Способ вентиляции карьера


 


Владельцы патента RU 2582356:

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" (RU)

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при искусственном проветривании застойных зон глубоких карьеров. Техническим результатом предлагаемого решения является повышение эффективности энергетического воздействия средств вентиляции на воздушный бассейн карьера при дефиците энергии неустойчивости внутрикарьерной атмосферы. Способ вентиляции карьера включает размещение в карьере и за его пределами воздухопроводных каналов и затопление теплообменных участков этих каналов в прилегающем к карьеру естественном источнике воды, тепловую подготовку воздуха внутри затопленных каналов с изменением его температуры до температуры воды, организацию воздухообмена атмосферы карьера с внешней средой по воздухопроводным каналам с помощью источников тяги и регулирование аэродинамических параметров воздушного потока в каналах. Воздухообмен атмосферы карьера с внешней средой в холодное время года организуют путем нагнетания в нижнюю зону карьера нагреваемого внутри затопленных каналов свежего воздуха, а регулирование аэродинамических параметров воздушного потока в каналах осуществляют путем выпуска части нагнетаемого воздуха через воздушные клапаны, устанавливаемые на воздухопроводах в верхней части карьера. 1 ил.

 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при искусственном проветривании застойных зон глубоких карьеров.

Известен способ вентиляции карьера, включающий размещение в карьере и за его пределами восходящего всасывающего воздуховода и организацию воздухообмена атмосферы карьера с внешней средой по этому воздухопроводу за счет ветрового напора (авт. свид. СССР №883492, опубл. 23.11.1981, бюл. №43).

Недостатком данного способа вентиляции является его низкая эффективность при использовании в устойчивой малоподвижной атмосфере с дефицитом тепловой энергии.

Известен способ вентиляции карьера, включающий размещение в карьере и за его пределами восходящих воздухопроводных каналов и соединение их магистральными и обводными воздухопроводными каналами, затопление теплообменных участков обводных каналов в прилегающем к карьеру естественном источнике воды, тепловую подготовку воздуха внутри затопленных каналов с изменением его температуры до температуры воды, организацию воздухообмена атмосферы карьера с внешней средой по воздухопроводным каналам за счет ветрового напора и разницы температур воздуха внутри и снаружи каналов и регулирование аэродинамических параметров воздушного потока в каналах путем изменения соотношения расходов воздуха в обводных и магистральных каналах (патент РФ №2460885, опубл. 10.09.2012, бюл. №25).

Недостатком известного способа вентиляции, принятого за прототип, является низкая эффективность энергетического воздействия на атмосферу карьера, не позволяющая разрушать температурные инверсии при нарушениях естественных воздухообменных процессов.

Задачей изобретения является повышение эффективности энергетического воздействия средств вентиляции на воздушный бассейн карьера при инверсионном распределении температур, дефиците энергии неустойчивости внутрикарьерной атмосферы и отсутствии или ослаблении естественных воздухообменных процессов.

Достигается это тем, что в способе вентиляции карьера, включающем размещение в карьере и за его пределами воздухопроводных каналов и затопление теплообменных участков этих каналов в прилегающем к карьеру естественном источнике воды, тепловую подготовку воздуха внутри затопленных каналов с изменением его температуры до температуры воды, организацию воздухообмена атмосферы карьера с внешней средой по воздухопроводным каналам с помощью источников тяги и регулирование аэродинамических параметров воздушного потока в каналах, воздухообмен атмосферы карьера с внешней средой в холодное время года организуют путем нагнетания в нижнюю зону карьера нагреваемого внутри затопленных каналов свежего воздуха, а регулирование аэродинамических параметров воздушного потока в каналах осуществляют путем выпуска части нагнетаемого воздуха через воздушные клапаны, устанавливаемые на воздухопроводах в верхней части карьера.

Отличительные признаки - нагнетание в нижнюю зону карьера нагреваемого внутри затопленных каналов свежего воздуха и регулирование аэродинамических параметров воздушного потока в каналах путем выпуска части нагнетаемого воздуха через воздушные клапаны, устанавливаемые на воздухопроводах в верхней части карьера. Эти признаки дают возможность эффективно наращивать потенциальную энергию атмосферы карьера за счет механического и теплового воздействия нагнетаемых воздушных струй, обеспечивать устойчивую работу вентиляторов при опасных повышениях противодавления атмосферного воздуха в холодную погоду и разрушать температурные инверсии, создавая предпосылки для восстановления естественных воздухообменных процессов.

Техническим результатом предлагаемого решения является повышение эффективности энергетического воздействия средств вентиляции на воздушный бассейн карьера при дефиците энергии неустойчивости внутрикарьерной атмосферы.

Предлагаемый способ вентиляции карьера поясняется чертежом, где 1 - карьер; 2 - вентиляторная станция; 3 - всасывающий воздухопровод; 4 - река; 5 - теплообменные каналы всасывающего воздухопровода; 6 - нагнетательные воздухопроводные каналы; 7 - воздушные клапаны.

Способ осуществляется следующим образом.

Рядом с глубоким карьером 1 со стороны его нерабочего борта размещают вентиляторную станцию 2. Подвод воздуха к вентиляторной станции осуществляют по всасывающему воздухопроводу 3, включающему затопленный в прилегающей к карьеру реке 4 разветвленный теплообменный участок 5, выполненный из стальных труб диаметром 0,2÷0,6 м, обладающих отрицательной плавучестью в воде. От вентиляторной станции к нижней зоне карьера прокладывают нагнетательные воздухопроводные каналы 6, выполненные из пневматических или стеклопластиковых теплоизолированных труб большого диаметра.

В теплое время года при развитом естественном воздухообмене атмосферы карьера с внешней средой охлажденный в реке воздух поступает в карьер по воздухопроводным каналам 3, 5, 6 самотеком под действием силы тяжести. Вентиляторную станцию 2 включают в работу лишь на короткие промежутки времени, например, после производства взрывных работ. Нижние, прилегающие к рабочим зонам карьера участки нагнетательных воздухопроводных каналов 6 при установлении теплой погоды могут быть демонтированы с последующим их восстановлением в осенний период.

В холодное время года в условиях дефицита тепловой энергии и частых нарушений естественного воздухообмена приступают к принудительной подаче в карьер свежего воздуха, нагретого в теплообменных каналах 5 до положительных температур. Суммарная мощность механического и теплового воздействия средств вентиляции на атмосферу карьера в этом случае может в десятки раз превосходить электрическую мощность вентиляторной станции. В результате достигается прямой санитарно-гигиенический эффект, вызванный поступлением в нижнюю застойную зону карьера свежего воздуха, и косвенный, связанный с компенсацией дефицита тепла и поддержанием естественного воздухообмена.

Реализация предлагаемого способа в карьерах глубиной 400÷600 м может быть осложнена в связи с большой вероятностью опасного возрастания противодавления в воздухопроводной сети при перемещении теплого воздуха сверху вниз в условиях отрицательных внешних температур. Гидростатическая составляющая полного давления вентилятора при проветривании таких карьеров может приближаться к 1000 Па и даже превышать эту величину, что в большинстве случаев не позволяет эксплуатировать вентилятор в пределах рабочей зоны без оперативного регулирования его аэродинамических параметров. Для обеспечения устойчивой и производительной работы вентиляционной установки и предотвращения помпажа предусмотрено ограничивать полное давление вентилятора за счет регулирования аэродинамических параметров воздушного потока в воздухопроводных каналах путем выпуска части нагнетаемого воздуха через воздушные клапаны 7, устанавливаемые на воздухопроводах 6 в верхней части карьера. Необходимо отметить, что производительность вентилятора и, соответственно, подача свежего воздуха в карьер при таком регулировании возрастают, но, вместе с тем, временно уменьшается поступление свежего воздуха на дно карьера.

Применение предлагаемого способа в глубоких карьерах дает возможность эффективно наращивать потенциальную энергию атмосферы карьера в холодное время года, обеспечивать производительную и устойчивую работу средств вентиляции и разрушать внутрикарьерные температурные инверсии, создавая предпосылки для восстановления естественных воздухообменных процессов.

Способ вентиляции карьера, включающий размещение в карьере и за его пределами воздухопроводных каналов и затопление теплообменных участков этих каналов в прилегающем к карьеру естественном источнике воды, тепловую подготовку воздуха внутри затопленных каналов с изменением его температуры до температуры воды, организацию воздухообмена атмосферы карьера с внешней средой по воздухопроводным каналам с помощью источников тяги и регулирование аэродинамических параметров воздушного потока в каналах, отличающийся тем, что воздухообмен атмосферы карьера с внешней средой в холодное время года организуют путем нагнетания в нижнюю зону карьера нагреваемого внутри затопленных каналов свежего воздуха, а регулирование аэродинамических параметров воздушного потока в каналах осуществляют путем выпуска части нагнетаемого воздуха через воздушные клапаны, устанавливаемые на воздухопроводах в верхней части карьера.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для проветривания уклонных блоков на месторождениях высоковязкой нефти и природного битума, подземная добыча которых производится шахтным способом.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при искусственном проветривании застойных зон глубоких карьеров. Техническим результатом предлагаемого решения является повышение эффективности регулирования вентиляционных потоков и их распределения между застойными зонами, что позволяет уменьшить материальные и энергетические затраты на проветривание карьера.

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к системам автоматизации вентиляторных установок, и может быть использовано для обеспечения безопасного, энерго- и ресурсосберегающего проветривания подземных горнодобывающих предприятий.

Изобретение относится к области вентиляции и кондиционирования, а именно к устройствам с естественной вентиляцией с утилизацией тепла. Технический результат направлен на создание устройства с естественной энергонезависимой вентиляцией с возможностью утилизации тепла, распределенного в толще грунта, позволяющего поддерживать положительную температуру внутри подземного сооружения, обеспечивая естественную вентиляцию, предотвращающую опасный уровень загазованности помещения.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для проветривания выемочных участков (панелей и блоков). Технический результат заключается в разработке энергоэффективного способа проветривания выемочного участка при обратном порядке отработки полезного ископаемого, расположенного по падению пласта, обеспечивающего регулирование работы вентиляторов местного проветривания в зависимости от величин тепловых депрессий, возникающих между выработками выемочного участка, а также угла γ наклона камер относительно оси выемочного штрека.

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к системе регулирования воздухоподготовки на поземном горном предприятии. Технический результат заключается в создании высокоэффективной автоматизированной системы регулирования воздухоподготовки на подземном горнодобывающем предприятии, работающей в холодное и теплое время года за счет обеспечения надежной работы системы воздухоподготовки с использованием резервной шахтной калориферной установки.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для проветривания подземных горнодобывающих предприятий. Техническим результатом является повышение энергоэффективности проветривания за счет действия тепловых депрессий, действующих между стволами, и общерудничной естественной тяги на всех типах подземных горнодобывающих предприятий, работающих по различным способам проветривания (всасывающему, нагнетательному или комбинированному) с различным количеством стволов; расширение периода использования способа (круглогодично).

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при проветривании глубоких карьеров трубопроводным способом. Техническим результатом является повышение эффективности проветривания крупных застойных зон глубоких карьеров за счет расширения зоны активного действия вентиляционного трубопровода.

Изобретение относится к системам обогрева различных объектов и предназначено преимущественно для использования при подогреве воздуха, подаваемого в шахту. Установка для подогрева воздуха, подаваемого в шахту, содержит камеру сгорания, воздухоподогреватель, вентилятор, дымосос и трубопроводы.

Изобретение относится к вентиляции метрополитенов и может быть использовано в системе тоннельной вентиляции метрополитенов. Способ включает подачу наружного воздуха на станцию через вентиляционную камеру и удаление отработанного воздуха через тоннели, сбойки и другую вентиляционную камеру.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при определении механической энергии движущихся тел в горных выработках шахт. Технический результат заключается в повышении точности определения механической энергии движущихся тел и повышении достоверности подачи величины расхода воздуха в шахты. По способу устанавливают тело во входное сечение выработки, измеряют массу тела, устанавливают в выработке неподвижную воздушную среду. Предоставляют телу возможность движения по выработке, измеряют ее длину, время движения тела, определяют заданную скорость движения среды относительно тела. Определяют заданный импульс тела и определяют предельные отклонения от их значений. При наличии отклонений устанавливают в выходном сечении выработки соответствующие их значения, измеряют импульс тела и скорость движения среды относительно тела и определяют удельную плотность объемного расхода среды. Затем замеряют в выходном сечении выработки импульсы тела и удельные плотности объемного расхода среды при каждом замере. Определяют показатели режимов изменения импульса тела, удельной плотности объемного расхода среды. Определяют величину начального импульса тела при каждом замере. Определяют удельную скорость сопротивления среды движению тела и определяют механическую энергию движущегося тела в конечном сечении при переменном импульсе, переменной удельной плотности объемного расхода среды, разных режимах их изменения по приведенным математическим формулам. Определяют условия соотношений фактической величины механической энергии с допустимой ее величиной. При условии, когда фактическая величина энергии больше допустимой, изменяют величину фактической энергии ниже допустимой для получения требуемого технического результата. 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к горному делу, а именно к проветриванию карьеров, и может быть использовано для интенсификации воздухообмена в карьерном пространстве, очистки воздуха, поступающего в карьерное пространство, и защиты воздушного бассейна от загрязнений, образующихся при ведении горных работ открытым способом. Способ проветривания карьера путем создания водяной завесы участками вдоль границы карьера и обеспечения ее контакта с ветровым потоком, в котором водяную завесу образуют распылением воды из двух трубопроводов - холодной и горячей воды, находящихся под избыточным давлением. Трубопровод горячей воды размещают на верхней кромке борта карьера, а трубопровод холодной воды удален от трубопровода горячей воды на 10-15 метров. В теплый период года водяную завесу формируют путем одновременного распыления холодной воды на подветренном борту карьера из трубопровода, составляющего 1/4 его периметра, и горячей воды из трубопровода, составляющего 1/4 его периметра, на наветренном борту карьера. 2 ил.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для оперативного определения воздухораспределения в сети горных выработок в штатных и аварийных режимах проветривания шахт и рудников. Технический результат - повышение информативности и надежности определения расходов воздуха в каждой выработке в сети горных выработок. Способ включает установку датчиков скорости движения воздуха в отдельных выработках рудника, данные с которых в режиме реального времени передают на сервер. При этом данные скорости движения воздуха в выработках передают с датчиков по каналам передачи данных через контроллер на автоматизированное рабочее место специалиста, где с помощью компьютерной программы производят расчет распределения измеренных расходов во всех ветвях вентиляционной сети. На сервере установлена аэродинамическая модель вентиляционной сети рудника, содержащая топологию сети горных выработок, их аэродинамическое сопротивление и места размещения вентиляционных установок, причем аэродинамическое сопротивление ветвей вентиляционной сети задают как по проектным данным, при потере данных от одного из датчиков отсутствия фиксированного расхода, так и по результатам эксплуатационных измерений. При работе системы мониторинга оперативно решается задача распределения расходов воздуха во всех ветвях вентиляционной сети на основе модели вентиляционной сети и показаний датчиков расходов воздуха, тем самым прогнозируются расходы во всех горных выработках. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для управления режимом работы шахтной главной вентиляторной установки (ГВУ) подземного горнодобывающего предприятия с одновременной выработкой электроэнергии. Технический результат заключается в повышении производительности шахтной энергетической установки путем регулирования режимов работы ГВУ и одновременным улучшением качества вырабатываемой электроэнергии. Система управления шахтной энергетической установкой включает блок управления ГВУ, электропривод ГВУ, узел силовой передачи, электрогенератор и узел передачи, накопления и/или преобразования электроэнергии. В вентиляционном канале шахты перед ГВУ установлен датчик давления воздуха, а в диффузорном канале - датчики давления и расхода воздуха. Электропривод ГВУ выполнен регулируемым. Блок управления связан с указанными датчиками регулируемым электроприводом ГВУ и механизмом управления ведущим валом узла силовой передачи. Блок управления выполнен с возможностью изменения крутящего момента на ведущем валу и изменения режима работы ГВУ в зависимости от показаний датчиков давления и расхода воздуха. Электропривод выполнен частотно-регулируемым, а узел силовой передачи - в виде трансмиссии или фрикционного вариатора. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх