Способ проветривания карьера Советский патент 1982 года по МПК E21F1/00 

(5) СПОСОБ ПРОВЕТРИВАНИЯ КАРЬЕРА

Изобретение относится,к горному делу и может быть использовано для проветривания карьеров при производстве открытых горных работ. По основному авт.св. № 7392, известен способ проветривания карьера конвективным потоком воздуха путе нагрева приземного слоя воздуха за счет теплообмена с водой-теплоноси телем, заключающийся в том, что водой-теплоносителем заполняют открыты бассейн на дне карьера и производят увлажнение и турбулизацию приземного слоя воздуха. Увлажнение производят разбрызгиванием части воды-теплоноси теля над поверхностью бассейна, а турбулизацию осуществляют путем создания взаимно-встречных потоков воздуха над поверхностью бассейна ГП. Конвективный поток воздуха, который создают постоянным увлажнением и турбулизацией приземного слоя воздух имеет постоянную начальную скорость подъема, образуя таким образом посто янно действующий факел, высота которого ввиду.отсутствия в нем вихревых потоков недостаточна для эффективного проветривания глубоких карьеров. Цель изобретения - повышение эф.фективности проветривания за счет образования вихревых колец. Поставленная цель достигается тем, что в известном способе проветривания карьера сначала производят увлажнение приземного слоя воздуха.до образования в кем локального объемаvвоздуха, затем увлажнение прекр. и, осуществляют турбулизацию приземного слоя воздуха, после чего цикл увлажнения с последующей турбулизацией повторяют через равные промежутки времени. При увлажнении приземного слоя зоздуха разбрызгиванием части воды теплоносителя у поверхности водоема, происходит интенсивное нагревание и . увлажнение локального объема воздуха, в результате чего над бассейном формируется пузырь воздуха с дефици3Этом плотности в нем по отношению к окружающему воздуху. Несмотря на не прерывное поступление тепловой энер гии от воды-теплоносителя в процесс частичного ее разбрызгивания, устой чивый градиент температуры м вязкос воздуха способствуют удержание верх ней границы пузыря в виде полусферы над поверхностью водоема. Вер пузыря остается сплош няя граница ной и малоподвижной до момента пок увеличивающиеся размеры и перегрев его (определяющие величину силы пла вучести ) не достигнут критических значений и не обеспечат переход че, рез пороговую устойчивость, который сопровождается прорывом верхней гра ницы пузыря. В результате чего, над водоемом формируется постоянно действующий факел (конвективная струя). После окончательного формирования пузыря у поверхности водоема (т.е.достижения им пороговой устойчивости при еще сплошной и мало под вижной верхней границе пузыря) прекращают увлажнение и начинают турбулизацию приземного слоя воздуха у поверхности воды при помощи взаимно-встречных потоков воздуха, направленных к центру бассеййа, про изводя тем самым подсечку и закрутку пузыря и сообщая ему начальный импульс. Под действием начального импульса и силы плавучести пузырь отрывается от поверхности водоема и начинает подниматься в виде изоли рованного термика.. При подъеме термика в нем возникает квазистационарная циркуляция нагретого и увлажненного воздуха, в результате которой термик трансформируется в вихревое кольцо Хилла После отрыва пузыря от поверхности воды .прекращают турбулизацию. воздуха, выдерживают определенный и тервал времени, затем вновь повторяют увлажнение приземного слоя воз духа и после формирования последующего пузыря вновь турбулизируют воздух до отрыва его от поверхности воды, после чего вновь выдерживают этот же интервал времени и вновь указанные приемы многократно повторяют, создавая таким образом, непре рывный пульсирующий поток в виде вихревых колец. Интервал времени, который необходимо выдержать между окончанием гурбулизации для. отрыва пузыря и началом увлажнения приземного слоя воздуха для образования последующего пузыря, т.е. интервал времени, с каким будут подниматься вихревые кольца, должен быть одинаковым, это необходимо для того, чтобы каждое последующее вихревое кольцо шло за предыдущим на определенном расстоянии, позволяющем попадать ему в зону разряжения, образованную предыдущим вихревым кольцом. При нарушении равенства интервалов в сторону увеличения или уменьшения, в первом случае произойдет увеличение сопротивления движению вихревых колец за счет того, что воздух из атмосферы заполнит разряженную зону, а во втором случае пульсирующий поток преобразуется в постоянный. , На фиг. 1 изображено образование конвективного потока воздуха с постоянным факелом; на фиг. 2 - момент окончания образования пузыря у поверхности воды при увлажнении приземного слоя воздуха разбрызгиванием части воды-теплоносителя; на фиг.З момент отрыва пузыря от воды при турбулизации приземного слоя воздуха и дальнейший его переход в вихревые кольца. Способ осуществляют устройством для проветривания. Для образования пузыря сначала включают форсунки 1 устройства для проветривания, которые часть водытеплоносителя разбрызгивают под поверхностью водоема, производя увлажнение, при этом над бассейном 2 формируется Пузырь воздуха 3 с плотностью РЛ , окружающая среда имеет После окончательного плотность р. формирования пузыря 3 У поверхности водоема, отключаютразбрызгивающие форсунки 1 и включают струйные вентиляторы , и производят турбулизацию приземного слоя воздуха воздушными струями 5. Подсекаемый и закрученный ими, за счет начального импульса и сил плавучести поднимается пузырь 6 переходящий в вихревые кольца 7. Одновременно с началом подъема пузыря 6 отключают струйные вентиляторы 4 и по истечении расчетного интервала времени снова включают разбрызгивающие форсунки 1 и производят увлажнение для формирования следующего пузыря 3 и цикл повторяют через равные промежутки времени. Использование предлагаемого спосо ба проветривания карьера увеличивает высоту факела для проветривания, что позволит эффективнее проветривать глубокие карьеры повышает возможность использования самого существенного энергетического источника скрытой теплоты при фазовых переходах воды, освобождаищейся при конден сации, когда вихревое кольцо достига ет его уровня, увеличивает относительный расход воздуха на пределе досягаемости факела, т.е. сокращает время проветривания, а, следовательно, повышает эффективность проветривания. Формула изобретения Способ проветривания карьера конвективным потоком по авт.св.Н 7392 отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности проветривания за счет образования вихревых колец, сначала производят увлажнение приземного слоя воздуха до с разования в нем дефицита плотности локального объема воздуха, затем увлажнение прекращают и осуществляют турбулизацию приземного слоя воздуха, после чего цикл увлажнения с последующей турбулизацией повторяют через равные промежутки времени. Источники информации, принять1е во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 7392U, кл. Е 21 F 1/00,,.1978.

Фиг.1