Способ проветривания карьеров

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 9) И 1 21 Г 1 00 НИЕ ИЗ ПИ ТЕНИ 38/23-03(21 (22 (46 (71 еский о о 1 ил. 2 табл,здух бортутиляциательно и п енн нап аклонные в ь лиа счет ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ институт(56) Авторское свидетельство СССРВ 819357, кл. Е 21 Г 1/00, 1979,Авторское свидетельство СССРУ 712509, кл. Е 21 Р 1/00, 1978.(54) СПОСОБ ПРОВЕТРИВАНИЯ КАРЬЕРО(57) Изобретение относится к горнделу. Цель - повышение эффективнопроветривания за счет созданияплоского вихря. К борту карьера пдают однонаправленно приточный во Изобретение относится к горному делу, а именно к способам искусственной вентиляции карьеров с использованием воздуховодовЦель изобретения - повьшенне эффективности проветривания зсоздания плоского вихря и разрушения температурной инверсии.На чертеже изображена схема проветривания карьеров.Для проветривания нижних горизонтов карьера 1 по его периметру равномерно устанавливают наклонные вентиляционнье трубы 2, которые соединяют с вентиляторными установками 3 и подают приточный воздух по ним одноо касательной с помощью наклонных вентиляционных труб, соединенных.свентиляторными установками. Трубыпрокладывают равномерно по периметрурабочей зоны карьера вдоль линиинаименьшего скатаОтработанный воздух отводят в центре карьера черезвертикальную вентиляционную трубу,соединенную с вентиляционной установкой, При этом объем приточного отработанного воздуха регулируют повысоте вентилируемой зоны, Приточныйвоздух подают и отработанный воздухудаляют по высоте вентилируемой зоныв объемах, соответствующих постоянноикратности воздухообмена. Для разрушения т-ной инверсии приточный воздух.подают и отработанный воздух отводятпо высоте инверсионного слоя. 1 з,п. ка ра. При этом н ен он трубы 2 прокладывают вдол нии наименьшего ската 4.Отработанный воздух отводят по вертикальной вентиляционной трубе 5, размещаемой в центре карьера 1, подде живаемой в вертикальном положении аэр статом 6, управляемым с помощью растяжек 7 и лебедок 8, и соединенной с вентиляционной установкой (не показано), снабженной рукавным фильтром 9. При этом объемы приточного и .отработавшего воздуха регулируют по высоте вентилируемой зоны: приточньп воздух подаот и отработагший оэдух удаляютоны в объепо высоте вентилируемой змах, соответствующих постности воздухообмена, т.е.равенствоЬ Ь ЬаКет9 7 7 Чя.где Ь " объем приточного оянной крат- выполняется 5(1) ЬнЧпвоздуха,Эм/с (1 =Ь;,3.=1, и) 10 К- кратность воздухоббмена, сЧ - объем вентилируемой зоны.Дпя разрушения температурной инверсии приточный воздух подают и отработавший воздух уцаляют по высотеинверсионного слоя,При наложении динамического вращения воздуха на движение, вызываемоепрямолинейным стоком постоянного напряжения, совпадающим с осью вращения,возникает сложное плоское движениеплоский вихрь. Траекториями движениячастиц воздуха являются логарифмические спирали, В данном случае они могут быть представлены уравнениемг = е (2) 55(3) где и - количество сечений,где е - основание натурального логарифма, е = 2,71;30относительный текущий радиус,1: = г/К, г - текущий радиус,мК - радиус вентилируемой зоны, м;К - коэффициент спирали, для правых спиралей К ) О, для левых - К - 0;угловая координата точек спирали, рад.40Уравнение (2) представлено в полярной системе координат. Коэффициент спирали представляет собой отношение Чг/Чугде Ч - скорость истечения приточного воздуха (тангеициальная составляющая скорости), м/с; Ч,.45 радиальная составляющая скорости движения воздуха, м/с.Для получения плоского вихря по всей высоте вентилируемой зоны карьера необходимо совпадение траекторий движения частиц воздуха в плане в лю 50 бом ее горизонтальном сечении, т.е. равенство коэффициентов спиралей К, Математически это можно выразить следующим образом: Реально количество сечений конечно, поэтому в дальнейшем выделяют по высоте вентилируемой зоны участков (1у 2 уау и) у разделенных друг от друга горизонтальными сечениями, пронумеруют участки от дна карь- ера вверх. Каждый такой участок характеризуется геометрическими размерами; средним радиусом К и высотой 1 д и1 имеет объем Ч,. Тогда объем вентилируемой зоны равени7 =Ч д = 1, 2 и.=1 Значение радиальной составляющейскорости определяется по формулеЬ,юмм272;Ь,где Ь; - объем приточного воздуха,м /с.Для выполнения условия (3) необходимо регулировать объемы приточноговоздуха Ь по высоте вентилируемой1зоны, Поскольку Б. - К-Кто и 77, ( . г. Ч, поэтому для объемов приточного воздухадолжно выполняться условие Ь,Ь(- ЬП р и м е р Для проветривания нижних горизонтов пространства карьераприточный воздух подают с помощьюразмещенных вентиляционных труб, соединенных с вентиляторными установками ВЦДМ "Север". Отработавший воздух удаляют через вертикальную вентиляционную трубу, располагаемую вцентре карьера и поддерживаемую в вер.тикальном положении посредством аэростата, управляемого с помощью растяжек и лебедок ТГ, и соединенную свентиляционной установкой ВЩ 1-47 МСевер", снабженной рукавным фильтромДва вентилятора главного проветривания ВЦЦМ "Север", устанавливаемые стационарно на поверхности карьера, предназначены для проветриванияпри температуре окружающей среды от-45 до +50 С. Вентиляторные установоки располагают равномерно по периметру карьера. Начальный расход воздуха,подаваемого одной вентиляционной установкой, составляет 300 м /с,.производительность двух установок 600 м /с .ЭВ вентиляционных трубах из ВИНИЛИСЕОЖИ-Т выполнены отверстия с размерами0,3 х 57 и, площадь притэчиого отверстия составляет 17, и . Вентиляционные трубы прохлад наютс по бортукарьера вдоль линий цлцменыиего ската ;. НовеХцости до дца карьера н поддерживаются опорами.Вытяжная подсистема состоит из вентиляторной установки ВЩ1 "Север, располдгдемой нд поверхности; вертикальной вентиляционной трубы неравномерного всдсывдция; аэростата 6, поддерживающего вертикальную вентиляционную трубу в вертикальном поло женин; лебедок, фиксирующих аэростат с помощью растяжек в рабочем положении.Аэростатическое устройство может быть выполнено в различных модификациях (в виде шара, цилиндра, тора). Наибольший интерес представляет тороидальная форма аэростата, так как аэродинамические свойства обеспечи вают аэростату минимальное сопротивление воздушным потокам. Аэростат заполняется инертным газом, грузоподьемцость его составляет 20 т.Для очистки воздуха вытяжная сис тема снабжена рукавным фильтром Р-В 1 17 кото 1 ый устдндцливяется между вертикальной ве 3 тиллпгонцой трубой и вегТиляторной устдц 013 кой,Вентиляционцы трубы моцтнруктся 30 из секций, что позволят собирать их требуемой длины.Ниже приведны результаты аэродинамического расчета нцтиллццоццых труб для следующих условий. Зона загрязнения расположена ца нижних горизонтах карьрд и составляет по высоте 50 и. Елрьр имеет воронкообразную форму, диаметр его по верхней границе зоны загрязнения равен 40 250 м, по дну - 150 м, Общая глубина карьера составляет 500 м, угол от 0коса борта - 45 . Для вьнолнения аэродинамического расчета вентиляционных труб рассчитаны воздухообмены по 45 высоте зоны загрязнения исходя из объемов приточного и удаляемого воздуха, равных 545/с. Средняя кратность воздухообмена в зоне загрязнения должна составлять 1,2 ч 50В табл,1 приведены результаты расчетов объемов подаваемого и удаляемго воздуха по высоте зоны загрязнения, для гего онд по высоте условно1)лздггеггд ггд участки 1 г ( Ьд=130=5 м,В табл,2 приведены результаты аэрдинамического расчета вентиляционныхтруб 2, 3 нд основании данных табл,1,Удаление необходимых объемов воздуха по высоте зоны загрязненияможет быть обеспечено выполнениемперфорации в вертикальной вентиляционной трубе цо ее высоте, равноц высоте зоны загрязнения, Общая протяженность вытяжной трубы (вертикальный и горизонтальный участки) в данной системе вентилягиц составляет020 м.Ф о р м у гг д изобретения1. Способ проветри 3 дцил карьеров, включающий однонаправленную подачу приточного воздуха по касательной к борту карьера с помощью Ндклоших вентиляционных труб, установленньх равномерно по периметру рабочей зоны кдрьра и соединенных с в.цтиляпцонными установками, и отвод отработлн- НОГО 30 здухдо т л гг ч д ю ц 13 Й с яглью погышецнл эффектц 3- ности провет 1 ивашгл за счет созданияплоского вихря, ндклоцные вентиляционные трубы прокладывают вдогь лицинндимецьшго ската, отгзод отработанноговоздуха осуществягют в центре карьердчерез вертикальную внтиллццоццуютрубу, соедиценную с веггтллтор 3 ойустановкой, при этом объемы приточного и отработанного воздуха регулируют по высоте вентилируемой зоны,причем приточцый воздух подают и отработанный воздух удаляют по высотевентилируемой зоны в объемах, соотвтствующих постоянной кратности воздухообмена,2. Способ по п.1, о т л и ч л ю -щ и й с я тем, что, с целью разрушения температурной инверсии, прцточный воздух подают и отработанныйвоздух отводят по высоте нцверси нногослоя,1521882 Т а б л и ц а 1Результаты расчета расхода воздухапо высоте веитилируемой зоны Номеручастка Расход воздуРадиус участка на уровне границы, м Объем ровень расположеия границ участков, ю участз ков, м ха,и /с нижней верхней ижней верхней Таблица 2Расчет воздухораспределителяпостоянного статического давления Длина Расходвоздуха,.м /с СкоростьистечеДиаметрвоздуховода, мм Номер участка4. трубы участка,мНумерация участков приведена от приточного вентилятора до конца возцуховода 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 1 2 3 4 5 б 7 8 9 1 О 1 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 637 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 75 80 85 90 95 100 105 11 О 115 120 30,58 28,60 28,36 28,16 27,92 27,67 27,39 27,07 26,74 26,26 80 85 90 95 100 105 110 115 120 125 272,50 231,49 194,76 161,09 130,35 102,40 77,11 54,35 33,98 15,87 94330 106890 120235 34364 149279 164980 181464 198734 216789 242039 5000 3500 3210 2960 2700 2440 2170 1890 1600 270 880 31, 97 36,22 40,74 45,53 50,58 55,90 61,49 67,34 73,46 82,02521882 Составитель Л.СероваТехред Л.Олийнык Корректор О,Кравцов Редактор М,Бандура Заказ 6904/30 Тирах 410 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГК 1 ГГ СССГ 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5