллекторную выработку и теплообменные скважины, о т- личающийся тем, что. с целью повышения эффективности регулирования температуры шахтного воздуха, по длине коллекторной выработки с обеих ее сторон зигзагообразно формируют теплоаккумуля- торы, проходят монтажные ниши и соединяют их попарнотеплообменными скважинами,

а рудничный воздух подают в каждый последующий по ходу движения теплоаккумуля- тор с увеличением расхода, при этом коэффициент распределения расхода воздуха между системой теплоаккумуляторов и

коллекторной выработки определяют из эмпирического соотношения

где

к Zi-Z3+0,06-Z2 п0,74-Z3-Z2

Zi

0Р I I1-2 m°-2 I

1can Uan lan мап

San Cp

2ЈbmUb n-lbn Sbn Cp

35

Zs

At-Gg-2 Te-t0-(n-1) At

где Can, Јbn - коэффициенты шероховатости стенок теплоаккумулятора и выработки на n-м участке;

man - количество скважин в теплоакку- муляторе на n-м участке:

Ian, Ibn -длинатеплоаккумулятора и выработки на n-м участке;

San, Sbn - площадь сечения теплоаккумулятора и выработки на n-м участке, м ; tlan. Ubn - периметры теплоаккумулятора и выработки на n-м участке, м;

Ср - удельная теплоемкость воздуха, Дж/(кг-К);

At-допустимый перепад температуры воздуха, °С; GO - расход воздуха в шахте, кг/с;

Те - начальная температура пород, °С;

to - температура рудничного воздуха в начале коллекторной выработки, °С;

п - количество теплоаккумуляторов.

а

Jfe

3