DE3915774C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anlage für die Temperaturkonditionierung in einem Abbaustreb eines bergbaulichen Untertagebetriebes gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bergbauliche Untertageräume werden bekanntlich regelmäßig bewettert. Das gilt insbesondere für Abbaustrebe, in denen Kohle oder anderes Material hereingewonnen wird. Unter Bewetterung versteht man die Zuführung von Frischluft, die von über Tage zu dem Untertageraum geführt wird, und die Abführung der verbrauchten Luft. Die Wetter erfahren durch die Temperatur des Gebirges unter Tage eine Erwärmung. In Abbaustreben, insbesondere in Abbaustreben großer Teufe, erfolgt regelmäßig eine Wetterkühlung, um durch Temperaturkonditionierung erträglichere Arbeitsbedingungen zu schaffen. Dazu sind in einem Abbaustreb besondere Wetterkühler installiert. Wetterkühler bezeichnet Wärmetauscher, denen ein gekühltes fluides Medium zugeführt wird und die den Wetterstrom kühlen, der durch den Wärmetauscher geführt wird. Das gekühlte fluide Medium ist entweder gekühltes Wasser oder ein Kältemittel. Zur Kühlung des fluiden Mediums sind entsprechende Kälteaggregate erforderlich, die über Tage oder auch unter Tage installiert sind. Diese bekannten Maßnahmen sind aufwendig, zumal zur Temperaturkonditionierung praktisch das gesamte Luftvolumen eines Abbaustrebs gekühlt werden muß. Die erreichte Temperaturkonditionierung ist verbesserungsbedürftig. - Andererseits sind in jedem Abbaustreb Druckluftleitungen angeordnet, deren Druckluft für Arbeitszwecke und für die pneumatische Steuerung von Strebeinrichtungen benötigt wird. Die in den Druckluftleitungen geführte Druckluft kann aus Temperatur- und Volumengründen zur Temperaturkonditionierung in einer Abbaustrecke ohne weiteres nichts beitragen.

Allerdings ist eine gattungsgemäße Anlage bekannt (DE-PS 8 64 386), bei der ein Wirbelrohrkühler in eine Druckluftleitung integriert ist, um die in dieser Druckluftleitung geführte Frischluft zu kühlen. Dabei wird der gesamte Wetterstrom gekühlt. Der gekühlte Wetterstrom wird dann über weiterführende Abschnitte der Druckluftleitung zum Einsatzort gebracht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anlage zu schaffen, die auf sehr einfache Weise eine wirksame Temperaturkonditionierung in einer Abbaustrecke eines Untertagebetriebes gewährleistet.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß im Abbaustreb eine Mehrzahl von mit Abstand voneinander installierten Wirbelrohrkühlern an die Druckluftleitung angeschlossen und durch die zugeordnete Steuereinrichtung einzeln oder gruppenweise für eine Mannkühlung ein- und ausschaltbar sind. Damit kann eine intensive Kühlung im Abbaustreb an bestimmten Stellen verwirklicht werden, und zwar unabhängig vom Wetterstrom. Nach bevorzugter Ausführungsform sind die Wirbelrohr­ kühler außerdem für die Mannkühlung leistungsmäßig steuerbar. Mannkühlung bezeichnet die Tatsache, daß eine oder mehrere Personen in dem Abbaustreb individuell in den Genuß der Küh­ lung kommen.

Wirbelrohre sind bekannt (vgl. Meyers Enzyklopädisches Lexi­ kon, 1979, Band 25, S. 417). Es handelt sich um eine Vorrich­ tung zur Zerlegung eines Gasstromes in einen warmen und einen kalten Teilstrom. Ein Wirbelrohr besteht aus einem Rohr von nicht zu weitem Durchmesser, in welches das Gas mit einem ausreichenden Überdruck durch eine an einem Ende angebrachte Düse tangential eingeblasen wird. Dadurch wird ein zur Rohr­ achse koaxialer Gaswirbel angefacht, dessen Mantel warm und dessen Kern kalt ist. Insoweit arbeitet ein Wirbelrohr nach dem bekannten Ranque-Effekt. Das Kaltgas kann durch eine in der Nähe beschriebene Düse angebrachte Lochblende abgezogen werden, das Warmgas am anderen Ende. Im Rahmen der Erfindung ist das Gas die Druckluft. Ein Wirbelrohrkühler im Sinne der Erfindung ist eine Einrichtung, die den kalten Luftstrom eines Wirbelrohres für die Temperaturkonditionierung eines Bereichs in dem Abbaustreb eingesetzt und den warmen Luft­ strom außerhalb dieses Bereichs an einem Ort, an dem der war­ me Luftstrom nicht stört, an den Wetterstrom abgibt. Ein Wir­ belrohrkühler kann, je nach Auslegung, ein einzelnes Wirbel­ rohr oder deren mehrere aufweisen, die z.B. parallel zu ei­ ner Wirbelrohrbatterie zusammengeschaltet sind.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß die für einen Abbaustreb ohnehin eingerichtete Druckluftversorgung auch die Temperaturkonditionierung in einem Abbaustreb übernehmen kann, wenn die Druckluft in einen Kaltluftstrom und in einen Warmluftstrom zerlegt und der Kaltluftstrom zu einer indivi­ duellen Temperaturkonditionierung benutzt wird. Wie bereits erwähnt, wird der Warmluftstrom an die Wetter abgegeben. In­ dividuelle Temperaturkonditionierung bezeichnet die Tatsache, daß nicht das gesamte Luftvolumen im Streb gekühlt wird und daß nur die Luft in einem Strebbereich gekühlt wird, in dem sich eine Bedienungsperson oder mehrere Bedienungspersonen aufhalten. Im Rahmen der Erfindung schaltet der Wirbelrohr­ kühler sich aus oder wird er ausgeschaltet, wenn die Bedie­ nungsperson bzw. die Bedienungspersonen diesen Strebbereich, in dem die Mannkühlung eingerichtet ist, verlassen. Eine zu­ sätzliche Druckluftzuführung zu einem Abbaustreb ist zum Be­ trieb einer erfindungsgemäßen Anlage im allgemeinen nicht er­ forderlich. Im Rahmen der Erfindung liegt es allerdings, eine zusätzliche Druckluftzuführung zu dem Abbaustreb hin vorzu­ sehen, wenn eine besonders intensive Temperaturkonditionie­ rung erforderlich ist, beispielsweise in einem Abbaustreb Um­ rüstarbeiten durchgeführt werden.

Im einzelnen bestehen im Rahmen der Erfindung mehrere Mög­ lichkeiten der weiteren Gestaltung. So kann eine spezielle Druckluftleitung für die Temperaturkonditionierung instal­ liert sein, ohne daß die Druckluftversorgung des Abbaustrebs vergrößert ist. Es kann aber auch eine ohnehin installierte Druckluftleitung zusätzlich als Versorgungsleitung für die Wirbelrohrkühler eingesetzt sein. Nach bevorzugter Ausfüh­ rungsform der Erfindung sind die Wirbelrohrkühler in solchen Abbaustrebbereichen angeordnet, in denen Bedienungspersonen der Strebeinrichtungen tätig sind, wobei die Steuereinrich­ tungen so eingerichtet sind, daß die Wirbelrohrkühler nur einschaltbar sind, wenn eine Bedienungsperson anwesend ist. Damit auch dann, wenn ein Abbaustreb eine elektrische Ener­ gieversorgung nicht aufweist oder diese abgeschaltet ist, eine Temperaturkonditionierung mit Hilfe der erfindungsge­ mäßen Anlage durchgeführt werden kann, sind nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung die Steuereinrichtungen als mechanische Steuereinrichtungen ausgebildet, die von Hand be­ tätigbar sind. Wo eine elektrische Energieversorgung vor­ liegt, können die Steuereinrichtungen als elektrische Steuer­ einrichtungen ausgeführt und gegeneinander so verriegelt sein, daß stets nur ein einzelner Wirbelrohrkühler oder eine einzelne Gruppe von Wirbelrohrkühlern einschaltbar ist. Es versteht sich, daß in diesem Falle die elektrische Steuerein­ richtungen nach Maßgabe der in bezug auf schlagende Wetter vorgeschriebenen Schutzart eingerichtet sind. Da eine Mann­ kühlung stattfindet, empfiehlt es sich, die Anordnung so zu treffen, daß die Wirbelrohrkühler badeduschenartige Kalt­ luftaustrittseinrichtungen aufweisen. Dadurch kann das Volu­ men, welches für die Mannkühlung nach der Lehre der Erfindung gekühlt wird, klein gehalten werden. Das ist insbesondere dann der Fall, wenn zusätzlich die Wirbelrohrkühler duschka­ binenartige Mannkühlzellen aufweisen. Im Rahmen der Erfindung können die Wirbelrohrkühler in einem Abbaustreb auch umsetz­ bar sein.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher er­ läutert. Es zeigen

Fig. 1 das Schema eines Abbaustrebs mit erfindungsgemäßer An­ lage für die Temperaturkonditionierung,

Fig. 2 zur technologischen Erläuterung einen Längsschnitt durch ein Wirbelrohr und die

Fig. 3 bis 5 Ausschnitte aus dem Wirbelrohr der Fig. 2.

In der Fig. 1 erkennt man zunächst das Schema eines Abbau­ strebs 1 in einem bergbaulichen Untertagebetrieb, in dem bei­ spielsweise Kohle hereingewonnen wird. Links und rechts be­ finden sich die dem Abbaustreb zugeordneten Abbaustrecken 2, im Ausführungsbeispiel mit voreilendem Ort 3. Man erkennt ei­ nerseits die Kohlefront 4 und andererseits den eingebrachten Versatz 5. Weder in den Strecken 2 noch im Streb 1 wurden die üblichen Ausbaueinheiten gezeichnet. Längs der Kohlefront 4 arbeitet eine Gewinnungsmaschine 6, die beispielsweise auf einem Kratzförderer 7 geführt ist. Der Versatz 5 wird bei­ spielsweise als Blasversatz eingebracht, was nicht gezeich­ net wurde.

Man erkennt in der Fig. 1 eine in dem Abbaustreb 1 geführte Druckluftleitung 8, die an eine Druckluftversorgungslei­ tung 9 in einer der Ab­ baustrecken 2 angeschlossen ist. Man erkennt eine Mehrzahl von längs der Druckluftleitung 8 mit Abstand voneinander in­ stallierten Wirbelrohrkühlern 10 und den einzelnen Wirbel­ rohrkühlern 10 zugeordnete Steuereinrichtungen 11. Die Wirbel­ rohrkühler 10 sind an die Druckluftleitung 8 angeschlossen. Sie können durch die jeweils zugeordnete Steuereinrichtung 11 einzeln oder gruppenweise für eine Mannkühlung ein- und ausgeschaltet werden, und zwar vorzugsweise auch leistungs­ mäßig gesteuert werden. Es kann sich bei der Druckluftleitung 8 in dem Abbaustreb 1 um eine besondere Druckluftleitung für die Temperaturkonditionierung handeln oder aber um eine sol­ che, die zusätzlich als Versorgungsleitung für die Wirbel­ rohrkühler 10 eingesetzt ist. Die Wirbelrohrkühler 10 sind in solchen Abbaustrebbereichen angeordnet, in denen Bedie­ nungspersonen der Strebeinrichtungen zeitweise tätig sind. Die Steuereinrichtungen 11 sind so eingerichtet, daß die Wir­ belrohrkühler 10 nur einschaltbar sind, wenn eine Bedienungs­ person anwesend ist. Aus Leistungsgründen befinden sich im Antriebsbereich der Gewinnungsmaschine 6, in der Fig. 1 links am Strebmund, zwei Wirbelrohrkühler 10. Die Wirbelrohrkühler 10 mögen badeduschenartige Kaltluftaustrittseinrichtungen und entsprechende duschkabinenartige Mannkühlzellen aufweisen, was nicht gezeichnet wurde.

Die Fig. 2 bis 5 erläutern den Aufbau eines Wirbelrohres 12. Ein erfindungsgemäßer Wirbelrohrkühler 10 arbeitet z.B. mit einem Wirbelrohr 12, wie es in den Fig. 2 bis 5 beschrieben ist, oder aber mit deren mehreren.

In den Fig. 2 bis 5 ist das Wirbelrohr 12 in eine Vorrichtung 13 eingebaut, die die Handhabung auch im Rahmen der Erfindung erleichtert. Sie besteht aus einer Befestigungseinrichtung 14 und einem Wirbelrohrgehäuse 15. Das Wirbelrohrgehäuse 15 besteht aus einem Verbindungsstück 16, in das beidseitig je­ weils ein Rohrkörper 17, 18 eingeschraubt ist. An dem freien Endabschnitt des Rohrkörpers 17 ist eine Kaltluftdüse 19, an dem freien Endabschnitt des Rohrkörpers 18 eine Warmluftdüse 20 eingeschraubt. Mittig ist ein Kanal 21 ausgebildet, dem die Druckluft zugeführt wird und der mit einem in dem Wirbel­ rohrgehäuse 15 ausgebildeten weiteren Kanal 22 verbunden ist. In dem Kanal 22 ist der Rohrkörper 23 des Wirbelrohrs 12 ge­ lagert. Der Rohrkörper 23 und die Wand 24 des Rohrkörpers 17 bilden einen Ringkanal 25. Zur Kaltluftdüse gehört ein Düsen­ block 26, der als Flanschscheibe 27 mit mittiger Durchbre­ chung 28 und einseitig angeformtem Rohrstutzen 29 ausgebildet ist. In den Rohrstutzen 29 ist der Rohrkörper 23 des Wirbel­ rohrs 12 eingeführt. In der dem Rohrstutzen 29 abgewandten Fläche der Flanschscheibe 27 ist unter Ausbildung eines äu­ ßeren umlaufenden Randsteges 30 eine Ausnehmung 31 ausgebil­ det. In dem Randsteg 30 sind ferner schlitzförmige Nuten 32 ausgebildet, die tangential in die Ausnehmungen 31 münden. Im übrigen ist eine Ringkammer 33 ausgebildet, von der Druck­ luft über die Nuten 32 in die Ausnehmung 31 strömt. Die Aus­ nehmung 31 bildet den Raum, in dem ein wirbelförmiger Luft­ strom ausgebildet wird.

Die Kaltluftdüse 19 weist eine mittige Durchbrechung 34 auf, die als Diffusor ausgebildet ist. Hierbei ist der Durchmesser der Durchbrechung 34 kleiner als der Durchmesser der Ausneh­ mung 31. So entsteht eine Blende. An der anderen Seite ist ein Mantelrohr 35 über den Rohrkörper 23 gezogen, der aus ei­ nem wärmedämmenden Material besteht. Hierdurch wird die Wär­ meübertragung von der Warmluft in dem Rohrkörper 23 zu der äußeren Oberfläche des Wirbelrohrs 12 beschränkt. Sie tritt an der Warmluftdüse 20 aus.

Claims (9)

1. Anlage für die Temperaturkonditionierung in einem Abbaustreb eines bergbaulichen Untertagebetriebes, bestehend aus zumindest einer in dem Abbaustreb geführten Druckluftleitung und zumindest einem von der Druckluftleitung versorgten Wirbelrohrkühler mit zugeordneter Steuereinrichtung zum Ein- bzw. Ausschalten, dadurch gekennzeichnet, daß im Abbaustreb (1) eine Mehrzahl von mit Abstand voneinander installierten Wirbelrohrkühlern (10) an die Druckluftleitung (8) angeschlossen und durch die zugeordnete Steuereinrichtung (11) einzeln oder gruppenweise für eine Mannkühlung ein- und ausschaltbar sind.

2. Anlage nach Anspruch 1, wobei die Wirbelrohrkühler (10) leistungsmäßig steuerbar sind.

3. Anlage nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei eine be­ sondere Druckluftleitung (8) für die Temperaturkonditionie­ rung installiert ist.

4. Anlage nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei eine ohne­ hin installierte Druckluftleitung (8) zusätzlich als Versor­ gungsleitung für die Wirbelrohrkühler (10) eingesetzt ist.

5. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Wirbel­ rohrkühler (10) in solchen Abbaustrebbereichen angeordnet sind, in denen Bedienungspersonen der Strebeinrichtungen tä­ tig sind, und wobei die Steuereinrichtungen (11) so einge­ richtet sind, daß die Wirbelrohrkühler (10) nur einschaltbar sind, wenn eine Bedienungsperson anwesend ist.

6. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Steuer­ einrichtungen (11) als mechanische Steuereinrichtungen ausge­ bildet sind, die von Hand betätigbar sind.

7. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Steuer­ einrichtungen (11) als elektrische Steuereinrichtungen ausge­ führt und gegeneinander so verriegelt sind, daß stets nur ein einzelner Wirbelrohrkühler (10) oder eine einzelne Gruppe von Wirbelrohrkühlern (10) einschaltbar ist.

8. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Wirbel­ rohrkühler (10) badeduschenartige Kaltluftaustrittseinrich­ tungen aufweisen.

9. Anlage nach Anspruch 8, wobei die Wirbelrohrkühler (10) duschkabinenartige Mannkühlzellen aufweisen.