Спосіб заморожування брикетів із закладального матеріалу

Винахід стосується гірничої справи і може бути використаний у глибоких шахтах при розробці родовищ корисних копалин з закладкою виробленого простору і охолодженням шахтного повітря. Відомий спосіб створення закладального льодопородного масиву, включаючий змішування води з породовміщуючим наповнювачем і подальше пошарове наморожування закладального масиву [1]. Відомий спосіб зведення льодового цілика, включаючий подачу у гірничу виробку суміші і охолодження її повітрям до утворення льодового цілика при від'ємній температурі. Льодовий цілик утворюють поперемінною подачею у гірничу виробку порцій охолоджених солей з їх з'єднанням до утворення осадку нерозчинних солей і льоду [2]. Недоліком відомих способів є значна витрата води, подаваємої у виробку і незначна область їх застосування, обмежена районами вічної мерзлоти. При закладці виробленого простору на глибоких горизонтах з температурою гірських порід більше 50°C такі способи стають не тільки економічно недоцільні, але і технічно неспроможні. Прототипом пропонованого способу заморожування брикетів із закладального матеріалу є спосіб одержання газу високого тиску шляхом утворення кристалогідратів при контакті газу низького тиску з довою, переміщення гідратів у зону плавлення і нагріва з послідуючим розкладанням їх на воду і газ високого тиску [3]. Недоліком способу, прийнятого за прототип, є неможливість використання виділяємого при плавленні кристалогідратів холоду внаслідок реалізації процесу по двостадійному циклу і високих енергетичних витрат для отримання кристалогідратів на першій стадії процесу. В основу винаходу поставлено завдання реалізації додаткових джерел енергії для заморожування брикетів із закладного матеріалу, що знизить енерговитрати і забезпечить економічність процесу і брикетування заморожуванням і дозволить здійснити комплексний спосіб закладки виробленого простору і охолодження шахтного повітря до величин, які визначають комфортні умови праці. Поставлене завдання вирішується тим, що у способі заморожування брикетів із закладного матеріалу, який містить підготовку матеріалу, його дозування, подачу у формуючу матрицю і заморожування, згідно винаходу у якості додаткового джерела енергії для охолодження холодоагента використовують енергію фазового переходу кристалогідратів шахтного метану із твердою у рідний і газоподібний стан. Нові операції і їх послідовність у сукупності з відомими зебезпечують можливість утилізації холода, виділяємого при фазовому переході кристалогідратів шахтного метану із твердого у рідкий і газоподібний стан, для заморожування брикетів із закладального матеріалу, що дозволяє знизити енергозатрати і підвищити економічність процесу брикетування в умовах низьких температур. Пропонуємий спосіб заморожування брикетів із закладального матеріалу складається із слідуючої послідовності операцій, що здійснюється з допомогою відомого обладнання. Кристалогідрати шахтного метану добувають із вуглепородного масиву шляхом розвантаження останнього і концентрують у теплообміннику відомого обладнання для брикетування, у якому відбувається додаткове охолодження холодоагенту за рахунок енергії фазового переходу кристалогідратів із твердого у рідкий і газоподібний стан. Випуск рідких і газоподібних складових здійснюється через термоізольовані шлюзові камери. Виділяємий у процесі плавлення кристалогідратів газ направляється на сушіння і далі по трубопроводу для власних енергетичних потреб шахти, вода - у водозбірник. Холодоагент із теплообмінної камери поступає у формуючу і доморожуючу матрицю відомого брикетуючого обладнання, де відбувається заморожування брикетів із закладального матеріалу. Рух холодоагента у системі здійснюється по закритому безперервному циклу.