Способ регулирования температуры шахтного воздуха

 

Использование: регулирование температуры шахтного воздуха на предприятиях Севера, разрабатывающих малые рудные тала, Сущность изобретения: в породном массиве проводят коллекторную выработку. По длине коллекторной выработки с обеих ее сторон формируют теплоаккумуляторы. Теплоаккумулятор состоит из монтажных ниш, соединенных теплообменными скважинами . Подачу вентиляционной струи по ходу ее движения производят с увеличением расхода воздуха в каждом последующем теплоаккумуляторе. Из математического выражения определяют коэффициент распределения расхода воздуха между системой теплоаккумуляторов и коллекторной выработки . 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я) и E 21 F 3/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

) -15,71 С, 8ап Cp 6o

0,2 (21) 4761710/03 (22) 21.11.89 (46) 23.08.92, Бюл. |ч . 31 (71) Институг горного дела Севера С0 АН СССР (72) B.Ï.Êèì, А.Ф.Галкин, M.M.Èóäèí и

В.И.Бордадымов (56) Дядькин Ю.Д. Основы горной теплофизики для шахт и рудников Севера, М„Недра, 1968. с, 206-208.

Авторское свидетельство СССР

O 1518538, кл. Е 21 F 3/00, 21.01.88. (54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ШАХТНОГО ВОЗДУХА (57) Использование: регулирование температуры шахтного воздуха на предприятиях

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано, для регулирования температуры шахтного воздуха на предприятиях Севера, разраба" тывающих малые рудные тела.

Цель изобретения — повышение эффективности регулирования температуры шахтного воздуха.

На чертеже изображена схема, иллюстрирующая предлагаемый способ.

Схема включает коллекторную выработку 1, монтажные ниши 2, теплообменные скважины 3.

Пример. Пройдена коллекторная выработка длиной L = 100 м с пятью теплоаккумуляторами, каждый из которых состоит из пяти скважин (гкап = 5) длиной !а = 20 м. Выработка пройдена в породах с температурой Тв " -5 С. Средняя температура Ы. „1756581 А1

Севера. разрабатывающих малые рудные тола. Сущность изобретения: в породном массиве проводят коллекторную выработку.

По длине коллекторной выработки с обеих ее сторон формируют теплоаккумуляторы.

Теплоаккумулятор состоит из монтажных ниш, соединенных теплообменными скважинами, Подачу вейтиляционной струи по ходу ее движения производят с увеличением расхода воздуха в каждом последующем теплоаккумуляторе. Из математического выражения определяют коэффициент распределения расхода воздуха между систе|лой теплоаккумуляторов и коллекторной выработки. 1. ил. воздуха на входе в выработку в зимний период составляет то = -20 С, Расход воздуха на входе в выработку Go = 30 кг/с. Параметры выработки и скважин следующие: Яъп = 9

М,0ьп=12 м, $ап 02 M,0ап=1,57м, Еап=

2 2 альп= 1,5. Удельная тейлоемкость воздуха

Cp = 1800 Дж/(кг К).

Начальное значение К| выбирают из технологических соображений. Принимают для первого аккумулятора К1 = 4, тогда расход воздуха в теплоаккумуляторе составит

Оа| = 6 кг/с, а в выработке — ОЪ1 = 24 кг/с.

Определяют температуры воздуха в конце участка 1-ro теплоаккумулятора по формулам та | = Тв + (М вЂ” Те) (1—

1756581

Ь1 = Те + (to Те) (1

21 — 2з+0 06 Z2

0,74 2з — Z2

25 где

2 an Uan гпап ап

1,2 0,2

21San Cp

2 еьп4»ьn lbn

1.2

2гSbn Ñð

Д . О0.2

Те -то — (л — 1) At

35 ьп ьп Ьп п 1 + 19 69оС

1,2,, 0,2 0,2

Sbn Cp (К1 Go )

Перепад температуры воздуха на 1-м участке выработки находят по формуле д(41 +В! K1 1 OoC

К1+1

Для определения коэффициента разделения вентиляционной струи на 2-м и последующих участках находят вспомогательные величины:

1.2 0,2, 0328(/ )02

1 S C 1 Kr с 1

an 1,2 йя Ubn bn 0 0388 (./ )02 ь Cp

Величина Ь зависит от количества теплоаккумуляторов n:

At - G02 при и-22з

Те 1о (и — 1) At

0,141 (кг/с)0 2, при и 3 2з = 0,152 (кг/с)0 2, при и = 4 2з = 0,165 (кг/с)0 г, при n - 5 2з - 0,173 (кг/с)0 2,.

Тогда коэффициенты разделения вентиляционной струи будут равны:

К 21 2+0,06 22 288, 0,74. 2з — Z2

Кз= 2,4; К4 1,97; Q 1,6. Расходы воздуха в выработке и теплоак кумуляторах с учетом коэффициента разделения Кп определяют по формулам

Go . Кп Go

Gsn= —, аЬ.=

Kn + " Kn + 1

По этим формулам находят

Ga2 7,7 кг/с, Оаз=8,8 кг/с, Оа4 10,1 кг/с, Оа5 - 1 1.5 кг/с, Оьг 22,3 кг/с, Оьз 21,2 кг/с, Gb4 19,9 кг/с, Оьб 18,5 кг/с, Формула изобретения

Способ регулирования температуры шахтного воздуха, включающий проведение коллекторной выработки в породном масси5 ве, бурение теплообменных скважин. подачу вентиляционной струи в коллекторную выработку и теплообменные скважины, о тли чающийся тем,что,сцельюповышения эффективности регулирования темпера10 туры шахтного воздуха, по длине коллекторной выработки с обеих ее сторон зигзагообразно формируют теплоаккумуляторы, проходят монтажные ниши и соединл" ютихпопарнотеплообменнымискважинами, 15 а рудничный воздух подают в каждый последующий по ходу движения теплоаккумулятор с увеличением расхода, при этом коэффициент распределения расхода воздуха между системой теплоаккумуляторов и

20 коллекторной выработки определяют из эмпирического соотношения где еап, ©n — коэффйциенты шероховатости стенок теплоаккумуллтора и выработки на и-м участке;

П1ап — КОЛИЧЕСТВО СКВажИН В тЕПЛОаККУ40 муляторе на и-м участке;

lan, Ibn - длина теплоаккумулятора и выработки на и-м участке:

San, Sbn — плоЩаДь сечения теплоаккУмулятора и выработки на и-м участке, мг;

45 Uan. Ubri — периметры теплоаккумуллтора и выработки на и-м участке. м; .

Cp — удельная теплоемкость воздуха, Дж/(кг К);

At- допустимый перепад температуры воздуха, С:

Оо — расхОд воздуха в шахте, кг/с;

Те — начальнаЯ темпеРатУРа поРод, еС;

t0 — температура рудничного воздуха в начале коллекторной выработки, С;

n — количество теплов ккумуллто ров.

1756581

Составитель М. Иудин

Техред М.Моргентал Корректор И.шмакова

Редактор О. Хрипта

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3073 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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