способ регулирования теплового режима шахты

Формула изобретения

Способ регулирования теплового режима шахты, включающий проведение теплообменных выработок и подачу по ним в шахту атмосферного воздуха для подогрева его зимой и охлаждения летом, отличающийся тем, что между теплообменными выработками проводят соединительную выработку, в которой устанавливают регулируемое по сечению вентиляционное окно и через которую подают в шахту атмосферный воздух в весенне-осенний периоды, когда значения температур воздуха приближаются к значениям температур массива горных пород, окружающих горные выработки шахты.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для регулирования теплового режима шахт и рудников в условиях многолетней мерзлоты.

Известен способ регулирования теплового режима нагорного рудника, включающий проведение вентиляционного канала перед вентилятором главного проветривания, монтаж калориферной установки и подачу свежего воздуха летом по вентиляционному каналу, а зимой по воздухоподающей выработке через калориферную установку [1].

Основным недостатком известного способа является то, что он не предусматривает сохранение окружающих горные выработки пород в мерзлом состоянии.

Известен способ регулирования теплового режима шахты, включающий проведение теплообменных выработок, предназначенных для подогрева зимой и охлаждения летом воздуха, поступающего в очистные и подготовительные выработки шахты [2] - прототип.

Недостатком этого способа являются:

- невозможность исключения теплообменных выработок из вентиляционной сети в осенний и весенний периоды, когда температура атмосферного воздуха соответствует температурам горных пород, что позволяло бы снизить энергозатраты на работу вентилятора главного проветривания;

- невозможность регулирования воздушной струи и температурного режима в течение суток при колебаниях температуры атмосферного воздуха;

- сложность вывода людей в аварийной ситуации из-за большой протяженности теплообменных выработок.

Предлагаемый способ отличается тем, что между теплообменными выработками проводят соединительную выработку, в которой устанавливают регулируемое по сечению вентиляционное окно и через которую подают в шахту атмосферный воздух полностью или частично в весенне-осенний периоды, когда значения температур воздуха приближаются к значениям температур массива горных пород, окружающих горные выработки шахты.

Введенный в формулу изобретения такой существенный признак как то, что между теплообменными выработками проводят соединительную выработку, позволяет закорачивать вентиляционную сеть в те периоды года, когда атмосферный воздух имеет температуру, равную температурам горных пород, окружающих горные выработки, что исключает их растепление. Кроме того, в аварийной ситуации вывод людей улучшен, так как сокращена длина пути вывода.

Существенный признак о том, что в соединительной выработке устанавливают регулируемое по сечению вентиляционное окно, обеспечивает изменение вентиляционного окна от 0 до сечения, равного поперечному сечению соединительной выработки. Причем изменение сечения может осуществляться как в автоматическом режиме, так и с дистанционным или ручным управлением.

Способ поясняется чертежами, где на фиг.1 показано в плане расположение горных выработок, обеспечивающее регулирование теплового режима шахты, на фиг.2 - узел А на фиг.1.

Условные обозначения, принятые на чертежах: 1 - теплообменные выработки; 2 - соединительная выработка; 3 - вентиляционное окно; 4 - створки дверей; 5 - шарниры; 6 - обходная выработка; 7 - шлюзовые двери; 8 - вентилятор главного проветривания; 9 - подготовительные выработки; 10 - очистные выработки.

Способ осуществляют следующим образом: между теплообменными выработками 1 проводят соединительную выработку 2, в которой устанавливают регулируемое вентиляционное окно 3, которое может быть выполнено, например, по типу дверей автобуса. Створки 4 дверей имеют шарниры 5 и могут фиксироваться в различных положениях, варьируя проходное для воздуха сечение окна 3 от 0 до сечения, равного поперечному сечению соединительной выработки 2. Для прохода людей проводят обходную выработку 6, в которой устанавливают шлюзовые двери 7. Тепловой режим шахты регулируют подачей атмосферного воздуха вентилятором главного проветривания 8 по теплообменным выработкам 1 и далее в подготовительные 9 и очистные выработки 10 выработки шахты. При этом в летнее время воздух, проходя по теплообменным выработкам 1, охлаждается, а в зимнее время нагревается до температур массива горных пород, окружающих выработки, исключая их растепление. В осенне-весеннее время, когда температура атмосферного воздуха имеет умеренные отрицательные значения, открывают вентиляционное окно 3 и подают воздух в шахту, минуя теплообменные выработки. Этот маневр позволяет снизить энергозатраты вентилятора главного проветривания 8, так как исключаются значительные сопротивления движения воздуха при прохождении его по теплообменным выработкам 1. Вентиляционное окно 3 может регулировать подачу воздуха по соединительной выработке 2 и в течение суток, когда наблюдается большой перепад температур между дневным и ночным временем. Изменение поперечного сечения вентиляционного окна 3 может осуществляться либо автоматически, либо дистанционно (с пульта диспетчера) или вручную. Для этих целей в начале соединительной выработки 2 устанавливают температурный датчик, подающий команды на автоматическое регулирование или информирующий диспетчера шахты.

Преимуществами предлагаемого способа регулирования теплового режима шахты являются:

- возможность регулируемого исключения теплообменных выработок из вентиляционной сети, что обеспечивает экономию энергозатрат на вентилятор главного проветривания;

- полное отключение теплообменных выработок при значительном удалении горных работ в процессе эксплуатации шахты, т.к. роль теплообменных выработок начинают играть подготовительные и капитальные выработки;

- облегченный и ускоренный вывод людей в аварийной ситуации.

Источники информации

1. Авторское свидетельство ССС N 1663197, Е 21 F 1/00, 1991.

2. Комплекс мероприятий по созданию микроклиматических условий в шахтах Крайнего Севера. Информационный листок Якутского ЦНТИ, Якутск, 1976.