Способ проветривания карьера

 

Изобретение относится к горной промети и предназначено для проветривания карьеров. Цель изобретения - повышение эффективности проветривания за счет увеличения мобильности процесса проветривания и увеличения начальной мощности конвективных потоков (КП). По периметру борта карьера (К) размещают источники тепла (ИТ), тепловое излучение которых направляют на поверхность, ограничивающую объем проветривания. Тепловое излучение поглощается горными породами дна и бортов, в результате нагрева которых образуется КП. осуществляющий проветривание К, Тепловое излучение от ИТ направляют на противоположный от ИТ борт и на дно К. При глубоких инверсиях поверхность, ограничивающую проветриваемый объем, облучают до получения адиабатического распределения температур а объеме проветривания. После этого облучают борт К, при облучении которого образуется КП, осуществляющий пробой инверсионного слоя. Одновременно с облучением на дне распыляют вещества, увеличивающие поглощающую способность воздуха, например воду или водяной пар. 3 з. п. ф-лы, 3 ил. сл с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 Е 21 F 1/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4480700/03 (22) 09.09.88 (46) 30,09.91. Бюл. )Ф 36 (71) Всесоюзный научно — исследовательский и проектно-конструкторский институт машиностроения для добычи твердых полезных ископаемых Мирового океана (72) Ю.B. Верба, В.С. Азаров, Л,А. Кижло, З.Б, Володарский, В.И. Еремеев и В.В. Забелин (53) 622.43/44 {088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 311009, кл. Е 21 С 47/00, 1970, Авторское свидетельство СССР йг 1116175, кл. Е 21 F 1/00, 1983. (54) СПОСОБ ПРОВЕТРИВАНИЯ КАРЬЕРА (57) Изобретение относится к горной промсти и предназначено для проветривания карьеров, Цель изобретения — повышение эффективности проветривания за счет увеличения мобильности процесса проветриваИзобретение относится к промышленной санитарии, а именно к вентиляции при ведении открытых горных работ, и предназначено для искусственного проветривания карьеров.

Цель изобретения — повышение эффективности проветривания.за счет увеличения мобильности процесса проветривания и увеличения начальной мощности конвективных потоков.

На фиг, 1 изображена схема проветривания карьера; на фиг. 2 — схема проветривания карьера при глубоких инверсиях,,„, ЯЦ,„, 1681016 А1 ния и увеличения начальной мощности конвективных потоков (КП). По периметру борта карьера (К) размещают источники тепла (ИТ), тепловое излучение которых направляют на поверхность, ограничивающую обьем проветривания. Тепловое излучение поглощается горными породами дна и бортов, в результате нагрева которых образуется КП, осуществляющий проветривание К, Тепловое излучение от ИТ направляют на противоположный от ИТ борт и на дно К. При глубоких инверсиях поверхность, ограничивающую проветриваемый обьем, облучают до получения адиабатического распределения температур в обьеме проветривания, После этого облучают борт К, при облучении которого образуется КП, осуществляющий пробой инверсионного слоя. Одновременно с облучением на дне расйыляют вещества, увеличивающие поглощающую способность воздуха, например воду или водяной пар, 3 з. и. ф-лы, 3 ил. начальная стадия; на фиг, 3 — то же, конечная стадия.

По периметру карьера расположены источники 1 тепла, создающие тепловое излучение 2. Позициями 3 — 5 обозначены конвективные потоки, образующиеся при воздействии теплового излучения.

Способ проветривания осуществляют следующим образом, Источники 1 тепла устанавливают по периметру борта карьера над проветриваемым обьемом и направляют тепловое излучение 2, создаваемое источниками 1 епла, на поверхность, ограничивающую

11 (>81016 объем проветривания, т. 6. на дно и борта карьера, находящ146ся b! M>Ki уровня их расположения. При этом тег1ловое излучение 2 пОГлощае) ся Горными ГIОродами дна и оортов. В результате нагрева горних пород 5 формируешься конвективный поток 3 по борту карьера, Осуществляющий проветр)4ван 48 карьера. Тепловое 14злу(()ни)6, (;.Оздаваем<)6 источниками теп))3, наг! f)BBftst)OT на протиВоположный От источ IMKB тепла Jo!) Г кар ь- 10 ера.

Для Осуществления и роветр 4ва ния

Kapb8p0B при ГГ)убс(<и)< инверсиях тем. ;8ратур ВОздуха (p8 .) )(юT ся энач()т льн ь!6 зн8рГОзатраты. В тс1 ких cPi, i/HB!i>< не.)елес о- 1 5 образно разрушать инверсию T6l"Гператур во всем объеме каaъb(á.ра, В зтом случае изл )i÷6HMB 2 003+8 638!i источниками 1 теп)1(1., на!правляют H= дно и бОрТ3 K3pb8p3, HB>(i(t,l:tAL((i48031 Ь)Иже уров1-!я," 0

ИХ РВСПОЛОЖВНИЯ, Т, 6. Hf В(::10 ПОВВРХНОСТЬ, ограничивающую сбъем проветоиван) я.

Излучение 2 погло(((аег:я горными порoдами дна и бортов, В результате ч го они нагреваются, при атом формируются кон- 25 вективные потоки 1:.-10 бц>ту карьера В об»еме карьера ни>ке уровня ргсполох<ения источников 1 тепл3, . .:)3 с (ет перемешивания

Воздуха В этОм Объеме и KBK результа т 8ГО нагрева, происходит разрушение инверсии 30 до адиабатичесK()l с! ра .г1ределения -:емператур B объеме карьера ниже уровня расположения истая.-:Mt<()B 1 тепла, Пои этом воздух в объеме карьера, распо,;;)женный ниже уровня размещения и (очни >5

КоВ 1 тепла, ОкаэываетсЯ изОГ)ирОваннь! м В

H3ибО )68 Глубокой НВсТ4 KBpb8pB c) 0 i!!ni

МНВ6рсММ. ПОсле зтоГО и злучение 2, создаваемое источниками 1 тепла, направляlc)Tна бОрт карьера, т. е,,lолько лиlвь нз часть )0 поверхности, отраничива ю)цу)0 объем проветривания. При <)блуче(IMMI 60рТ3 KHp»8j:)3 образуется конвективный поток 3, осу)цествлЯющий пробой инве()сионного сло(1 В карьере, что вызывает образование, ющно- 45

ГО ВосходящеГО t t oTO 1<3 5! Нижних слоев Вс 3

Духа, наГреты:(до Бдиабатичз" кбгс распределения тем".6ðàòóð, при Об) у1ении поверхностей,, ограни 11433)оших объем карьера, располо>кенных ниже уровня раз- 50 мещения источников тепла, Одновременно,. Об)) л)8 нием :0!)8, „ х -!ости, ограничивающий об»ем проветривагл гя

В нижней части карьера, на дне ра :.. :I!1IRK)T

Вещества, увели ФАВ()ющие погло(цак) 1:> ю 55 способность воздуха, i:кими вещсс =.:с. -4 могут быть вода, IBO,L),.!Holi пар и:, г, П р и Iin 8 р 1. Г)димci и p0E:61 ри Гb карьер глубинсй 500 и с > г10 ., От!р

Т0В С =- 45, с д)4амет)>0)4 дни 200 м. И116.6,",рологические условия; инверсия температур y=- -0,02o к/м, температура воздуха на дне (я = -20 О., Время проветривания 2 ч, Г-13 BblcoT6 100 м от дна карьера над

Г)роветриваемым Объемом равномерно распол ага )от источники тепла. 3Т0 обеспечивает равномерность прогрева заi-ряз,6HHot-о Воздуха по высоте в объеме, ))аспдлОженном ниже теп IQBbtx 4сточников, повышает мощность проветривания и óâ8личива8т начальную произвОдительность вентилирующего потока по борту карьера

К3К 33 Гчет прОветриВания Отдельных загрязненных зон, так и всего эагояэненного объема, Об)1,ая площадь излучающей поверxH0cTI источников тепла 180 v; c темпера2 турой нагрева 1000 С, чтэ создает

:уммарну)0 те ловую )au!Hocvb 150 МВт.

Теплов;.е излучение создаваемое исГочн)лками теп)13, направляют на дно карьера. Часть излучения, проходя через

ЗВГрязченный ВОздух, пОГлощается им, что

tIpNB0gI4T к 8ГО НВГГ)еву, ДруГВЯ ЧВСТЬ ПОГЛОщает. st горными породами, ограничивающими объем проветривания, .и за счет нагрева дна и бортов карьера, расг,олаженных ниже источников тепла, формируК )ТС Я <0 Н В - " ТИ Р Н Ы 8ПО т,о K И П 0 0 О РТУ Ка P Ь 8 Р а

Г)рОВЕтрГьа)ащИЕ ЕГО. ПрИ ИНтЕНСИВНОСтИ Облучения горных пород 50 — 70 Вr/ì температура их нагрева превысит температуру окружающего воздуха на 1 — 2О С. Объем карьера, расголоженный чиже уровня тепловых

Исто .ников, проветривается конвективными потоками, и ходящими как от источнихоВ тепла, так !4 создаваемыми по борту карьера ст нижней части карьера. Облучение нижней части карьера приведенной суммарной тепловой мощностью обеспечиает прове.ривание 8;О за два аса.

Г р и м 6 р 2. Н- ÷3ëüíûå данные как в

-.)римере 1, только y=- -0,0б к/м. Излучение, создаваемое теплов»,ми источниками, направляют н д-to карьера, Одновременно с облучением дна карьера измеряют температуру воздуха по глубине карьера, .онтроль температуры Осуществляют следующим образом. В нескольких местах, разномерно распределенных по периметру харь p3„Hi3 его борту Н3 высоте устанавли= ают ":,атчики :- In "I8p3T /ры, ПOKаэания кото рых pегистрируются на одном пульте, По ! OX3;. "3HMStt"! Да; ЧИКОВ В КООРДИНЗТЗХ (B»ICO

:-а, >-е.: ",Г:B-pBTópã) строят линию температуры

Г!0 Высоте и сравнивают с линией адиабатическ()го распределен14я. Отклонение линии

B СТОРОНУ ИНВВРСИОННОГО СОСТОЯНИЯ ГÎBOPlflT

НЗЛИЧИИ ИНВЕОСИОННОГО СЛОЯ. 803)40>KHbt =.0 186 прогрессивные способь) контроля

1681016 температуры, например, оптическое, лазерное, зондирование и прочее. Расчетами определено, что в результате облучения дна карьера через 1 ч в стометровом слое от дна карьера, наиболее загрязненном, происхо- 5 дит разрушение инверсии до адиабатического, При этом нижние слои воздуха, нагретые при облучении дна карьера, оказываются изолированными в наиболее глубокой части карьера слоями инверсии, 10

После этого излучение, создаваемое тепловыми источниками, направляют на борт карьера. При облучении борта карьера образуется конвективный поток, осуществляющий пробой инверсионного слоя в 15 карьере, что вызывает образование мощного восходящего потока нижних слоев воздуха, нагретых при облучении дна карьера, который существует и развивается эа счет гравитационных сил, Через 0,5 ч объем 20 карьера, находящийся ниже тепловых источников, будет проветрен.

Пример 3. Начальные данные как в примерах 1 и 2. Относительная влажность воздуха в нижней части карьера 60%. 25

Излучение, создаваемое тепловыми источниками, направляют на дно карьера. Одновременно с облучением в нижней части карьера, на дне, распыляют вещества, увеличивающие поглощающую способность воздуха, Такими веществами могут быть во-. да, водяной пар и т. и., для распыления которых можно применять дождевальные установки, установки,. создающие водновоздушные паровые струи (НК-12КВ-1М, УМП-1 и др.).

Для повышения поглощающей способности воздуха на 30% (что обеспечивает снижение общего времени проветривания на 0,5 ч) установкой УМП-1, например, в течение 1 ч распыляется 10 т воды. В результате распыления воды относительная влажность в нижней части карьера повышается до 80$, что увеличивает прямое поглощеwe излучения. Таким образом, в нижней части карьера создается парниковый эф30

45 фект, а повышенная влажность воздуха дополнительно увеличивает архимедову силу, Для осуществления способа можно применять электрические инфракрасные излучатели, газовые инфракрасные излучатели или излучатели на другом виде топлива, Так в качестве электрических излучателей могут использоваться лампы типа ИКЗ и другие, трубчатые электронагреватели ТЭН и др. В качестве газовых излучателей — Марс, ГИИВ-1А, ГИИВ-2А, ГБП и др.

Формула изобретения

1. Способ проветривания карьера, включающий образование конвективных потоков с помощью источников тепла, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности проветривания карьера за счет увеличения мобильности процесса проветривания и увеличения начальной мощности конвективных потоков, источники тепла устанавливают над проветриваемым объемом по периметру борта карьера, направляют тепловое излучение, создаваемое источниками тепла, на поверхность, ограничивающую объем проветривания, 2. Способ по и. 1, отличающийся тем, что тепловое излучение, создаваЕмое источниками тепла, направляют на противоположный от источника тепла борт и на дно карьера.

3. Способ попп,1и2, отлича ющий с я тем, что, с целью уменьшения энергозатрат на проветривание при глубоких инверсиях, поверхность, ограничивающую объем проветривания, облучают до получения адиабатического распределения температур в объеме проветривания, после чего облучают борта карьера, 4. Способпоп.1, отличающийся тем, что одновременно с облучением поверхности, ограничивающей объем проветривания, на дне карьера распыляют вещества, увеличивающие поглощающую способность воздуха.

1681016

1 ,ф ф

Фиг 5

Составитель Л.Серова

Редактор M,Кобылянская Техрец M.Mîðãåíòàë Корректор A,Îcàóëeíêo

Заказ 3298 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственно а комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, москва,Ж-35, Раушская наб„ 4/5

Производственно-издательс„ и комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина. 101