Способ регулирования теплового режима шахты в условиях многолетней мерзлоты

 

СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕПЛОВОГО РЕЖИМА ШАХТЫ В УСЛОВИЯХ МНОГОЛЕТНЕЙ МЕРЗЛОТЫ, включаюш ,ий сооружение теплообменных выработок , пропускание по ним воздуха, подогрев или охлаждение его путем теплообмена с окружающим массивом, отличающийся тем, что, с целью снижения затрат на подогрев или охлаждение воздуха, уменьшения длины теплообменных выработок и сохранения их устойчивости, теплообменные выработки крепят двухслойной крепью с воздушным зазором между слоями, при этом холодный воздух пропускают по части сечения выработки между внутренним и наружным слоями крепи , а теплый воздух - по части сечения выработки , ограниченной внутренним слоем крепи. (Л 4 05 01 Од ОС 1риг. 1

„„SU„„1046538

СОЮЗ СОВЕТСКИК

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(51) E 21 F 3/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3441897/22-03 (22) 20.05.82 (46) 07.10.83. Бюл. № 37 (72) А. Е. Слепцов, В. А. Шерстов, М. А. Розенбаум, В. П. Кругликов и Ю. M. Басинский (71) Институт горного дела Севера Якутского филиала Сибирского отделения АН СССР и Всесоюзный ордена Трудового Красного

Знамени научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела (53) 622.418 (088.8) (56) 1. Дядькин Ю. Д. Основы горной теплофизики для шахт и рудников Севера. М., «Недра», 1968, с. 192.

2. Ельчанинов Е. А., Розенбау м М. A., Шор А. И. Система регулирования теплового режима очистных выработок в условиях многолетней мерзлоты. Проблемы горного дела.

М., ИГД им. А. А. Скочинского, 1974, с. 101 — 104. (54) (57) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ

ТЕПЛОВОГО РЕЖИМА ШАХТЫ В УСЛОВИЯХ МНОГОЛЕТНЕЛ МЕРЗЛОТЫ, включающий сооружение теплообменных выработок, пропускание по ним воздуха, подогрев или охлаждение его путем теплообмена с окружающим массивом, отличающийся тем, что, с целью снижения затрат на подогрев или охлаждение воздуха, уменьшения длины теплообменных выработок и сохранения их устойчивости, теплообменные выработки крепят двухслойной крепыш с воздушным зазором между слоями, при этом холодный воздух пропускают по части сечения выработки между внутренним и наружным слоями крепи, а теплый воздух — по части сечения выработки, ограниченной внутренним слоем крепи.

1046538 холодный воздух с температурой от -40 до

-50 С или в летнее время с температурой

20 — 25 С подают вначале в специально прой- денные выработки, в которых за счет теплообмена с окружащим массивом его температура повышается до -4 — -6 С или понижается до тех же значений. В окрестности забоя воздух подогревают с помощью установки местного подогрева до 20 — 25 С (2)

Недостатком известного способа является большая длина теплообменных выработок (800 †12 м), растепление пород в вентиляционных выработках воздухом, имеющим положительную температуру, оттаивание пород в теплообменных выработках в летнее время при поступлении в шахту воздуха с температурой 30 — 35 С.

40 чающему сооружение теплообменных выработок, пропускание по ним воздуха, подо45

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для регулирования теплового режима шахт в зоне многолетней мерзлоты.

Известен способ регулирования теплового режима шахты в условиях многолетней мерзлоты, согласно которому поступающий в шахту воздух с температурой от -40 до

-50 С в зимнее время подогревают центральным калорифером до умеренных отрицательных температур от -3 до -5 С (1).

Недостатком этого способа является необходимость сооружения центрального калорифера, значительные затраты и малая эффективность.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ регулирования теплового режима очистного забоя путем нагревания воздуха в теплообменных выработках за счет теплообмена с окружающим массивом и локального подогрева до положительных значений в окрестности забоя.

Сущность способа заключается в том, что поступающий в шахту в зимнее время

Целью изобретения является снижение затрат на нагревание или охлаждение воздуха, уменьшение длины теплообменных выработок и сохранение их устойчивости.

Цель достигается тем, что согласно способу регулирования теплового режима шахты в условиях многолетней мерзлоты, вклюгрев или охлаждение его путем теплообмена с окружающим массивом, теплообменные выработки крепят двухслойной крепыш с воздушным зазором между слоями, при этом холодный воздух пропускают по части сече1О

20 ния выработки между внутренним и наружным слоями крепи, а теплый воздух — по части сечения выработки, ограниченной внутренним слоем крепи.

На фиг. 1 показана схема регулирования теплового режима согласно предлагаемому способу; на фиг. 2 — участок теплообменной выработки, узел 1 на фиг. 1; на фиг. 3— сечение теплообменной выработки; на фиг. 4 — разрез А-А на фиг. 3.

Теплообменную выработку 1 крепят двухслойной крепыш 2 с воздушным зазором 3 между слоями, при этом крепь размещают таким образом, что сечения внутреннего и наружного слоев примерно равны. Поступающий в шахту холодный воздух с помощью перемычки 4 попадает в часть сечения выработки 5 между внутренним и наружным слоями крепи. Здесь за счет теплообмена с мерзлыми породами 6 и поверхностью внутреннего слоя крепи 7 он нагревается до умеренных отрицательных температур, примерно равных температуре массива: -5 — 6 С, и с этой температурой поступает в общешахтные выработки 8, где ведутся работы, затем у забоя его температуру повышают с помощью установки местного подогрева 9 до значений 20 — 25 С. Исходящую струю теплого воздуха 10, частично остывающую за счет теплообмена с окружающими вентиляционный штрек породами, направляют с помощью перемычки 11 в часть сечения 12 теплообменной выработки, ограниченную внутренним слоем крепи, и по вентиляционной выработке 13 — к вентиляционному стволу.

В летний период перемычку 4 открывают и поступающий в шахту воздух с температурой 25 — 30 С с помощью перемычек 14 направляют по части сечения 12 теплообменной выработки, где он частично остывает за счет контакта с охлажденной поверхностью внутреннего слоя крепи, а с помощью перемычки 15 направляют в общешахтные выработки 8, в которых он частично остывает. Далее у забоя его не подогревают, перемычку 16 закрывают, перемычки 11.открывают, а исходящую уже охлажденную струю 17 направляют к вентиляционному стволу.

Предлагаемый способ позволит снизить затраты на регулирование теплового режима за счет уменьшения длины теплообменных выработок с 800 — 1200 до 250 м, увеличения начальной температуры подогрева воздуха, при этом повышается устойчивость теплообменной выработки из-за исключения оттаивания окружающих пород.

1046538

1У Ю

Фиг. Г

Составитель С. Сопилко

Редактор В. Данко Техред И. Верес Корректор О. Билак

Заказ 7708/37 Тираж 444 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская иаб., д. 4/5

Филиал ППП <Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4