Способ проветривания карьера

 

(72) Авторы изобретения

С. И. Росляков, А.И. Павлов, С. С. Филатов, В.П. Пинев, К.А.Кумачев,Л.А,Козаков и Э.Л.Пота п4 fv 1 1кФ;» - .-". йягит".л 3, Институт горного дела Иинистерства ч (71) Заявител СССР и Государственный всесоюзный ин предприятий горнорудной

@ щи и т Йо троек™тированию

ы 3%4< (54) СПОСОБ ПРОВЕТРИВАНИЯ КАРЬЕРА

Изобретение относится,к горному делу и может быть использовано для проветривания карьеров при производстве открытых горных работ.

По основному авт.св. Р 739244, известен способ проветривания карьера конвективным потоком воздуха путем нагрева приземного слоя воздуха за счет теплообмена с водой-теплоноси телем, заключающийся в том, что во" дой-теплоносителем заполняют открытый бассейн на дне карьера и производят увлажнение и турбулизацию приземного слоя воздуха. Увлажнение производят разбрызгиванием части воды-теплоноси" теля над поверхностью бассеина, а !

5 турбулизацию осуществляют путем создания взаимно-встречных потоков воздуха над поверхностью бассейна (13.

Конвективный поток воздуха, кото" рый создают постоянным увлажнением и турбулизацией приземного слоя воздуха, имеет постоянную начальную скорость подъема, образуя таким образом noctoянно действующий факел, высота . которого ввиду отсутствия в нем вихревых потоков недостаточна для эффективного проветривания глубоких карьеров.

Цель .изобретения - повышение эф" фективности проветривания за счет образования вихревых колец.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе проветривания карьера сначала производят увлажнение приземного слоя воздуха до образования в нем локального объема..воздуха, затем увлажнение прекращают и.осуществляют турбулизацию приземного слоя воздуха, после чего цикл увлажнения с последующей турбулизацией повторяют через равные промежутки времени.

При увлажнении приземного слоя зоздуха разбрызгиванием часть воды теплоносителя у поверхности водоема, происходит интенсивное нагревание и . увлажнение локального объема воз" духа, s результате чего над бассейном формируется "пузырь" воздуха с дефици5469

1 пузыря" и началом увлажнения приэемного слоя воздуха для образования последующего "пузыря", т.е. интервал времени, с каким будут под5 ниматься вихревые кольца, должен ь быть одинаковым, это необходимо для того, чтобы каждое последующее вихревое кольцо шло за предыдущим на определенном расстоянии, позволяющем попадать ему в зону разряжения, образованную предыдущим вихревым кольцом. При нарушении равенства интервалов в сторону увеличения или уменьшения, в первом случае произойдет увеличение сопротивления движению вихревых колец за счет того, что воздух иэ атмосферы заполнит разряженную зону, а во втором случаепульсирующий поток преобразуется в постоянный.

На фиг. 1 изображено образование конвективного потока воздуха с постоянным факелом; на фиг. 2 - момент окончания образования "пузыря" у поверхности воды при увлажнении приэемного слоя воздуха разбрызгиванием части воды-теплоносителя; на фиг.3момент отрыва "пузыря" от воды при турбулизации приземного слоя воздуха и дальнейший его переход в вихревые кольца.

<0

3 94 том плотности в нем по отношению к окружающему воздуху. Несмотря на непрерывное поступление тепловой энергии от воды-теплоносителя в процессе частичного ее разбрызгивания, устойчивый градиент температуры и вязкост воздуха способствуют удержание верхней границы "пузыря" в виде полусферы над поверхностью водоема. Верх няя граница "пузыря" остается "сплош ной и малоподвижной" до момента пока увеличивающиеся размеры и перегрев его 1,определяющие величину силы плавучести ) не достигнут критических значений и не обеспечат переход че, рез пороговую устойчивость, который сопровождается прорывом верхней границы "пузыря". В результате чего, над водоемом формируется постоянно действующий факел (конвективная струя).

После окончательного формирования "пузыря" у поверхности водоема (т.е.достижения им пороговой устойчивости при еще сплошной и мало подвижной "верхней границе"пузыря") прекращают увлажнение и начинают турбулизацию приземного слоя soapyxa у поверхности воды при помощи взаимно-встречных потоков воздуха, направленных к центру бассейна, производя тем самым подсечку и закрутку

"пузыря" и сообщая ему начальный импульс. Под действием начального импульса и силы плавучести "пузырь" отрывается от поверхности водоема и начинает подниматься в виде изолированного термика.

При подъеме термика в нем возникает квазистационарная циркуляция нагретого и увлажненного воздуха, в результате которой термик трансформируется в вихревое кольцо Хилла.

После отрыва "пузыря" от поверхности воды .прекращают турбулизацию воздуха, выдерживают определенный интервал времени, затем вновь повторяют увлажнение приземного слоя воздуха и после формирования последующего "пузыря" вновь турбулизируют воздух до отрыва его от поверхности воды, после чего вновь выдерживают этот же интервал времени и вновь указанные приемы многократно повто ряют, создавая таким образом, непре рывный пульсирующий поток в виде вихревых колец. Интервал времени, который необходимо выдержать между окончанием гурбулизации для. отрыва

Способ осуществляют устройством для проветривания.

Для образования "пузыря" сначала включают форсунки 1 устройства для проветривания, которые часть водытеплоносителя разбрызгивают под поверхностью водоема, производя ув-. лажнение, при этом над бассейном 2 формируется "пузырь! воздуха 3 с плотностью Р, окружающая среда имеет плотность Р„ . После окончательного формирования "пузыря" 3 у поверхности водоема, отключают разбрызгивающие форсунки 1 и включают струйные вентиляторы 4, и производят турбулизацию приземного слоя воздуха воздушными струями 5. Подсекаемый и закрученный ими, за счет начального импульса и сил плавучести поднимается "пузырь" 6 переходящий в вихревые кольца ?. Одновременно с началом подъема "пузыря" 6 отключают струйные вентиляторы 4 и по истечении расчетного интервала времени снова включают раэбрызгивающие форсунки

1 и производят увлажнение для формирования следующего "пузыря" 3 и цикл

945469

5 повторяют через равные промежутки времени.

Использование предлагаемого способа проветривания карьера увеличивает s высоту факела для проветривания, что позволит эффективнее проветривать глубокие карьеры, повыаает воэможность использования самого существенного энергетического источника - р скрытой теплоты при фазовых переходах воды, освобождающейся при конденсации, когда вихревое кольцо достигает. его уровня, увеличивает относительный расход воздуха на пределе досягаемости факела, т,е. сокращает время проветривания, а, следовательно, повышает эффективность проветривания.

Формула изобретения

Способ проветривания карьера конвективным потоком по авт.св.Ю 739244; отличающийся тем, что, с целью повыаения эффективности flpo ветривания эа счет образования вихре" вых колец, сначала производят увлажнение приземного слоя воздуха до образования в нем дефицита плотности локального объема воздуха, затем увлажнение прекращают и осуществляют турбулизацию приземного слоя воздуха, после чего цикл увлажнения с последующей турбулизацией повторяют через равные промежутки времени.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Н 739244, кл. Е 21 F 1/00,, 1978.