Способ проветривания карьеров

Способ проветривания карьеров

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ПРОВЕТРИВАНИЯ КАРЬЕРОВ , включающий образование конвективных струй с помощью нагреваемых поверхностей, отличающи йс я тем, что, с целью повьшения интенсивности и безопасности проветривания , а также исключения дополнительного загрязнения окружающей среды от нагревателей, вдоль одного из двух противостоящих бортов карьера на уступы укладьтают ленточные плоские низкоомные электронагреватели , создают ламинарное течение воздушных слоев образованием положительного градиента температур нагре-. вателей, например 1 С в сторону верхнего уступа, и градиента температур порядка 5-12 С между поверхностями нагревателей и примыкающими к ним воздушными слоями, после чего лаСО минарное течение воздушных слоев поддерживают до полного проветривания карьера.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И) А

З(51) Е 21 F 1/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3610485/22- 03 (22) 28.04.83 (46) 30.09.84. Бюл. У 36 (72) Н.3. Битколов, И.П. Резниченко, :В.В. Соболевский, В.В. Толстых и В.А. Джунь (71) Днепропетровский инженерностроительный институт,(53) 622.412.1(088.8) (56) 1. Ушаков К.З., Михайлов В.А.

Аэрология карьеров. M., "Недра", 1975, с. 184-187.

2. Авторское свидетельство СССР

9448293, кл. Е 21 С 47/00, 1973 (прототип). (54)(57) СПОСОБ ПРОВЕТРИВАНИЯ КАРЬЕРОВ, включающий образование конвективных струй с помощью нагреваемых поверхностей, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения интенсивности и безопасности проветривания, а также исключения дополнительного загрязнения окружающей среды от нагревателей, вдоль одного из двух противостоящих бортов карьера на уступы укладывают ленточные плоские низкоомные электронагреватели, создают ламинарное течение воздушных слоев образованием положительного градиента температур нагревателей, например 1 С в сторону верхнего уступа, и градиента температур о порядка 5-12 С между поверхностями нагревателей и примыкающими к ним Я воздушными слоями, после чего ламинарное течение воздушных слоев поддерживают до полного проветривания карьера.

111 б175 распределение температур по длине воздуховода носит крайне неравномерный характер, а регулировать температуру поверхности воздуховода практически невозможно. Для осуществления способа необходим тепловой источник с высокой температурой, который может быть выполнен на базе пламенных горелок, образующих допол10 нительные загрязнения окружающей среды продуктами сгорания..

Цель изобретения — повышение интенсивности и. безопасности проветривания, а также исключение дополнитель ного загрязнения окружающей среды от нагревателей.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу проветривания карьеров, включающему образо2О вание конвективных струй с помощью нагреваемых поверхностей, вдоль одного из двух противостоящих бортов карьера на уступы укладывают ленточные плоские низкоомные электронагреватели, создают ламинарное течение воздушных слоев образованием положительного градиента темо ператур нагревателей, например 1 С в сторону верхнего уступа, и градиента температур порядка 5-12 С между поверхностями нагревателей и примыкающими к ним воздушными слоями, после чего ламинарное течение воздушных слоев поддерживают до полного проветривания карьера.

Такой способ может быть осуществлен устройством для проветривания карье.1

Устройство относится к горному делу и может быть использовано для безопасного ведения горных работ при разработке глубоких карьеров.

Известны способы проветривания карьеров конвективными струями, заключающиеся в искусственном подогреве воздуха в нижней части карьера с помощью пламенных горелок и создании конвективных восходящих потоков °

Способы осуществляются устройст-, вом, содержащим тепловой источник, выполненный в виде форсунок, расположенных на передвижной платформе 51 3.

Однако данные способы проветривания требуют больших энергетических ,затрат и не являются эффективными.

Нарушить устойчивое состояние атмосферы карьера трудно, так как при этом требуется создание значительных температурных градиентов. Поэтому необходимо использовать источники тепла большой мощности и высоких температур, а это связано с дополнительными загрязнениями атмосферы карьера. Высокая температура при осуществлении этого способа создается системой пламенных горелок, которые сами являются источником дополнительных загрязнений окружающей среды. Малая эффективность и большие энергетические затраты обусловлены тем, что нагрев воздуха осуществляется только в нижней части карьера и в сравнительно небольшом объеме. Поэтому этот способ целесообразно применять как метод предупреждения появления инверсии, осуществляя предынверсионный подогрев воздуха в определенной зоне.

Известен также способ проветривания карьеров с использованием конвективных струй. Способ осуществляет-, ся устройством, содержащим нагреваемые поверхности, образуемые соединенными с тепловым источником воздухо- . водами змеевикового типа, укладывае-i мыми на борту карьера (21

Недостатками известного способа . являются низкая эффективность и большие энергетические затраты, так как с помощью воздуховода змеевикового тийа, укладываемого на борту карьера,SS невозможно образовать необходимую нагреваемую поверхность для создания конвективных струй. Кроме того, ров, содержащим нагреваемые поверхности, источники энергии и регулирующие органы, каждая нагреваемая поверхность в нем выполнена в виде группы установленных на уступе карьера электрически связанных между собой и трансформатором ленточных плоских низкоомных электронагревателей.

На фиг. 1 показан карьер с устройством для осуществления способа, разрез, схемой движения конвективных струй и эпюрами температур и плотностей воздуха, на фиг. 2 расположение отдельной группы ленточных плоских низкоомных нагревателей на одном из уступов карьера; на фиг ° 3 — ленточные плоские низкоомные электронагреватели; на фиг. ч — сечение А-А на фиг. 3, на фиг. 5 — электрическая схема сое1116175 динения ленточных плоских низкоомных электронагревателей в группе.

Устройство, реализующее способ для проветривания карьеров, состоит из отдельных групп 1 ленточных

5 плоских низкоомных электронагревателей 2, располагаемых на уступах карьера. Каждая группа 1 снабжена датчиком 3 температуры поверхности и датчиком 4 температуры воздуха, 1О которые связаны с автоматическим счетно-решающим устройствам 5. Группа 1 имеет понижающий трансформатор

6, регулирующий дроссель 7, помещенные в общий корпус, и контрольные приборы 8. Понижающий трансформатор

6 подключен к питающей сети переменного тока через автоматический выключатель 9. Регулирующий дроссель

7 может управляться автоматически 2п с помощью счетно-решающего устройст" ва 5. Ленточные плоские низкоомные электронагреватели 2 выполнены в виде параллельно расположенных в одной плоскости токоведущих стальных тро- 25 сов 10 помещенных в резиновую оболочку 11. Электронагреватели 2 имеют незначительное активное сопротивление и большую нагреваемую поверх ность. Это позволяет испольэовать их при невысоких электрических напряжениях и охватывать значительную площадь борта карьера. Между собой ленточные гибкие электронагреватели

2 попарно соединены с обоих концов металлическими уголками 12. Для фиксации электронагревателей 2 в необходимом положении на уступах карьера, а также для удобного перемещения предусмотрены транспортные тросы 13. С помощью тросов 13 и анкеров 14 электронагреватели 2 закрепляются на уступах борта карьера.

Токоведущие стальные тросы 10 электро» \ нагревателей 2 электрически соедине- 45 „Hbl между собой с помощью планок 15 и перемычек 16. Группы 1 электронагревателей. 2 соединены с источниками электрической энергии (трансформаторами 6) с помощью силовых проводов 17. l5, ложного борта они более холодные и

Устройство работает следующим образом.

Группы 1 электронагревателей 2 с трансформаторами 6 и дросселями 7 .55 устанавливают в наиболее загазованной зоне на одном из бортов карьера.

С помощью автоматического выключателя 9 подается электрическая энергия через трансформатор 6 и дроссель 7 к электронагревателям 2.Подобным о6разом включаются все группы 1.При этом включается также автоматическое счетно-решающее устройство 5. Электрический ток, проходя по токоведущим тросам 10 электронагревателей 2, нагревает их. Датчики 3 температуры поверхности электронагревателей 2 и датчики 4 температуры примыкающего воздуха выдают сигналы в счетно-решающее устройство 5, в котором они сравниваются. Счетно-решающее устройство 5 производит вычислительные операции и по заданной программе выдает сигналы регулирующим дросселям 7, с помощью которых автоматически устанавливаются такие токи в группах 1, при которых температура поверхностей электронагревате лей 2 данной группы 1 превышала бы температуру прилегающего воздуха о на 5-12 С с таким расчетом, чтобы между смежными группами 1 градиент температур был положительным, например 1 С в сторону верхнего о уступа. При этом электронагреватели

2 нагревают прилегающие соли воздуха, плотность которого уменьшается.

На фиг. 1 в плоскости Б-Б показаны эпюры температуры воздуха t u его плотность . Больше всего тепла получают те слои воздуха, которые расположены ближе к теплоотдающим поверхностям электронагревателей 2.

Изменение плотностей воздуха обратное.

Это положение касается любой горизонтальной плоскости, не совпадающей с дном карьера. В результате этого у борта карьера с электронагревателями 2 слои воздуха имеют более высокую температуру и, следовательно, являются более легкими, а в средней части карьера и около противопотяжелые. Теплый воздух двигается вверх вдоль борта, а холодный опускается в средней части карьера И вдоль противоположного борта, как бы прижимая нагретые слои воздуха к борту с электронагревателями 2. При градиенте температур между поверхностью электронагревателей 2 и прилегающими слоями воздуха не менее

5-12 С вдоль борта возникает ламиа нарный поток. Все это приводит к цир ,.куляционному движению воздуха в карье

1116175 ре, при котором осуществляется процесс перемешивания и выноса вредностей из карьера ламинарным потоком воздуха вдоль борта с электронагревателями и заполнение его свежим воздухом по противоположному борту и средней его части-.

Исследованиями установлено, что разность температур между нагреваемой поверхностью и окружающим воздуо хом в 5-12 С вызывает направленное движение воздушных струй вдоль нагреваемых поверхностей с достаточно высокой скоростью. Дальнейшее повышение температуры нагреваемых поверхностей не приводит к столь существенному увеличению скорости ламинарного потока, но при этом значительно увеличиваются энергетические

5 затраты.

Проветривание карьеров предлагаемым способом позволяет повысить эффективность, значительно сократить энергетические затраты, автоматизировать процесс проветривания и при этом обеспечить простоту монтажа, длительность и безопасность эксплуатации. Кроме того, отсутствуют дополнительные загрязнения окру-. жающей среды.

) !6!75

1116175

Составитель И. Назаркина

Редактор Л. Пчелинская Техред А.Ьабинец

Корректор Ю. Макаренко

Заказ 6889/26 Тираж 426

HHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4