JPH0381493A - 鉱内冷却用動力回収システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、全鉱山やダイアモンド鉱山等の鉱内を冷却す
る冷水もしくはアイススラリーを鉱内に送り込み、鉱内
で温まった温水や泥水スラリーを地上にポンプアップす
るための鉱内冷却用動力回収システムに関するものであ
る。

〔従来の技術〕

従来、鉱内冷却プロセスについては地上から冷水を送り
込み、鉱内で温められた温水を地上にリフトアップする
手段と、泥水を地上にリフトアップする手段の切り替え
が明確に述べられておらず、更に、例えばバルブの開閉
を接点付マノメータにより制御している。

なお、この種の装置として関連するものには例えば南ア
特許８２／７８が挙げられる。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術は、鉱内で冷水を散布した時に発生する泥
水スラリーのポンプアップの点について配慮がされてお
らず、泥水スラリーを鉱内か、ら地上迄ポンプアップす
るための高圧ポンプならびにパイプラインを上記冷温水
動力回収システムと別に設けなければならないという問
題があった。

また、従来技術では、圧力切替用供給室の両端に接続し
た開閉バルブならびに均圧バルブの開閉を寿命の短い接
点付マノメータにより制御しているという問題があった
。

本発明は、泥水スラリーをポンプアップするための設備
費と動力費を低減し、且つ、設備の信頼性を向上させる
鉱内冷却用動力回収システムを提供することを目的とし
ている。

〔課題を解決するための手段〕

上記設備費低減の目的を達成するために、泥水スラリー
を圧力−切替用供給室に充填するための低圧スラリーポ
ンプを温水充填用低圧ポンプと並列して設置し、さらに
それらのポンプの吐出口に切替バルブを設けて、泥水ス
ラリーと温水のポンプアップを１つの動力回収システム
で兼用したものである。

また、地上では、泥水スラリー輸送時はボタ山へ、温水
輸送時は温水タンクへ各々切替バルブを用いて切り替え
られるが、ボタ山への温水の混入ならびに温水タンクへ
の泥水スラ゛リーの混入を防止するため、各々の流体の
境界面を検出する監視センサーを設けたものである。

さらに、泥水スラリー輸送後のパイプライン内部に付着
したスケールを取り除くため、ビグ充填機を設けたもの
である。

また、バルブ開閉制御機器の信頼性向上の目的を達成す
るために、寿命の長い非接触式センサーや、タイマーを
用いたものである。

さらに、鉱内での掘さく費用を節減するために泥水スラ
リー沈澱タンクを地上に設けるものである。

そして、上記泥水スラリーあるいは温水のポンプアップ
動力費低減の目的を達成するために、冷凍機への温水充
填用低圧ポンプを地上に設け、地上からのヘッドを利用
して、動力回収を図っている。

〔作用〕

温水輸送時と泥水スラリー輸送時に、各々のポンプ吐出
口に設けた切替バルブならびに、地上での吐出口に設け
た切替バルブを切り替えることにより、連続運転が可能
となる。

また、地上吐出口近傍に設けた流体密度変化監視センサ
ーは、泥水スラリーと温水の境界面を検出し、切替バル
ブをタイミング良くコントロールすることにより、ボタ
山への温水の混入ならびに温水タンクへの泥水スラリー
の混入を防止することができる。

また、輸送パイプライン内径とほぼ同一径の外形寸法の
ピグを、泥水スラリー輸送後、パイプラインに流すこと
により、パイプ内壁に付着したスケールを除去すること
ができる。

さらに、バルブ開閉制御機器として、１０７サイクル以
上の耐久性があるタイマーや非接触式センサーを用いて
いるため、従来技術の接点付マノメータ（寿命１０４サ
イクル）と比較し、各段の長寿命化を図ることができる
。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。図に
おいてＴ１は地上に設けた温水タンクであり、Ｐｌは、
温水タンク内の温水を冷凍機ＨＥを経て鉱内に送り込む
ための温水ポンプである。

冷凍機ＨＥを通過した温水は冷水となり、地上から鉱内
への高圧パイプライン１を経て、鉱内に設置されたバル
ブＡ１を経て、供給室ＣＨＩに送り込まれる。この時、
バルブＣ１は開、Ｂｌ、Ｄｉは各各間の状態にある。ま
た、ＨＡｌ、ＭＤＩも閉の状態にある。

供給室ＣＨＩの中が冷水で充満されるとバルブＡｌ、Ｃ
１が閉じる１次にバルブＭＤＩを開けることにより供給
室ＣＨＩ内の圧力を高圧から低圧に切り替え、さらに、
バルブＨＤＩを閉じる。

次にバルブＢｌ、Ｉ）１を開けることにより、低圧温水
ポンプＰ２によりタンクＴ２内の温水が切替バルブＶｌ
、低圧パイプライン３．バルブＢ１を経て、供給室ＣＨ
Ｉに充填され、この時、供給室ＣＨＩ内の冷水は温水に
より、バルブＤ１を経て、供給室ＣＨＩ外へ押し出され
る。そして、低圧パイプライン４を経由して、切羽（作
業場所）Ｌに冷水が送り込まれる。

また、供給室ＣＨＩが温水で充満されるとバルブＢｌ、
Ｄｉが閉じる。次に、バルブＨＡＩを開けることにより
供給室ＣＨＩ内の圧力を低圧から高圧に切り替え、さら
に、バルブＨＡＩを閉じる。

次に、バルブＡｌ、Ｃ１を開けることにより前述したよ
うに、地上から冷水を供給室ＣＨＩ内に送り込む。この
時、供給室ＣＨＩ内の温水はバルブＣ１を経て供給室Ｃ
ＨＩ外へ押し出され、パイプライン２．切替バルブｖ３
を経て、温水タンクＴ１にポンプアップされる。

さて、パイプライン４を経た冷水は、切羽（作業場所）
Ｌに散布され、切羽にある熱負荷（大気。

機械、坑道等）から熱をうばい（冷却する）、温水とな
る。

この時、散布された冷水は坑道岩壁の粘土分を溶かし、
泥温水となる。泥温水は沈澱タンクＴ３にて、泥分と温
水分に分離され、上澄液である温水のみが温水タンクＴ
２に送られ、低圧温水ポンプＰ２により、上述した動作
で供給室ＣＨに送られる。

また、沈澱タンクＴ３にて沈澱した泥水スラリーは、低
圧スラリーポンプＰ３により、切替バルブｖ２を経て、
温水と同様に低圧パイプライン３゜バルブＢ１を経て供
給室ＣＨＩに充填される。この時、切替バルブｖ１は閉
じてい、て、低圧温水ポンプＰ２は停止している。

従って、低圧泥水スラリーが供給室ＣＨＩに充填された
後、冷水で高圧パイプライン２に押し出される動作原理
は、上述の温水をポンプアップする時と同じである。

第２図は、本発明における供給室両端に接続したバルブ
類の制御方法を示したものであり、バルブの開閉状態は
近接スイッチにより検出し、また、バルブへの開閉タイ
ミング信号はタイマーにより送信している。従って、供
給室ＣＨ内の圧力状態により圧力スイッチ（接点付マノ
メータ）を用いて制御する他の実施例と比較し、信頼性
が大幅に向上する。

以上説明したように、鉱内に設置した動力回収ポンプ（
例えばハイドロホイスト）を用いて、地上からの冷水を
送り込む位置エネルギーを利用して、鉱内から地上へ温
水ならびに泥水スラリーをポンプアップできるので、泥
水スラリーポンプは高圧にする必要がなく、低圧化を図
ったことにより、スラリーンプのイニシャルコストを低
減し、又、スラリーポンプのメンテナンスコストも低減
し、更にスラリーポンプの消費動力を低減することがで
きる効果がある。

また、鉱内から地上へ温水をポンプアップする高圧配管
を泥水輸送用に兼用することができるので、高圧パイプ
ラインの材料費、土木工事費、据付費等のイニシャルコ
ストの低減や、高圧パイプラインのメンテナンスコスト
の低減も図ることができる。

更に、供給室両端に接続したバルブの開閉を寿命の長い
非接触センサーやタイマーを用いているので、信頼性の
向上が図れる。

第３図に他の実施例を示す。

地上に出た泥水スラリーを温水タンクＴ１に入れずに、
切替バルブｖ４を経て、ボタ山Ｍに吐出する必要がある
。これは、もし、温水タンクＴ１に泥水スラリーを導き
、さらに、温水ポンプＰ１により冷凍機ＨＥに送り込む
と、泥水がこの冷凍機ＨＥにダメージを与えることを防
止す、るものである。

スラリー沈澱タンクＴ３内のスラリーをスラリーポンプ
Ｐ３により、パイプライン２、バルブｖ４を経て、ボタ
山Ｍに送ることは前述の第１図に示す実施例と同様であ
る。そして、所定のスラリー量を送った後にバルブｖ２
をスラリーポンプＰ３の運転を停止する。次に２温水ポ
ンプＰ２を運転し、バルブ■１を開け、温水タンク下２
内の温水をパイプライン３を経て、地上へポンプアップ
される。従って、スラリーから温水への運転切り替えに
伴い、地上での切替バルブをｖ４からＶ３へ切り替えて
、温水を温水タンクＴ１に入れる。

この時、温水タンクＴｌにスラリーが混入した場合、こ
のスラリーが、冷凍機ＨＥに摩耗や閉塞あるいは熱交換
効率や減少等のダメージを与える結果となる。従って、
スラリーが温水タンクＴ１に混入しないように、切替バ
ルブの切り替えタイミングを適切に管理することが必要
となる。そこで、本実施例ではパイプライン２の地上で
の吐出口近傍に、スラリーと温水の境界面を検出するセ
ンサー（例えば濃度計、フォトセンサー等）を設け、切
替バルブ■３ならびにｖ４の切替タイミングを自動的に
コントロールしたものである。

上記のように泥水スラリーポンプとの境界面を検出する
センサーを設けることにより、泥水スラリー運転から温
水運転に切り替える時に、泥水スラリーが冷凍機に混入
しない制御システムが得られる。

第今図は更に他の実施例で°ある。

スラリーがパイプラインを通過する場合、管壁に付着し
たスラリーが温水輸送時、スラリーが温水に混入し、冷
凍機ＨＥにダメージを与えることを防止するため、本実
施例では、スラリー輸送後に、パイプライン３の中にピ
グ充填機ｆを用いてピグを充填し、温水ポンプＰ２より
温水を用いてピグを走らせる。ピグは、パイプラインの
パイプ径よりわずか小さい径であるため、パイプライン
内壁に付着したスラリーをかき落とすことができる。そ
して、ピグがパイプライン２の地上吐出口近傍に近づい
た時、ピグセンサーＳがピグを検出し、ピグがバルブｖ
４を経てボタ山Ｍに到着した後、切り替えバルブをｖ４
からＶ３に切り替える。

上記したように、本実施例はビグ充填機を設けたことに
より、スラリー輸送後のパイプライン内壁に付着したス
ラリーを除去することが可能となる。

第５図は、更に他の実施例を示すもので１本実施例は第
１図に示す実施例の応用例であり、スラリー沈澱タンク
Ｔ３を地上に設けたことを特長としている。これにより
、地下でのスラリー沈澱タンク堀さくスペースが不要と
なり、また、温水輸送系とスラリー輸送系を１本のライ
ンにまとめられ、装置を単純にすることができる。

なお、上記実施例以外にも低圧パイプライン３と低圧パ
イプライン４とを例えば空調用の熱負荷を介して接続し
て温水を切上へポンプアップするシステムにも使用する
ことができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、鉱内に設置した動力回収ポンプ（例え
ばハイドロホイスト）を用いて、地上からの冷水を送り
込む位置エネルギーを利用して、鉱内から地上へ温水な
らびに泥水スラリー等をポンプアップできるので高圧用
ポンプを使用する必要がなく、このためポンプの消費動
力を低減することができるゆ又、システムのイニシャル
コストを低減できる効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のシステム機構図、第２図は
バルブ類の制御タイムスケジュール図、第３図は他の実
施例のシステム構成図、第４図は更に他の実施例のシス
テム構成図、第５図は更に他の実施例のシステム構成図
である。 １．２・・・高圧パイプライン、８，４・・・低圧パイ
プライン、Ａｌ〜Ａ３．Ｂｌ〜Ｂ３．ＣＩ　ＮＣ３゜Ｄ
ｉ　〜Ｄ３．ＶＰ−・・開閉バルブ、ＨＡＩ　〜ＨＡ３
゜ＨＤ　１〜ＨＤ３・・・均圧バルブ、ＣＨＩ〜ＣＨ３
・・・供給管、ＰＬ、Ｐ２・・・低圧温水ポンプ、Ｐ３
・・・低圧スラリーポンプ、Ｖｌ−Ｖ４・・・切替バル
ブ、ｆ・・・ビグ充填機、Ｓ・・・センサー、Ｔｌ、Ｔ
２・・・温水タンク、Ｔ３・・・スラリー沈澱タンク、
Ｔ４・・・スラ■

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、地上に冷凍機、鉱内に圧力切替用供給室と熱負荷、
   地上から、地下への冷水パイプライン、鉱内から地上へ
   の温水パイプラインから成るシステムにおいて、上記冷
   凍機への温水充填用低圧ポンプを地上に設置し、上記供
   給室への温水充填用低圧ポンプと並列して低圧スラリー
   ポンプを鉱内に設け、鉱内に設けた前記温水充填用低圧
   ポンプと低圧スラリーポンプとの吐出口に夫々温水、泥
   水切替バルブを設け、この各々の切替バルブの吐出ライ
   ンを前記供給室への温水充填用低圧パイプラインに接続
   し、温水を鉱内から地上へリフトアップする高圧パイプ
   ラインの吐出口を前記温水タンクへの温水パイプライン
   とボタ山へのスラリーパイプラインとに分岐して設け、
   この各々のラインに温水、泥水切替バルブを設けたこと
   を特徴とする鉱内冷却用動力回収システム。 ２、請求項１記載のシステムにおいて、温水を鉱内から
   地上へリフトアップする高圧パイプラインに、パイプラ
   イン内部を流れる流体の密度変化監視センサー及び、こ
   の監視センサーからの信号によつて温水、泥水切替バル
   ブ類の開閉を制御する制御装置を設けたことを特徴とす
   る鉱内冷却用動力回収システム。 ３、請求項２記載のシステムにおいて、流体の密度変化
   監視センサーが濃度計、フォトセンサー、ピグセンサー
   のいずれかであることを特徴とする鉱内冷却用動力回収
   システム。４、請求項１記載のシステムにおいて、圧力
   切替用供給室の両端に接続した開閉バルブ及び均圧バル
   ブにバルブ開閉検出センサーを設け、これらのバルブ類
   の開閉を制御装置を設けたことを特徴とする鉱内冷却用
   動力回収システム。 ５、請求項４記載のシステムにおいて、制御装置がタイ
   マー又は非接触式センサーのいずれかを用いたものであ
   ることを特徴とする鉱内冷却用動力回収システム。 ６、冷凍機、この冷凍機の下方に位置する圧力切替用供
   給室と熱負荷、前記冷凍機から圧力切替用供給室と熱負
   荷への冷水パイプライン、前記熱負荷から圧力切替用供
   給室と冷凍機への温水パイプラインから成るシステムに
   おいて、前記圧力切替用供給室の両端に接続した開閉バ
   ルブの開閉をタイマーからの開閉信号によって制御する
   ことを特徴とする鉱内冷却用動力回収システム。 ７、請求項６記載のシステムにおいて、開閉を近接スイ
   ッチにより検出する動力回収システム。 ８、地上に冷凍機、鉱内に圧力切替用供給室と熱負荷、
   地上から地下への冷水パイプライン、鉱内から地上への
   冷水パイプラインから成るシステムにおいて、上記冷凍
   機への温度充填用低圧ポンプを地上に設置し、上記供給
   室への泥水充填用低圧スラリーポンプとスラリータンク
   を鉱内に設置し、地上に泥水スラリー沈殿タンクを設け
   たことを特徴とする鉱内冷却用運動回収システム。 ９、請求項８記載のシステムにおいて、圧力切替用供給
   室の両端に接続した開閉バルブ及び均圧バルブにバルブ
   開閉検出センサーを設け、これらのバルブ類の開閉を制
   御する制御装置を設けたことを特徴とする鉱内冷却用動
   力回収システム。 １０、冷凍機、この冷凍機の下方に位置する圧力切替用
   供給室と熱負荷、前記冷凍機から圧力切替用供給室と熱
   負荷への冷水パイプライン、前記圧力切替用供給管と熱
   負荷への温水パイプラインから成るシステムにおいて、
   上記冷凍機へ温水充填用低圧ポンプを接続し、上記供給
   室への温水充填用低圧ポンプと並列して低圧スラリーポ
   ンプを設け、前記温水充填用低圧ポンプと低圧スラリー
   ポンプとの吐出口に夫々温水、泥水切替バルブを設け、
   この各々の切替バルブの吐出ラインを前記供給室への温
   水充填用低圧パイプラインに接続し、温水を鉱内から地
   上へリフトアップする高圧パイプラインの吐出口を前記
   温水タンクへの温水パイプラインとボタ山へのスラリー
   パイプラインとに分岐して設け、この各々のラインに温
   水、泥水切替バルブを設けたことを特徴とする鉱内冷却
   用動力回収システム。