Способ проветривания карьеров

Способ проветривания карьеров

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к горному делу. Цель - повышение эффективности проветривания за счет создания плоского вихря. К борту карьера подают однонаправленно приточный воздух по касательной с помощью наклонных вентиляционных труб, соединенных с вентиляторными установками. Трубы прокладывают равномерно по периметру рабочей зоны карьера вдоль линии наименьшего ската. Отработанный воздух отводят в центре карьера через вертикальную вентиляционную трубу, соединенную с вентиляционной установкой. При этом объем приточного отработанного воздуха регулируют по высоте вентилируемой зоны. Приточный воздух подают и отработанный воздух удаляют по высоте вентилируемой зоны в объемах, соответствующих постоянной кратности воздухообмена. Для разрушения т-ной инверсии приточный воздух подают и отработанный воздух отводят по высоте инверсионного слоя. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВ.ЕТСКИХ, СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) А1 (51) 4 Е 21 F 1/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АBTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ направленно и по касательной к борту карьера. При этом наклонные вентиляционные трубы 2 прокладывают вдоль линии наименьшего ската 4.

Отработанный воздух отводят по вертикальной вентиляционной трубе 5, размещаемой в центре карьера 1, поддер живаемой в вертикальном положении аэро статом 6, управляемым с помощью растяжек 7 и лебедок 8, и соединенной с вентиляционио»» установкой (не показано), снабженной рукавным фильтром 9.

При этом объемы приточного и .отработавшего воздуха регулируют по высоте вентилируемой зоны: приточньп» воздух пода»от и отработа»»»пий»»»с здух удаляют

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНЯТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4327838/23-03 (22) 13.11,87 (46) 15.11 ° 89, Бюл.й 42 (71) Иркутский политехнический институт (72) Л.С.Дмитриева, В.П.Федорко, И.В.Емельянов, И.В.Иоисеенко, А.В.Евстратов, Н.Н.Малышева и Н.А.Чупин (53) 622.457(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N - 819357, кл. Е 21 F 1/00, 1979.

Авторское свидетельство СССР

У 712509, кл. Е 21 F 1/00, 1978. (54) СПОСОБ ПРОВЕТРИВАНИЯ КАРЬЕРОВ (57) Изобретение относится к горному делу. Цель — повышение эффективности проветривания за счет создания плоского вихря. К борту карьера подают однонаправленно приточный воздух

Изобретение относится к горному делу, а именно к способам искусственной вентиляции карьеров с использованием воздуховодов °

Цель изобретения — повышенйе эффективности проветривания за счет создания плоского вихря и разрушения температурной инверсии.

На чертеже изображена схема проветривания карьеров.

Для проветривания нижних горизонтов карьера 1 по его периметру равномерно устанавливают наклонные вентиляционнье трубы 2, которые соединяют с вентиляторными установками 3 и подают приточный воздух по ним одно2 по касательной с помощью наклонных вентиляционных труб, соединенных.с вентиляторными установками. Трубы прокладывают равномерно по периметру рабочей зоны карьера вдоль линии наименьшего ската ° Отработанный воздух отводят в центре Kapbepa через вертикальную вентиляционную трубу, соединенную с вентиляционной установкой. При этом объем приточного отработанного воздуха регулируют по высоте вентилируемой зоны, Приточный воздух подают и отработанный воздух удаляют по высоте вентилируемой зоны в объемах, соответствующих постоянной кратности воздухообмена. Для разрушения т-ной инверсии приточный воздух .подают и отработанный воздух отводят по высоте инверсионного слоя. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. 2 табл.

1521882 оны в объепо высоте вентилируемой з мах, соответствующих пост ности воздухообмена, т.е. равенство

1 Ь(La

К

«

"P v где L " "объем приточного оянной кратвыполняется

5 (1) L((° ° ° и воздуха, Э и м/с (L=+L;, (=(— 1, n) 10

К„- кратность воздухоббмена, с

-1, V — объем вентилируемой зоны.

Дпя разрушения температурной инверсии приточный воздух подают и отработавший воздух уцаляют по высоте инверсионного слоя.

При наложении динамического вращения воздуха на движение, вызываемое прямолинейным стоком постоянного напряжения, совпадающим с осью вращения, возникает сложное плоское движение плоский вихрь. Траекториями движения частиц воздуха являются логарифмические спирали. В данном случае они могут быть представлены уравнением (2) где n — количество сечении. где e — основание натурального логарифма, е = 2,71;

30 относительный текущий радиус, г = г/R, r — текущий радиус, И

R — радиус вентилируемой зоны, м;

К вЂ” коэффициент спирали, для правых спиралей К ) О, для левых — К -- О; с(с — угловая координата точек спирали, рад.

У авнение (2) представлено в полярP

40 ной системе координат. Коэффициент спирали представляет собой отношение

U /Чс, где Ч(— скорость истечения приточного воздуха (тангеициальная составляющая скорости), м/с; V„

45 радиальная составляющая скорости движения воздуха, м/с.

Для получения плоского вихря по всей высоте вентилируемой зоны карьера необходимо совпадение траекторий

50 движения частиц воздуха в плане в любом ее горизонтальном сечении, т.е. равенство коэффициентов спиралей К. Математически это можно выразить следующим образом:

Vr(U(V(n (3)

Ц Ч2 (" и

Реально количество сечений конечно, поэтому в дальнейшем выделяют по высоте вентилируемой зоны участков (i = 1, 2, ... ..., n), разделенных друг от друга горизонтальными сечениями, пронумеруют участки от дна карь- ера вверх. Каждый такой участок характеризуется геометрическими размерами: средним радиусом R, и высотой h u ( имеет объем V, . Тогда объем вентилируемой зоны равен и

Ч= Ч ;, 1 =1, 2,..., и.

Значение радиальной составляющей скорости определяется по формуле

L(«а»

2iR;h; где L; — объем приточного воздуха, м /с.

Для выполнения условия (3) необходимо регулировать объемы приточного воздуха L .по высоте вентилируемой

1 зоны. Поскольку R(- R< ... - К„, то и V < c V< (...... а Ч„, поэтому для объемов приточного воздуха должно выполняться условие L, c Ь (° ° ° ° ° ° L„°

Пример. Для проветривания нижних горизонтов пространства карьера приточный воздух подают с помощью размещенных вентиляционных труб, соединенных с вентиляторными установками ВЦД-47М "Север". Отработавший воздух удаляют через вертикальную вентиляционную трубу, располагаемую в центре карьера и поддерживаемую в вер. тикальном положении посредством аэростата, управляемого с помощью растяжек и лебедок Т-145Г, и соединенную с вентиляционной установкой ВПД-47М

"Ceaåð", снабженной рукавным фильтром °

Два вентилятора главного проветривания ВЦЦ-47М "Север", устанавливаемые стационарно на поверхности карьера, предназначены для проветривания при температуре окружающей среды от

-45 до +50 С. Вентиляторные установо ки располагают равномерно по периметру карьера. Начальный расход воздуха, подаваемого одной вентиляционной установкой, составляет 300 м /с,.производительность двух установок 600 м /с .

В вентиляционных трубах из ВИНИЛИСЕОЖИ-Т выполнены отверстия с размерами

0,3х57 и, площадь пс(итэчиого отверс( тия составляет 1 7,! и . Вентиляционные трубы прок.(÷ã «аютс.(по борту

I >21882 карьера вдоль линий наименыиего ската <г<;. по1<е1.хноcз до дна карьера н поддерживаются опорами.

Вытяжная подсистема состоит из вентиляторной установки В1Щ-47 1

6, поддерживающего вертикальную вентиляционную трубу в вертикальном положении; лебедок, фиксирующих аэростат с помощью растяжек в рабочем положении.

Аэростатическое устройство может быть выполнено в различных модификациях (в виде шара, цилиндра, тора).

Наибольший интерес представляет тороидальная форма аэростата, так как аэродинамические свойства обеспечи- 20 вают аэростату минимальное сопротивление воздушным потокам. Аэростат заполняется инертным газом, грузоподьемность его составляет 20 т.

Для очистки воздуха вытяжная сис- 25 тема снабжена рукаьнням фильтром P Â1

1 7 > KOTOpblH g<. Ta<1al>J11313a

13epTHKaJ1hI3oH вентиляционной трубой и вентиляторной устлно13кой °

Вентиляции><ны» трубы монтируются 30 из секций, что позволяет собирать их требуемой длины.

Ниже приведены результаты аэродинамического расчета нентиляцно1<ных труб для следующих условий. Зона загрязнения расположена на нижних горизонтах карьера и составляеT по высоте 50 и. 1сарьер имеет воронкообразную форму, диаметр его по верхней границе зоны загрязнения равен 4р

250 м, по дну — 150 м, Общая глубина карьера составляет 500 м, угол отО коса борта — 45 . Для вьн1олнения аэродинамического расчета вентиляционных труб рассчитаны воздухообмены по 45 высоте зоны загрязнения исходя из объемов приточного и удаляемого воздуха, равных 545 . /с. Средняя кратность з воздухообмена в зоне загрязнения долж< на составлять 1,2? ч 50

В табл. 1 приведены результаты расчетов объемов подаваемого и удаляемого воздуха пс> высоте зоны загрязнения, для чего си<а по высоте условно разделена на участки 11< = 13 =

h

В табл,2 приведены результаты аэр<>динамического расчета вентиляционных труб 2, 3 на основании данных табл.1.

Удаление необходимых объемов воздуха по высоте зоны загрязнения может быть обеспечено выполнением перфорации в вертикальной вентиляционной трубе по ее высоте, равной высоте зоны загрязнения, Общая протяженность вытяжной трубы (вертикальный и горизонтальный участки) в данной системе вентиляции составляет

1020 м.

Ф о р м у л а и з о б р е т е и и я

1. Способ прс>ветри13ания карьеров, включающий од><с>направленную подачу приточного воздуха по касательной к борту карьера с помощью наклонных вентиляционных труб, установленE< равномерно по периметру рабочей зоны карьера и соединенных с 13<.нтиляпионными установками, и отвод отработаннопо 13оздухa> о т л H ч а ю щ H Й с я т е м ч т о с н <. . и ь ю и о 13 ыш е и и л э фф е K T H 13 ности проветривания за счет создания плоского вихря, наклонные вентиляцио><ные трубы прокладывают вдоль линии наименьшего ската, отвод отработаннс>го воздуха осущестl>Jlsl>oT в «ентре карьера через вертикальную вентиляционную трубу, соединенную с вентиляторной установкой, при этом объемь> приточного и отработанного воздуха регулируют по высоте вентилируемой зоны, причем приточный воздух подают и отработанный воздух удаляют по высоте вентилируемой зоны в объемах, с<>ответствующих постоянной кратности воздухообмена.

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью разрушения температурной инверсии, приточный воздух подают и отработанный воздух отводят по высоте инверси >нного слоя.

l5?1882

Т а б л и ц а I

Результаты. расчета расхода воздуха по высоте веитилируемой зоны

Номер участка

Расход воздуРадиус участка на уровне границы, м

Объем ровень расположеия границ участков, участз ков, м ха, и /с нижней верхней ижней верхней

Та блица 2

Расчет воздухораспределителя постоянного статического давления

Длина

Расход воздуха,. м /с

Скорость истечеДиаметр воздуховода, мм

Номер

y ÷àñòка

4трубы участка, м ния воздуха, м/с

Ф.

Нумер гция участков приведена от приточного вентилятора до конца возцуховода

2

4

6

8

10

5

1

3

5

7

9

10 !

637

7

7

7

7

120

30,58

28,60

28,36

28,16

27,92

27,67

27,39

27,07

26,74

26,26

125

272,50

231,49

194,76

161,09

130,35

102,40

77,11

54,35

33,98

15,87

134364

149279

181464

198734

216789

242039

2!70

880

31,97

36,2?

40,74

45,53

50,58

55,90

6l,49

67,34

73,46

82,02

1521882

Составитель Л.Серова

Техред Л.Олийнык

Корректор О.Крени в»

Редактор M,Áàíäóðà

Заказ 6904/30

Тира:к 410

Е!одпис нос

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГК1ГГ СССГ

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул . Гагарин,з, 1