Способ проветривания карьера

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскии

Социалистическими

Республик (n>1002599 (61) Дополнительное к авт. саид-ву(22) Заявлено 24. 11. 80 (21) 3007897/22-03 с присоединением заявки Ко— (23) Приоритет

Опубликовано 070383. Бюллетень йо 9

Дата опубликования описания 070383 (1) М К 1 э

Е 21 Р 1/00

Государствеииый комитет

СССР

llo делам изобретений и открыти и (33) УДК 622. 271. ,002. 54 (088. 8) (72) Авторы изобретения о В.Ф.Мишин и Г.В.Калабин горный институт Ордена Ленина кольског им. С. М. Кирова АН СССР (71) Заявитель (54 ) СПОСОБ ПРОВЕТРИВАНИЯ КАРЬЕРА

Изобретение относится к горному делу, а именно к проветриванию карьеров, преимущественно, при по.— ложительной температуре воздуха.

Известен способ проветривания карьеров, согласно которому естественный ветровой поток, набегающий на надкарьерное пространство, пропускают в приземной насти через водяную . 10 завесу, образованную вдоль границы карьера и включаемую участками с наветренной и подветренной стороны (Ц .

Однако указанный способ проветривания является довольно сложным,требующим создания специальной системы водоснабжения и разбрызгивания воды вдоль всей границы карьера, протяженность которой может исчисляться километрами. Кроме того, эффективность способа зависит от скорости естественного ветрового потока,для которого такая водянas завеса служит аэродинамическим сопротивлением,.и может быть очень низкой при слабом ветровом потоке или в период безвет- 25 рия.

Наиболее близким к изобретению является способ проветривания карьера, включающий формование конвективных потоков путем разбрызгивания воды, 30 при этом на дне карьера создают откры-. тый бассейн,над которым осуществляют разбрызгивание воды (2) .

Недостатком известного способа является его низкая технологичность, обусловленная необходимостью создания на дне карьера открытого бассейна, что существенно ухудшает технологию отработки карьера открытого бассейна, технологию отработки карьера.

Кроме того, увлажнение воздуха за счет испарения воды снижает его температуру, повьтаает плотность, что затрудняет формирование восходящего конвективного потока и, в итоге, требует весьма. значительных энергетических затрат.

Цель изобретения - повыаение эффективности проветривания и.снижение энергетических затрат.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу проветривания карьера, формирование конвективных потоков осуществляют путем разбрызгиванйя воды с верхней границы карьера в карьерное пространство, при этом формируют капли воды крупностью.

10-600 мкм.

На чертеже изображена схема осуществления предложенного способа.

1002599 г хема вклю ает устаног.. 1 для разбрыз г и ва ни я воды, верхнюк границу

? карьера, воздушно-к анель ный поток

3 и зоны 4, 5 б и 7 с различной плотнос тью воздуха.

Сущность способа проветривания 5 заключается в следующем.

Установка 1 на верхней границе 2 карьера формирует капли воды (без ее подогрева) размером 10-600 мкм и подает их в карьер. Капни воды прк 10 своем движении увлекают вниз чистый воздух кз верхней части карьера и ! создают воздушно-капельный поток 3.

Во время падения каплк воды испаряются и понижаот температуру воздуха 15 в воздушно-капельном потоке, что вызываеr повьыение плотности воздуха в зоне 4 к формирование нисходящего конвектквного воздушного потока как в зоне 4, так и B зоне 5, расположенной поп всей зоной 4.

У дна карьера непосредственно под воздушно-капельным потоком (зона 6) температура воздуха име т минимальное значение, а относительная влажностьмакскмальнсе, что вызывает конденсацию влаги из воздуха на частицах вредностей — пыли, сажи и т.п., находящихся в атмосфере карьера вблизи от верхней границы зоны б . Частицы вредностей коагулируют,укрупняются,утяже- ЗО ляются и оседают на дно карьера.

Процесс конденсации влаги сопровождается выделением скрытой теплоты парообразования. При этом температура воздуха в местах конденсации повы- . 35 шается и формируется восходящий конвективный поток воздуха, выносящий . газообразные и твердые частицы вредностей, которые ввиду малости своих размеров витают в воздухе (зона 7). 40

В этих Условиях гроветривание карьера осуществляется как конвективными потоками в зонах 4,5 и 7, сформированными за счет разности плотностей воздуха в этих зонах, так и за 45 счет эжекцки воздуха падающимк в карьер каплями воды в зоне 4.

В зависимости от конкретной глубины карьера, температуры воздуха и его влажности в диапазоне 10-600 мкм выбирают такой размер капель воды, чтобы они испарялись полностью, не достигая дна карьера. Нижнюю область диапазона размеров капель используют при небольших глубинах карьера,низ— кой температуре воздуха и его высокой55 ,относительной влажности. Размеры капель из верхней области диапазона крупности формируют при максимальных (на сегодняшний день) глубинах карьеров при высоксй температуре воздуха 60 и его низкой относительной влажности.

Пример 1. Проветривают по предлагаемому способу карьер глубиной, 50 м при температуре воздуха

+10, С и относительной влажности 80Ъ .

В этих условиях при помощи трубки Вентури формируют капли воды без ее подогрева крупностью 10 мкм и подают их с верхней границы карьера при удельном расходе воды 0,2 л/м воздуха.

При этом ежесекундно образуется 80 м поверхности испарения. Капли воды испаряются, не долетев до дна карье— ра и при своем испарении повышают огносительную влажность воздуха до 97% и понижают температуру воздуха в водно-воздушном столбе и под нкм на 3,5 С.

Такое снижение температуры воздуха вызывает конвективный поток, при котором в карьер поступает 148 м з/c чистого воздуха.

Пример 2. Проветривают по нредла гаемому способу карьер глуби- .. ной 400 м при температуре воздуха

+30 С и относительной влажности 503.

Формируют и подают в карьер капли крупностью 600 мкм при удельном расходе воды 7 л/м воздуха. Это соответствует образованию каждую секунду

270 м поверхности испарения.

Капли воды полностью испаряются при своем падении, повышая относительную влажность воздуха до 95% и понио жая его температуру на 9, 3 С, что вызывает поступление в карьер

21000 м /с чистого воздуха (расчет производят без учета эффекта эжекции воздуха падающими каплями воды). Этот поток вытесняет загрязненный воздух, обеспечивая проветривание карьера.

В случае большой протяженности карьера на его верхней границе может быть размещено несколько установок, которые позволяют создать соответствующее число нисходящих воздушно-капельных потоков, обеспечивающих эффек=ивное проветривание всего карьера.

Для подземных выработок предлагаемый способ проветривания можно реализовать, произведя при помощи воздушнокапельнэго потока испарительное охлаждение воздуха в какой-либо части контура вентиляционной сети, что приводит в действие естественную тягу, проветривающую выработки.

Предложенный способ проветривания за счет эффекта; эжекции воздуха падающими каплями воды, понижения тем. пературы воздуха при испарении водяных паров на частичках вредностей формирует конвективные потоки, значительно снижает энергетические затраты и позволяет улучшить технологичность процесса вентиляции за счет его упрощения (мобильность средств вентиляции, использование типового оборудования, отсутствие бассейна с водой-теплоносителем, исключение необходимости подогрева воды и т.п.) при одновременном обеспечении высокой эффективности проветривания и улучшения санитарно-гигиенических условий труда.

1002599

Формула изобретения

Составитель И. Федяева

Редактор М, Келемеш Техред М,Гергель Корректор С. Шекмар

Заказ 1489/8 Тираж 442 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул, Проектная, 4

Способ проветривания карьера, включакщий формирование конвективных потоков путем разбрызгивания воды, о т л и ч а ю шийся тем, что, с 5 целью повышения эффективности проветривания и снижения энергетических затрат, разбрызгивание воды осуще- . ствляют с верхней границы карьера в карьерное пространство, прн этом формируют капли воды крупностью 10600 мкм.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 589420, кл . Е 21 F 1/00, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 739244, кл. E 21 F 1/00, 1980 (прототип).