Система для локального охолодження повітря в лаві

1. Система для локального охолодження повітря в лаві, що містить розміщені уздовж очисного вибою в привибійному просторі охолоджувачі повітря й гнучкий рукав для подачі стисненого повітря від шахтної пневмомережі, яка відрізняється тим, що охолоджувачі повітря, приєднані паралельно до гнучкого рукава для підведення стисненого повітря, виконані у вигляді повітряно-повітряних еже Запропоноване технічне рішення належить до гірничої промисловості і може бути використане для нормалізації теплових умов у лавах глибоких шахт. Відома система локального охолодження повітря на робочих місцях у лавах, заснована на використанні як охолоджувачів водоповітряних апаратів «Прохлада-ПШ1», які кріпляться на стояках кріплення в лавах і приєднуються до прокладеного по лаві трубопроводу стисненого повітря й до трубопроводу для подачі води. Апарат складається з корпуса, форсунок для розпилення води, кільцевого сопла, штуцерів для приєднання до трубопроводів води і стисненого повітря [Шведик П.П., Чепенко А.В., Сучков А.Н., Балов СВ., Золотухин М.Е. Новые средства нормализации теплового и газового режимов в горных выработках. Сборник научных трудов ДонУГИ, 1999 - с.200-207]. Робота системи, обладнаної таким апаратом, полягає в такому. Стиснене повітря по трубопроводу надходить у корпус апарата. Виходячи через кільцеве сопло уздовж зовнішньої поверхні корпусу, утворює у ньому повітряний шар з високою швидкістю. Імпульс руху від повітряного шару передається повітрю, що надходить вздовж лави, яке внаслідок цього ежектується. На виході апара кторів, кожний з яких обладнаний вихровою трубою, сопло ежектора приєднано до насадки вихрової труби для випуску потоку холодного повітря й закріплено за допомогою хрестовини в горловині циліндричного патрубка, приєднаного до елементів вибійного обладнання, поздовжню вісь патрубка розміщено співнаправлено з потоком свіжого повітря, що надходить по привибійному простору лави, при цьому довжина кожного патрубка відповідає 0,6-0,8 ширини верхнього перекриття механізованого кріплення. 2. Система для локального охолодження повітря в лаві за п. 1, яка відрізняється тим, що циліндричні патрубки обладнано просторовими шарнірними механізмами повороту їх щодо поздовжньої осі на кутнє більше 15°. та створюється вільний повітряний струмінь, довжина та швидкість якого залежать від тиску стисненого повітря перед соплом. Вода по трубопроводу надходить у повітряний потік. За рахунок турбулентного перемішування утворюється дрібнодисперсне водоповітряне середовище, що направляється в робочу зону. До недоліків відомої системи належить недостатня її надійність. Поліпшення теплового режиму в робочій зоні забезпечується переважно за рахунок збільшення рухливості повітря й незначного зниження температури при випаровуванні води в потоці повітря. У лавах глибоких шахт з інтенсивними тепловиділеннями від вміщувальних гірських порід, виїмкового та транспортного обладнання надійність нормалізації теплового режиму на основі використання відомої системи низька. Відома також система локального охолодження повітря в лаві, що містить малогабаритні лавові повітроохолоджувачі з пневмовентиляторами, що приєднуються до прокладеного по лаві гнучкого рукава для подачі стисненого повітря від шахтної пневмомережі [Кузин В.А., Осауленко И.Е., Журавленко В.Я., Волошин В.Т., Васильєв Ю.В. Воздухоохладители для ступенчатого охлаждения воздуха в лавах глубоких шахт. - «Уголь Украины», со ю О) 7451 1980, №6, с 30-32] Пневмовентилятори, які приєднано до теплообмінників лавових повітроохолоджувачів, забезпечують подання рудникового повітря, що надходить по привибійному простору лави, через ЗОВНІШНІ канали теплообмінних апаратів По внутрішніх каналах теплообмінних апаратів надходить холодоносій від водоохолоджу вальної машини У результаті теплообміну між холодоносієм і рудниковим повітрям, що надходить через теплообмінний апарат, останній охолоджується і, змішуючись з потоком теплого повітря, що надходить по привибійному простору лави, знижує його температуру У міру дальшого руху охолодженого повітря по привибійному простору лави він нагрівається, сприймаючи теплоту від оточуючого гірського масиву й інших джерел тепловиділення У пунктах, де температура охолоджуваного повітря досягає гранично допустимого рівня, розміщають наступний повітроохолоджувач, що знову знижує температуру повітря, яке надходить через нього і по привибійному простору У результаті забезпечується створення локальних зон з нормалізованими тепловими умовами КІЛЬКІСТЬ повітроохолоджувачів у системі, розміщених у привибійному просторі лави, приймають залежно від величини тепловиділень з урахуванням підтримки регламентованих значень температури повітря в охолоджуваних локальних зонах До недоліків відомої системи локального охолодження повітря в лаві, визначеної як прототип, належать, у першу чергу, складність п експлуатації в зв'язку з розміщенням повітроохолоджувачів у стисненому робочому просторі лави, трубопроводів для подачі холодоносія і стисненого повітря, недостатня надійність охолодження рудникового повітря, що надходить по лаві, зумовлена інтенсивним забрудненням теплообмінних поверхонь вугільним пилом у добувні зміни, у зв'язку з чим знижується продуктивність повітроохолоджувачів по вироблюваному холоду, у той час як операції по промиванню теплообмінників досить трудомісткі Рівень шуму під час роботи повітроохолоджувачів із пневмоприводом перевищує допустимі норми, що негативно впливає на безпеку праці гірників, особливо при розміщенні уздовж очисного вибою великої КІЛЬКОСТІ повітроохолоджувачів У основу корисної моделі поставлено завдання зі створення такої системи для локального охолодження повітря в лаві, у якій за рахунок використання вихрового ефекту для одержання холоду й енергії швидкісного напору, створюваного стисненим повітрям для ежектування повітря, що надходить по лаві, забезпечується підвищення надійності нормалізації мікроклімату в привибійному просторі лав, що відпрацьовують вугільні пласти на великих глибинах Поставлене завдання розв'язується за рахунок того, що в системі для локального охолодження повітря в лаві, що містить розміщені уздовж очисного вибою в привибійному просторі охолоджувачі повітря й гнучкий рукав для подачі стисненого повітря від шахтної пневмомережі, ВІДПОВІДНО ДО корисної моделі, охолоджувачі повітря, приєднані паралельно до гнучкого рукава для підведення стисненого повітря, виконані у вигляді повітряноповітряних ежекторів, кожний з яких обладнаний вихровою трубою, сопло ежектора приєднано до насадка вихрової труби для випуску потоку холодного повітря й закріплено за допомогою хрестовини в горловині циліндричного патрубка, приєднаного до елементів вибійного обладнання, поздовжню вісь патрубка розміщено співнаправлено з потоком свіжого повітря, що надходить по привибійному простору лави, при цьому довжина кожного патрубка відповідає 0,6-0,8 ширини верхнього перекриття механізованого кріплення Крім того, циліндричні патрубки обладнано просторовими шарнірними механізмами повороту їх щодо поздовжньої осі на кут не більше 15° Виконання охолоджувального пристрою у вигляді повітряно-повітряного ежектора, обладнаного вихровою трубою, забезпечує надійну роботу елементів системи локального охолодження в зв'язку з тим, що вони не містять обертових частин, прості в обслуговуванні й безпечні в експлуатації Ця ж ознака забезпечує мінімальні розміри охолоджувачів і системи в цілому, у зв'язку з чим захаращення привибійного робочого простору лави мінімальне Розміщення корпусу ежектора співнаправлено з потоком свіжого повітря в лаві виключає створення аеродинамічної завіси потокові рудникового повітря, що надходить по лаві Наявність просторового шарнірного механізму для повороту циліндричного патрубка щодо його поздовжньої осі на кут до 15° забезпечує можливість створення комфортних зон у привибійному просторі під час виконання ремонтних робіт у межах поперечного перерізу лави, а також при пересуванні механізованого кріплення після проходу виїмкового комбайна Прийнятий кут можливого повороту патрубка виключає створення помітного аеродинамічного опору потокові повітря, що надходить по лаві Довжина патрубка, прийнята такою, що дорівнює 0,6-0,8 ширини верхнього перекриття механізованого кріплення, забезпечує зручність і надійність експлуатації елементів системи при переміщенні механізованого кріплення Прийнята за величиною тиску стиснутого повітря на вході вихрової труби відстань між охолоджувачами забезпечує підтримку комфортних кліматичних умов у межах довжини охолоджуваної зони На Фіг 1 наведено запропоновану систему, на Фіг 2 - принципову схему охолоджувача системи Система локального охолодження повітря в лаві містить гнучкий рукав 1 для подачі в лаву стисненого повітря від шахтної пневмомережі, охолоджувачі І, II, III, IV, виконані у вигляді повітряноповітряних ежекторів і приєднані до гнучкого рукава 1 гумовотканинними шлангами 2 Останні обладнано клапанами 3 для вмикання та вимикання охолоджувачів Для випуску теплого повітря за межі робочої зони при роботі вихрової труби охолоджувачі обладнано шлангами 4 Охолоджувачі кріпляться до стояків або верхняків механізованого кріплення Кожний охолоджувач повітря містить циліндричний патрубок 5, обладнаний просторовим шарнірним механізмом 6 для кріплення охолоджувача до елементів механізованого кріплення і повороту патрубка на кут до 15° щодо напрямку потоку повітря в привибійному просторі лави До циліндричного патрубка приєднано вихрову трубу 7, облад 7451 нану патрубком 8 для входу стисненого повітря, насадками 9 110 для випуску холодного та теплого повітря ВІДПОВІДНО, а також регулювальним клапаном 11 для зміни витрат та температури холодного і теплого потоків повітря Сопло ежектора 12 приєднано до насадку 9 вихрової труби 7 і закріплено за допомогою хрестовини 13 у горловині циліндричного патрубка 5 Крім системи охолодження на Фіг 1 зображено стояки 14 механізованого кріплення і виїмковий комбайн 15, розташовані в привибійному робочому просторі лави Система функціонує так У вихрову трубу 7 охолоджувача при положенні клапана 3 «відкрито» із гнучкого рукава 1 по гумовотканинному шлангу 2 надходить стиснене повітря У результаті вихрового ефекту і розширення повітря у вихровій трубі відбувається зниження його температури в середньому на 5°С на кожну надлишкову атмосферу й збільшення швидкості Холодне повітря з низькою температурою і великою швидкістю через насадок 9 вихрової труби 7 надходить до сопла ежектора 12 За рахунок енергії холодного повітря, що випускається із соп ла ежектора 12, відбувається ежектування (підсмоктування) рудникового повітря, що надходить по лаві Кількість повітря, що ежектується, установлюється виходячи з вимог санітарних правил із температурних перепадів потоків вихідного з ежектора холодного повітря й надходить по привибійному простору рудникового повітря Охолодження повітря здійснюється локально в зонах, де працюють люди При очисній виїмці створення комфортних температурних умов, наприклад, для машиніста виїмкового комбайна 15 у лаві досягається роботою охолоджувача II Створення комфортної зони для гірників по пересуванню механізованого кріплення 14 забезпечується роботою охолоджувача І У міру переміщення комбайна по лаві створення комфортних умов для машиніста виїмкового комбайна 15 буде забезпечуватися роботою охолоджувача III, а для гірників по пересуванню кріпи 14 - охолоджувачем II і т д Таким чином, використання системи локального охолодження повітря дозволяє забезпечувати з достатньою надійністю комфортні теплові умови та безпеку праці гірників у лаві 8 Фіг 1 Комп ютерна верстка М Мацело Підписне Фіг 2 7 40 Тираж 28 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул Урицького, 45, м Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул Глазунова, 1, м К и ї в - 4 2 , 01601 Ц