Устройство для регулирования температурного режима в тупиковых горных выработках

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРНОГО РЕЖИМА В ТУПИКОВЫХ ГОРНЫХ ВЫРАБОТКАХ , содержащее секционный вентиляционный воздуховод, вентилятор и теплообменник , отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности регулирования температуры воздуха, подаваемого в забой, теплообменник выполнен в виде петлеобразного трубопровода, установленного внутри секционного вентиляционного воздуховода по всей его длине, при этом трубопровод снабжен спиральным оребрением , установленным с возможностью установочного продольного перемещения по трубопроводу. 2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью интенсификации теплообмена между хладоносителем и воздухом при его охлаждении, петлеобразный трубопровод размещен в верхней части поперечного сечения вентиляционного воздуховода . ш (Л 3.Устройство по п. 2, отличающееся тем, что, с целью интенсификации теплообменамежду теплоносителем и воздухом при его нагревании, кольцевой трубопровод размещен в нижней части поперечного се чения вентиляционного воздуховода.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ .

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК.ЯО„, 1157258

4(5Р Е 21 F 3 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ(СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3709285/22-03 (22) 14.03.84 (46) 23.05.85. Бюл. № 19 (72) М. А. Резников, М. Н. Розин и Л. П. Качалина (71) Всесоюзный институт по проектированию организации энергетического строительства «Оргэнергострой» (53) 622.413.4 (088.8) (56) 1. Брайчев Н. А. и др. Методы расчета температуры вентиляционного воздуха подземных сооружений, Киев, «Наукова думка», 1981, с. 18.

2. Авторское свидетельство СССР № 977820, кл. Е 21 F 3/00, 1981. (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУ ЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРНОГО РЕЖИМА В ТУПИКОВЫХ ГОРНЫХ ВЫРАБОТКАХ, соде рж ащее секционный вен тил яционный воздуховод, вентилятор и теплообменник, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности регулирования температуры воздуха, подаваемого в забой, теплообменник выполнен в виде петлеобразного трубопровода, установленного внутри секционного вентиляционного воздуховода по всей его длине, при этом трубопровод снабжен спи ральным оребрением, установленным с возможностью установочного продольного перемещения по трубопроводу.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью интенсификации теплообмена между хладоносителем и воздухом при его охлаждении, петлеобразный трубопровод размещен в верхней части поперечного сечения вентиляционного воздуховода.

3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что, с целью интенсификации теплообмена между теплоносителем и воздухом при его нагревании, кольцевой трубопровод размещен в нижней части поперечного се чения вентиляционного воздуховода.!

157258

Изобретение относится к горной промышленности, строительству транспортных и гидротехнических туннелей и может быть использовано для нормализации температурного режима (охлаждения либо подогрева воздуха) при проходке тупиковых горных выработок.

Известно устройство для охлаждения воздуха в тупиковых горных выработках, содержащее вентилятор, секционный воздуховод и воздухоохладитель (11.

Недостатком данного устройства является применение специального оборудования для охлаждения подаваемого воздуха, которое сложно устанавливать в непосредственной близости от тупикового забоя, в связи с чем его устанавливают в припортальной зоне. Однако, поскольку тупиковые забои часто имеют значительную протяженность (3 — 5 км), охлажденный (подогретый) воздух теряет по мере движения по трубопроводу свои первоначальные тепловлажностные характеристики, что в значительной мере снижает эффективность регулирования температурного режима в призабойной зоне.

Наиболее близким к изобретению является устройство для охлаждения воздуха в тупиковых горных выработках содержащее вентилятор, секционный вентиляционный воздуховод и теплообменник (2) .

Недостатком известного устройства является использование двух воздухоохладителей различной конструкции, стенки одного из которых теплоызолированы, а другого наоборот выполнены из теплопроводного материала, имеющего в стенках каналы для хладоносителя. Охлаждение воздуха при этом локальное (в месте расположения воздухоохладителя), что для достижения эффекта охлаждения требует низких температур хладоносителя и мощных холодильных устройств. Кроме того, трубопроводы и шланги для подачи и отвода хладоносителя проложены по выработке, что приводит к значительным холодопотерям, излишним энергетическим затратам, а также опасности их повреждения в стесненных условиях подземных выработок.

Известное устройство также не позволяет плавно регулировать температуру воздуха, подаваемого в выработку.

Цель изобретения — повышение эффективности регулирования температуры воздуха, подаваемого в забой.

Эта цель достигается тем, что в устройстве для регулирования температурного режима в тупиковых горных выработках, содержащем вентилятор, секционный вентиляционный воздуховод и теплообменник, последний выполнен в виде петлеобразного трубопровода, установленного внутри секционного воздуховода по всей его длине, при этом трубопровод снабжен спиральным

2 оребрен нем, установленным с возможностью установочного продольного перемещения по трубопроводу.

С целью интенсификации теплообмена между хладоносителем и воздухом при его охлаждении петлеобразный трубопровод размещен в верхней части поперечного сечения вентиляционного воздуховода.

С целью интенсификации теплообмена между теплоносителем и воздухом при его нагревании кольцевой трубопровод размещен в нижней части поперечного сечения вентиляционного воздуха.

На фиг. 1 показано устройство для регулирования температурного режима, вид сверху; на фиг. 2 — расположение кольцевого трубопровода в сечении воздуховода при охлаждении подаваемого в забой воздуха (при подогреве — пунктиром); на фиг. 3 — участок кольцевого трубопровода, выполненного со съемным спиральным оребрением.

- Устройство для регулирования температурного режима состоит из вентилятора 1, секционного вентиляционного воздуховода 2 и теплообменника, выполненного в виде петлеобразного трубопровода 3 с поворотным звеном 4, установленных внутри вентиляционного воздуховода по его длине.

По петлеобразному трубопроводу 3 пропускается хладоноситель (теплоноситель). При охлаждении подаваемого в забой воздуха петлеобразный трубопровод 3 с хладоносителем устанавливается в верхней части сечения воздуховода, а при подогреве воздуха трубопровод с теплоносителем распол агается в ниж ней части сечения воздуховода. Для увеличения интенсивности теплообменных процессов (эффективности регулирования температурного режима) на отдельных участках кольцевой трубопровод выполнен со съемным спиральным оребрением 5.

Устройство работает следующим образом.

При охлаждении подаваемого воздуха трубопровод 3 с поворотным звеном 4 монтируется в верхней части воздуховода

2, а при подогреве воздуха — в нижней части. При этом в зависимости от требуемого снижения (повышения) температуры, типа хладоносителя (теплоносителя), количества подаваемого воздуха, длины тупикового забоя и других параметров устанавливается требуемое число секци и съемного спирального оребрения 5. При движении воздуха по вентиляционному воздуховоду 2 происходит те плообмен между поверхностью кольцевого трубопровода и воздухом, для повышения интенсивности которого на отдельных участках кольцевого трубопровода устанавливаются съемные секции спирального оребрения. Длина участков оребрения определяется предварительным прямым тепловым расчетом и окон1157258

Фиг.2

Составитель Л. Серова

Редактор И. Николайчук Техред И. Верес Корректор А Тяско

Заказ 3307/33 Тираж 446 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )K — 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 чательно проверяется непосредственным измерением температуры воздуха в призабойном пространстве. По мере продвигания забоя наращиваются вентиляционный воздуховод и одновременно кольцевой трубопровод путем демонтажа поворотного звена

4, установки дополнительных отрезков трубопровода и последующего монтажа поворотного звена 4. Если температура воздуха в забое превышает нормативную величину, устанавливаются дополнительные секции съемного спирального оребрения 5.

При охлаждении подаваемого воздуха кольцевой трубопровод с хладоносителем (холодной водой) располагается в верхней части сечения воздуховода, а при подогреве воздуха трубопровод с теплоносителем (горячей водой) располагается в его нижней части. Такое расположение усиливает конвекцию воздуха, а следовательно, в значительной мере увеличивает и интенсивность теплообменных процессов.

Поскольку охлаждение либо подогрев воздуха в выработке ведется на всей длине вентиляционного воздуховода, то для эффективного регулирования температуры по даваемого в забой воздуха достаточно небольшой разницы температур хладо- либо теплоносителя и воздуха.

Указанное расположение петлеобразного трубопровода позволяет плавно регулировать температуру подаваемого воздуха, снизить энергетические затраты и свести к минимуму холодо- и теплопотери.

Например, для охлаждения подаваемого воздуха в качестве хладагента возможно использование воды горных ледниковых рек.

При подогреве воздуха в условиях вечной мерзлоты теплоноситель (горячая вода) может также использоваться для различных технологических целей (пылеподавления

10 при бурении шпуров и ведения взрывных работ, приготовления бетонной смеси, противопожарных целей и т. п;).

Использование предлагаемого устройства для регулирования температурного режима тупиковых горных выработок позволяет в значительной мере повысить эффективность и плавность регулирования тем пературы, упростить технологию проведения горных выработок и за счет отказа от дорогостоящего специального оборудования (холодильных машин, калориферов, кондиционеров) получить годовой экономический эффект

50000 руб/км горной выработки.

Плавность изменения температуры подаваемого воздуха создает приемлемые температурные условия по всей длине выработки и позволяет избежать простудных заболеваний горнорабочих, характерных при использовании локальных холодильных (калориферных) устройств.