Способ проветривания карьера при температурной инверсии и отрицательной температуре воздуха

 

СПОСОБ ПРОВЕТРИВАНИЯ КАРЬЕРА ПРИ ТЕМПЕРАТУРНОЙ ИНВЕРСИИ И ОТРИЦАТЕЛЬНОЙ ТЕМПЕРАТУРЕ ВОЗДУХА, заключающийся в нагнетании воздуха вентиляционными установками , размещенными на уступах борта и дне карьера, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности проветривания за счет разрушения температурной инверсии в карьере при отрицательной температуре воздуха, в воздушную струю вентиляционной установки подают распыленную воду на участке,равном диаметру струи в выходном сечении, в количестве от 0,002 до 0,050 кг на кубический метр воздуха струи.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 1055889 А

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

Г10 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (54) (57) СПОСОБ ПРОВЕТРИВАНИЯ

КАРЬЕРА ПРИ ТЕМПЕРАТУРНОЙ ИНВЕРСИИ И ОТРИЦАТЕЛЬНОЙ ТЕМПЕРАТУРЕ ВОЗДУХА, заключающийся в нагнетании воздуха вентиляционными установками, размещенными на уступах борта и дне карьера, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности проветривания за счет разрушения температурной инверсии в карьере при отрицательной температуре воздуха, в воздушную струю вентиляционной установки подают распыленную воду на участке, равном диаметру струи в выходном сечении, в количестве от 0,002 до 0,050 кг на кубический метр воздуха струи. (21) 3468996/22-03 (22) 15.07.82 (46) 23.11.83. Бюл. № 43 (72) ВП. Куликов (71) Научно-исследовательский и проектноконструкторский институт по добыче полезных ископаемых открытым способом (53) 622.445 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 581300, кл. Е 21 F 1/00, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР № 739244, кл. Е 21 F 1/00, 1978 (прототип) . м с

Ф

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ----.«"» . /

К ASTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1055889

Ьст, кг/м pt, i

С2, С

-20

-18

0,006

0,015

6,5

-13,5

0,02

0,025

-12

0,0) 0,04

0,05

Изобретение относится к горной промыш.ie»»ocr и предназначено для принудитель»ого проветривания карьеров.

Известен способ проветривания карьеров, ",àêëþ÷àþùèéñÿ в нагнетании воздуха вентиляционными установками со смещением осей нагнетаемых ими струй, что обеспеч»вает создание вертикального вихревого потока воздуха (1).

Од»ако данный способ проветривания карьеров не позволяет эффективно проветри вать карьеры при температурных ин версиях. так как при его применении наблюдается нерациональное рассеивание энергии вентиляционных струй в карьерном пространстве, энергия вентиляционных установок оказывается недостаточной для создания вентиляционного потока необходимой вертикальной дальнобойности.

Известен способ проветривания карьера конвективным потоком воздуха, заключаюгцийся в нагреве приземного слоя воздуха за счет теплообмена с водой-теплоносителем, которым заполняют открытый бассейн на дне карьера, причем увлажнение производят путем разбрызгивания части воды-теплоносителя над поверхностью бассейна, а турбулизацию осуществляют путем создания взаимно-встречных потоков воздуха над поверхностью бассейна (2).

Недостатком известного способа явля ется его малая эффективность при темпера турной инверсии, так как при малой интенсивности теплообмена и замерзании верхнего слоя воды на дне карьера нри отрицательной температуре воздуха, не создаетсч коньективный поток необходимой мощности для разрушения температурной инверсии.

Цель изобретения — повышение эффекгивности проветривания за счет разрушения температурной инверсии в карьере при отрицательной температуре воздуха.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу проветривания карьера при температурной инверсии и отрицательной температуре воздуха, заключающемуся в нагнетании воздуха вентиляционными установками, размещенными на уступах

1О борта и дне карьера, в воздушную струю вентиляционной установки подают распыленную воду на участке, равном диаметру струи в выходном сечении, в количестве от 0,002 до 0,050 кг на кубический метр воз15

Подача распыленной воды в вентиляционную струю при отрицательной температуре воздуха приводит к теплообмену между частицами относительно теплой воды и более холодным воздухом вентиляционной струи, вызывает охлаждение и замерзание воды с выделением теплоты и нагревом вентиляционной струи как за счет охлаждения воды и образующихся льдинок, так, в основном,и за счет теплоты (79,7 ккал/кг), выделяющейся при переходе воды из жидкого агрегатного состояния в твердое (лед, снег).

Испытания показали, что при подаче воды с температурой от 1 до 3 С в колизп честве 6q = 0,002 кг/м воздуха вентиляционной струи, имеющего температуру — 20 С, он нагревался на h t = 0,6 С и приобретал температуру t = — 19,4 С.

При других удельных расходах воды указанные величины имели значения представ35 ленные в таблице.

1055889

Составитель С. Сопилко

Редактор О. 1Орковецкая Техред И. Верес Корректор О. Билак

Тираж 444 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Наиболее интенсивное нагревание вентиляционной струи наблюдается при удельном расходе воды и < = 0,02 — 0,025 кг/м з на 6,5-7 С. Эксперименты показали, что при температуре окружающего воздуха 35-40 С увеличивается его нагрев при увеличении удельного расхода воды до 0,04-0,05 кг/м за счет лучших условий замерзания воды.

В этом случае оптимальным является удельный расход воды Ь = 0,03-0,035 кг/мз, что позволяет обеспечить нагрев воздуха на ь1= 10-12 С.

Одновременно экспертименты показали, что наилучшие условия для замерзания распыленной воды возникают при ее подаче в вентиляционную струю на участке, равном диаметру струи в выходном сечении, поскольку на этом участке вентиляционная струя имеет наибольшую турбулентность, обеспечивающую быстрый теплообмен между частицами воды и вентиляционной струей, и наиболее полное замерзание частиц воды при минимальном содержании их в жидком состоянии.

Выполненные по результатам экспериментов расчеты показывают, что при подаче воды с температурой 2 С в количестве 0,02 кг на кубический метр воздуха, имеющего температуру — 30 С, с и нагревастся на дн" карьера на 6,5 С v. приобретает т< мпсраг,ру — 23,5 С. При глубине карьера 200 м это приводит к разрушсник) тсмпературной инверсии с изменением всртпкал; ного тсмпсратурного градиента с - 2гр гд/100 и (при инверсии) до + 1 град/100м. наблкдаемого при разрушении инверсии и формировании равновесного состояния атмосф:ры в карьере. В результате этого всртикальная рабочая дальнобойность вентиляционной

15 струи установки местного проветривания

УМП-14 (мощностью 320 кВт) возрастает с 130 до 230 м.

Использование предлагаемого способа проветривания карьера позволяет разрушить температурную инверсию, что приво20 дит к увеличению вертикальной рабочей дальнобойности струи вентиляционной установки и обеспечивает высокую эффективность проветривания карьера.