Способ защиты от обмерзания канала главного вентилятора при проветривании шахт и рудников севера

(51)5 Е ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВ ЕЛЬСТВ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Институт горного дела Севера Якутскогофилиала СО АН СССР(56) Справочник по рудничной вентиляции,/Под ред. проф. К.З.Ушакова. - М.: Недра,1977, с. 224-227,Авторское свидетельство СССРМ 1219822, кл. Е 21 Р 3/00, 1985.(54) СПОСОБ ЗАЩИТЫ ОТ ОБМЕРЗАНИЯКАНАЛА ГЛАВНОГО ВЕНТИЛЯТОРА ПРИПРОВЕТРИВАНИИ ШАХТ И РУДНИКОВСЕВЕРА(57) Изобретение относится к горному делу,в частности к регулированию теплового режима горных выработок, и может быть исИзобретение относится к "горной 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 пользовано 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 Ь снизить затраты на его подогрев в калорифере. 1 з,п. ф-лы. 1 ил,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 выполняютсяпо общепринятым методикам с использованием - б 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,П р и м е р, Среднелетняя температура наружного воздуха асср,л.н.в =+10,1 С (четыре месяца). Среднезимняя температура исходящего из рудника воздуха ср.в,исх - -16,4 при влажности р = 100 о/ Средневесенняя температура исходящей вентиляционнойоструи равна асср.вес.исх.в= - 4,0 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 наблюдать на практике, Среднелетняя температура воздуха на выходе из вентилятора не превышает асср.л.исх,в= О С, т.е, породы, окруожащие 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 вентиляционного 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 5зм /с через скважину (О 2 = 5 м /с)зСреднюю температуру воздуха в конце летнего периода определяют по формулеО 1с .л.исх + О 2тс .л.н.в1 к.в.ср.лОобщ= 2,02 С.В конце летнего периода включаетсякалориферная установка, с помощью кото рой поддерживается требуемая температура исходящей воздушной струи из вентиляционного канала (тисх= -4,0 С). С понижением температуры наружного возду ха до температуры исходящей струи скважина герметично закрывается, во избежание переохлаждения пород, окружающих вентиляционный канал.Мощность калориферной установки 10 рассчитывается из условий, что через калориферный канал поступает Оз = 8 м"/с воздуха из 20 м /с (О 4) исходящей струи позформуле М =Озхр,х Свх 15- О 4 - ОЗ с О 41 исхх Оз 20- тмин = 447,7 кВт Э 1 = ОЗ Хрв Х Св Х П 1(Ск асср,з.исх ) = 35 = 4937,6 х 10 кАж ГДЕ П 1 - ДЛИтЕльнОСть пЕРиоДа порогРева воздуха (200 днеи), равная 14,4 х 10 с.За счет использования вентиляционной скважины в рудник с вентиляционной струей, проходящей по ней, поступает дополнительное количество тепла, расчитываемого по формуле 45 Эс = О 2 х Р. х Св х п 2 х ср== 716,9 х 10 кДж, где п 2 - средняя продолжительность эксплуатации скважины 120 дней (10,4 х 10 с),басср - 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: где смин - минимальная зимняя температура наружного воздуха, равная - 20,4 С,Для обеспечения температуры смеси 25 воздуха на выходе из канала- 4 С взимнее время необходимо подогревать воздух в калориферной установке до температуры тх = + 15 С, Среднезимние затраты энергии для обеспечения 30 заданного теплового режима в каналеподсчитывают по формуле.где Э = Э 1+ Эс, кДж. 5Формула изобретения1. Способ защиты от обмерзания канала главного вентилятора при проветривании шахт и рудников Севера, включающий подогрев части исходящей вентиляционной 10 струи в калориферной установке, о т л и ч ею щ и й с я тем, что, с целью снижения энергетических затрат, осуществляют про- грев горных пород, окружающих канал глав 15 Составитель И.федяеваТехред М.Моргентал Ко р Э.Лончакова едактор Н;Рогул Подписноезобретениям и открытиям при ГКНТ СССРРаушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 1 Заказ 863 ТиражВНИИПИ Государственного комитет113035, Москва,ного вентилятора, путем подачи дополнительного количества воздуха с температурой, большей или равной температуре исходящей винтиляционной 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, отл ич а ю щи й с я тем, что калориферную установку размещают в месте сопряжения канала главного вентилятора с вентиляционным стволом,