Способ нормализации теплового режима тупиковых выработок и устройство для его осуществления Советский патент 1993 года по МПК E21F3/00 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при электроннолучевом проведении горных выработок.

Цель изобретения - повышение эффективности охлаждения с одновременным уменьшением энергетических потерь.

На чертеже схематически изображено устройство реализующее предлагаемый способ.

Перегородка 1, изолирующая призабой- ное пространство 2 от транспортной части 3 тупиковой выработки, имеет отверстие 4,

сквозь которое пропущен нагнетательный вентиляционный воздуховод 5, связанный с вентилятором местного проветривания 6, расположенным в выработке со свежей вентиляционной струей 7. С помощью трубопровода 8 воздуховод 5 соединен с патрубком 9 вывода азота из воздухоразде- лительной установки 10, расположенной на поверхности. В месте соединения трубопровода 8 и воздуховода 5 например, как показано на схеме, в устье тупиковой выработки, расположен переключатель потоков 11. Через дополнительное отверстие 12 в перегородке 1 в призабойное пространство

1 00

ю VJ

CJ

о

пропущен трубопровод 13, соединенный противоположным концом с патрубком 14 ввода смеси газов в воздухоразделитель- ную установку 10. В призабойном пространстве 2, кроме основного породоразру- шающего оборудования - ускорителя электронов 15, размещены воздухоохладитель 16, привод 17 кдапанов 18, расположенных в отверстиях перегородки, и установленный на последней датчик контроля концентрации кислорода 19. После окончания ремонтного периода проходческого цикла, когда закончено наращивание рельсового пути, трубопроводов и конвейеров, перемещение перегородки 1 и воздухоохладителя 16, а также подготовка породоразрушающего оборудования - ускорителя электронов 15, в призабойное пространство 2 по трубопроводу 8 и далее через установленный в соответствующее крайнее положение переключатель потоков 11 по воздуховоду 5 нагнетают пары азота. Вытесняемый через дополнительное отверстие 12 воздух, в котором постепенно снижается концентрация кислорода и повышается концентрация азота, при помощи трубопровода 13 изолируют от вентиляционной струи и подают к патрубку ввода смеси газов 14 воздухораздели- тельной установки 10. Тем самым улучшаются эксплуатационные характеристики последней, поскольку для приготовления азота используется воздух, обогащенный его парами, и исключается попадание этих паров в шахтную вентиляционную сеть. При снижении концентрации кислорода в призабойном пространстве до 8-10% , по сигналу датчика 19 срабатывает система клапанов 18 с приводом 17, изолируя призабойное пространство оттранспор- тной части выработки путем герметизации перегородки 1, после чего начинается безлюдный рабочий период проходческого цик- ла, в течение которого выделяемая ускорителем электронов 15.избыточная теплота нейтрализуется путем принудительной циркуляции заполняющей призабойное пространство 2 смеси газов через воздухоохладитель 1. При этом исключаются энергетические потери на ионизацию постоянно обновляющихся объемов воздуха и, благодаря пониженной концентрации кислорода,

сокращаются объемы образующихся газовых вредностей - озона и окислов азота. Тем самым повышается надежность нормализации теплового режима. Принятое в заявляемом способе ограничение концентрации кислорода значениям 8-10%, до которого необходимо ее снижать в призабойном пространстве обусловлено минимумом затрат. При больших значениях газовая смесь сохраняет повышенную способность к образованию как озона, так и окислов азота под действием ионизирующего излучения, что связано с непроизводительными энергозатратами в излучателе, а для достижения более низкой концентрации кислорода необходимо значительное повышение затрат энергии в воздухоразделительной установки и затрат времени на обогащение призабойного пространства азотом. Избы- точная теплота отводится при помощи холо- доносителя, циркулирующего между воздухоохладителем 16 и источником холода, в качестве которого может служить либо градирня, либо теплоиспользующая установка, расположенные на поверхности. В частности, при благоприятных температурных режимах циркулирующих сред, эта избыточная теплота может быть использовано втеплонасосном устройстве, частично обеспечивающем охлаждение воздухоразделительной установки 10. После окончания рабочего периода проходческого цикла, когда ускоритель электронов 15 остановлен, переключатель 11 устанавливают в противоположное крайнее положение, перекрывая трубопровод 8, открывают клапана 18, и при помощи вентилятора местного проветривания 6 и воздуховода 5 из выработки со свежей вентиляционной струей 7 нагнетают

свежий воздух в призабойное пространство 2, удаляя из него смесь газов через отверстие 12 по трубопроводу 13 к воздухоразделительной установке 10. После разгерметизации перегородки 1 обеспечивается доступ людей в призабойное пространство 2 для осуществления операций ремонтного периода проходческого цикла, во время которого.проветривание тупиковой выработки осуществляется по обычной

нагнетательной схеме и, ввиду отсутствия тепловыделений, затруднений не вызывает.

Использование: снижение температуры рудничного воздуха при электроннолучевом проведении горных выработок. Сущность изобретения: призабойную часть горной выработки с размещенным в ней электроннолучевым проходческим оборудованием периодически отделяют перемычкой и нагнетают в нее пары азота, снижая при этом концентрацию кислорода до 8-10%. В при- забойном пространстве в период проходки осуществляют циркуляцию газа с его охлаждением, а затем газ вытесняют свежим воздухом и выделяют из газа азот для его повторного использования. Для подачи и удаления газа в перегородке выполнены отверстия сквозь которое пропущен трубопровод, а впуск и выпуск газа регулируется клапанами, снабженными приводом. В при- забойном пространстве установлен датчик концентрации кислорода, сигнал от которого поступает на привод клапана. Охлаждение газа циркулирующего в призабойном пространстве осуществляют воздухоохладителем, размещенным также в призабойном пространстве. 1 ил. Ј

Формула изобретения

Способ нормализации теплового режима тупиковых выработок при безлюдной

электроннолучевой проходке, включающий изоляцию призабойного пространства с расположенным в нем породоразрушаю- щим оборудованием от транспортной части

тупиковой выработки, подачу в призабой- ное пространство свежего воздуха и его охлаждение, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности охлаждения с одновременным изменением энергетических потерь, в призабойное пространство нагнетают пары сниженного азота снижают концентрацию кислорода до 8-10%, после чего осуществляют циркуляцию газа в призабойном пространстве с одновременным его охлаждением, причем концентрацию кислорода поддерживают в вышеуказанных пределах на протяжении всего рабочего цикла, после окончания которого газ вытесняют из призабойного пространства свежим воздухом, при этом из смеси газа выделяют азот для повторного использования в следующем цикле.

0

5

0

транспортной части горной выработок, воздуховод, пропущенный через отверстие в перегородке, воздухоохладитель, установленный в призабойном пространстве, датчик контроля концентрации кислорода, размещенный на перегородке в призабойном пространстве, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности с одновременным снижением энергетических потерь, оно снабжено воздухоразделительной установкой с патрубком ввода смеси газов и патрубком вывода азота, размещенной за пределами тупиковой выработки, при этом последний соединен с вбздуховодом с возможностью переключения потоков, перегородке выполнено дополнительное отверстие, сквозь которое в призабойное пространство пропущен трубопровод, сообщенный с патрубком ввода смеси газов, причем перегородка снабжена клапанами с приводом, установленным в отверстиях, а привод сообщен с датчиком контроля концентрации кислорода.