UA46503A - Спосіб обігріву повітроподавальних стовбурів шахт та пристрій для його здійснення - Google Patents

Abstract

Спосіб обігріву повітроподавальних стовбурів шахт шляхом подачі до них теплого повітря, яке нагрівається при спалюванні палива у камері згораяння. Як паливо використовують метано-повітряну суміш, а подачу повітря здійснюють шахтним витяжним вентилятором. Пристрій містить сполучені між собою камеру згоряння та повітровід для подачі теплого повітря у стовбур шахти, камеру змішування, яка розташована між повітроводом та камерою згоряння, яка забезпечена електромагнітним запірним пристроєм подачі метано-повітряної суміші. Пристрій додатково містить електрично сполучені між собою блок реле та датчик контролю рівня метану.

Description

Опис винаходу

Винахід відноситься до гірничої справи, а точніше - до способів обігріву повітряподавальних стовбурів та 2 обладнання для реалізації цих способів.

Найуспішніше цей винахід може бути використаний для проектування вентиляцій вугільних та інших шахт та копалень, розташованих в середніх та високих широтах при експлуатації у холодний період.

При експлуатації шахт у холодний період відбувається обмерзання повітряподавальних стовбурів, налипання льоду на обладнання стовбура, що призводить до зруйнування останнього, завалюванню та зіпсуванню 710 обладнання, та створюванню загрози для людей. Льодостворювання виникає із-за наявності вологи у повітрі, яке подається в стовбур для вентиляції, та низької температури оточуючого атмосферного повітря. Отже, обігрів стовбура у холодний період є актуальною проблемою для забезпечення стабільної та безаварійної роботи гірничих підприємств у цей період.

Відомий спосіб обігріву повітряподавального стовбура скидальним низькопотенційним теплом, описаний у 19 статті "Досвідно-промислова установка для обігріву стовбура низькопотенційним теплом" авторів СкрипникБ.В.,

ГлебовВ.П., ВоробьовЕ.А., НебилицяВ.В. у журналі "Вугілля України" за 1993 рік Моз, С.41-43,. В цьому способі повітря підігрівається у камерах секцій центрального шахтного кондиціонера, як низькопотенційний теплоносій використовується вода, яка охолоджує проміжні холодильники кондиціонера, а повітря нагнітається у стовбур спеціальними радіальними вентиляторами.

Однак, практичне застосування цілого способу не продемонструвало його ефективність при температурі навколишнього повітря нижче 7"С, так як при цих умовах із-за підвищеного зволоження повітря від випарювання теплоносія з'являлося інтенсивне льодоутворення у нагнітаємому повітрі, що призводило до обмерзанню нагнітаючих повітряних форсунок, а це заважало вентилюванню гірничих виробок. Крім того, технічна концепція застосування шахтних кондиціонерів для обігріву стовбура передбачає обов'язкове сполучення шахтної 22 вентиляційної системи з довколишньою атмосферою, що в холодну пору призводить до значних втрат тепла « через закладене по проекту негерметичності надстовбурної будівлі та швидкому обльодуванню верхньої частини стовбура.

Спосіб обігріву повітряподавальних стовбурів шахт та обладнання для здійснення цього способу описані у патенті РІ Мо147064 по кл. Е24 НЗ/00, є найближчим за технічною сутністю по відношенню до заявленого і. об'єкта. Га»)

Відповідно до відомого способу обігріву стовбура здійснюється повітрям, яке нагрівається теплотою згорання палива у камері згорання, яким є вугілля, а подача повітря у стовбур і камеру здійснюється загально о шахтного вентиляцією: спільна для шахтного витяжного вентилятора та додаткових нагнітаючих вентиляторів, Ге) влаштовані для здійснення цього відомого способу є камера згорання палива та повітровід для подачі теплого

Зо повітря в стовбур, при цьому тепле повітря поступає в стовбур, повітровід негерметичне, відсутні приладдя М контролю параметрів повітря в підземному виробленні у камері згорання, є витяжна труба для покращання умов спалювання вугілля та викидання частини шкідливих речовин, які є продуктами горіння.

Практичне використання цього способу показало, що він усуває ряд недоліків раніше описаного способу з « застосуванням низькопотенційного носія, зокрема, зниження вологості повітря, яке подається в стовбур, та З зниження нижньої межі допускаємої температури навколишнього середовища із-за можливості отримання с більшої кількості тепла в рахунок одночасного використання кількох улаштувань.

Із» Однак, наявність високих вилюч до змісту шкідливих речовин у повітрі, яке призначено для вентиляції підземних виробок, суттєво ускладнює конструкцію вентиляційної системи обігріву із-за необхідності впровадження складних очищувальних та фільтрувальних приладів, що знижує загальну надійність в цілому.

Крім того, із-за наявності витяжних та нагнітаючих потоків з суттєво різними параметрами, на із межах шк виникають застійні зони зворотної течії, негативно впливає на стабільність процесу горіння при спалюванні

Ге») вугілля, що знижує надійність роботи системи та збільшує потрібну витрату вугілля.

Улаштування для реалізації цього способу вимагає при експлуатації високих експлуатаційних витрат, так як і-й із-за негерметичності надстовбурної будівлі в стовбур разом з теплим повітрям поступає холодне із ав! 20 навколишньої атмосфери, що призводить до виникнення нерівномірного поля у потоці та погіршенню температурного режиму в стовбурі та вимагає додаткової теплової енергії. Ці показники ще більше погіршуються с» при одночасної експлуатації кількох улаштувань.

Також, наявність витяжної труби призводить до росту витрат на монтаж улаштування та додатковим збиткам тепла, які викидаються в атмосферу разом з частиною газоподібних продуктів горіння. 29 Крім того, при виникненні в гірничий виробці газового збросу, виникає "перекидання" повітряподаючого в. потоку і він починає з великою швидкістю пересуватися в зворотньому напрямку, що, ураховуючи горючість газів збросу (метану) та наявність відкритого вогню в камері згорання, призводить до виникнення пожежі (вибуху) та є серйозною загрозою цілості обладнання та життя людей.

Технічною задачею пропонованого винаходу є розробка такого способу обігріву повітряподавальних 60 стовбурів шахт та створювання такого улаштування для здійснення цього способу, який забезпечили б стабільність процесу горіння, повноту згорання палива, низький рівень змісту шкідливих речовин у теплому повітрі, а також підвищити 6 надійність системи обігріву та вентиляції.

Технічна задача досягається тим, що у способі обігріву стовбурів шахт, шляхом подачі до них теплого повітря, яке нагрівається при згоранні палива у камері згорання, згідно винаходу, як паливо використовують бо метано-повітряну суміш, а подачу повітря здійснюють шахтним витяжним вентилятором. В пристрої для здійснення цього способу, який містить у собі сполучений між собою камеру згорання палива та повітровід для подачі теплого повітря в стовбур шахти, згідно винаходу, є камера змішування, яка розташована між повітроводом, виробленим герметичним та камери згорання, яка забезпечена електромагнітним запірним пристроєм подачі метано-повітряної суміші, при цьому пристрій додатково містить електричко сполучені між собою блок реле та датчик контролю рівня метану.

Використання, як палива метано-повітряної суміші, забезпечує повне стабільне згорання без додаткових затрат, а також без виникнення шкідливих газоподібних продуктів, які з'являються при спалюванні вугілля.

Подача повітря за рахунок витяжного вентилятора усуває виникнення у камері згорання застійних зон та зон /о зворотнього витікання на межах різнорідних потоків, що позитивно відбувається на стабільності процесу горіння, забезпечуючи більшу повноту згорання палива.

Наявність камери змішування, яка сполучена з навколишнім середовищем, забезпечує перемішування гарячого повітря із камери згорання з холодним повітрям із довколишньої атмосфери та вирівнює поля температур потоку, подаваемого у стовбур.

Крім того, при виникненні імовірності збросу шкідливих газів (метану) датчики контролю рівня метану подають сигнал на пульт керування, забезпечуючий команду на спрацьовування запірного пристрою, яке перекриває гасіння вогню у камері згорання.

Надалі винахід буде докладно розкрито у описі з посиланням на прикладені креслення, на яких:

Фіг1 зображає принципову схему пропонованого улаштування для реалізації пропонованого способу з уривками підземної гірничої виробки, подовжений розріз;

Фіг.2 теж, що й на фіг.1, вид зверху.

Пропонований спосіб полягає в тому, що в камері згорання 1 (фіг.1) виникає спалювання метано-повітряної суміші та нагрів повітря, який подається в камеру 1 шахтним витяжним вентилятором (на кресленні не показано), при цьому рух холодного повітря умовно показано стрілкою "а".

Нагріті повітря, рух якого умовно на креслені показано стрілками "в", поступає в повітряподаючий стовбур 2, та обігріває його. «

Цей спосіб реалізовано пристроєм, який містить камеру 1 згорання з пальниками 3, камеру 4 змішування, де подається гаряче нагріте повітря у напрямку стрілок "в" та холодне повітря, яке нагнітається шахтним витяжним вентилятором (на креслені не показано), рух якого на фіг.1 умовно показано стрілками "с", а також повітровід с 309. виконаний герметичним і сполучений з камерою змішування 4 та зі стовбуром 2 для подачі теплого повітря.

Камера згорання наділена електромагнітним запірним пристроєм 6, для подачі до нього метано-повітряної о суміші по трубопроводу 7. В пристрої є датчик 8 контролю рівня метану, електричко сполучений Через пульт ю керування 9 (фіг.2) з блоком реле 10 камера згорання 1, камера змішування 4 та герметичний повітровід 5 влаштований у загальному патрубку 11. ісе)

Улаштування працює слідуючим чином: «г

До початку роботи у камері згорання 1 за командою оператора з пульта керування 9 здійснюється розжиг пальників 3. Одночинно подається команда на відкриття запірного пристрою 6, забезпечуючи подачу у камеру 1 метоно-повітряної суміші по трубопроводу 7. За рахунок теплоти згорання суміші виникає нагрів повітря, яке поступає до камери змішування 4, де перемішується з холодним повітрям. Після цього теплий повітряний потік « по герметичному повітроводу 5 поступає на обігрів стовбура 2. При виникненні імовірності збросу в атмосфері п) с підземних виробок, перед усім горизонтальних 12, збільшується концентрація метану, що фіксується датчиком газового захисту 8, електричний сигнал від якого поступає на пульт керування 9, який автоматично, ;» спрацьовуванням відповідних реле блока реле 10, забезпечує випереджене відключення постачання електророзжигу пальників З, закриває електромагнітне запірне улаштування б, перекриваючи подачу суміші.

Після цього робота пристрою припиняється. При досягненні концентрації метану в атмосфері підземної виробки їх припустимої норми та усунення імовірності збросу, датчик 8 подає слідуючий електричний сигнал на пульт керування 9, при цьому спрацьовує блок реле 10, повертаючий пристрій до початкового стану готовності до

Ме. початку роботу. Оператор подає з пульта 9 команди на відкриття запірного пристрою б та вмикання с електророзжигу пальників і цикл повторюється.

Таким чином, заявлений пристрій забезпечує спалювання метано-повітряної суміші для нагріву повітря, о змішання цього повітря у камері змішування з холодним, який поступає в цю камеру через її негерметичність, сю вирівняння поля температур у потоці, подачу потоку в стовбур від витяжного вентилятора, не вимагає установлення та улаштування витяжної труби, а також випереджаюче відключення улаштування при небезпеці підземного газового збросу. Цим досягається скорочування затрат на монтаж та експлуатацію улаштування, ов Підвищення загальної надійності та безпечності системи обігріву з підвищенням її ефективності за рахунок з» зниження теплових втрат.

Claims (2)

Формула винаходу

1. Спосіб обігріву повітроподавальних стовбурів шахт шляхом подачі до них теплого повітря, яке нагрівається при спалюванні палива у камері згорання, який відрізняється тим, що як паливо використовують метано-повітряну суміш, а подачу повітря здійснюють шахтним витяжним вентилятором.

2. Пристрій для здійснення способу за п. 1, який містить сполучені між собою камеру згорання та 65 повітровід для подачі теплого повітря у стовбур шахти, який відрізняється тим, що пристрій містить камеру змішування, яка розташована між повітроводом та камерою згорання, яка забезпечена електромагнітним запірним пристроєм подачі метано-повітряної суміші, при цьому пристрій додатково містить електрично сполучені між собою блок реле та датчик контролю рівня метану. « (зе) «в) ІС) (Се) « -

с . и? щ» (о) 1 г ШИ сю» 60 б5