Шахтна підземна установка для кондиціонування повітря

Шахтна установка для кондиціонування повітря, переважно для лав, що відпрацьовуються виїмковими комбайнами, оснащеними системами пилоподавлення з трубопроводом технологічної води і теплообмінними пристроями, яка містить водоохолоджуючу машину, систему проміжного холодоносія і повітроохолоджувач, яка відрізняється тим, що систему проміжного холодоносія оснащено водоохолоджуючим теплообмінником, приєднаним паралельно повітроохолоджувачу по проміжному холодоносію і вмонтованим у трубопровід для подачі технологічної води в лаву, при цьому в трубопровід, що з'єднує водоохолоджуючий теплообмінник з теплообмінним пристроєм виїмкового комбайна, вмонтовано розподільник потоку охолодженої технологічної води, який забезпечує паралельну подачу її в систему пилоподавлення й у теплообмінний пристрій виїмкового комбайна, вихідний патрубок теплообмінного пристрою виїмкового комбайна приєднано до вхідного патрубка водоохолоджуючого теплообмінника на лінії подачі в нього технологічної води, а на лінії зв'язку повітроохолоджувача і водоохолоджуючого теплообмінника по холодоносію вмонтовано двопозиційний клапан. Запропоноване технічне рішення належить до гірничої промисловості і може використовуватися для кондиціонування повітря в лавах глибоких шахт. Відома шахтна установка кондиціонування повітря з розташуванням холодильних машин і повітроохолоджувального обладнання на поверхні [див. Щербань А.Н., Ягельский А.Н. Кондиционирование рудничного воздуха. М. Углетехиздат, 1956]. Повітря, що надходить у шахту, охолоджується в повітроохолоджувачі, розміщеному в спеціальному каналі, з'єднаному з повітроподавальним стволом. Змішуючись з теплим повітрям, що надходить через устя повітроподавального ствола, суміш охолодженого і неохолодженого повітря по виробках різною призначення подається на провітрювання діючих виїмкових дільниць і тупикових підготовчих виробок. Під час руху по гірничих виробках великої довжини з високою температурою оточуючого гірського масиву, повітря нагрівається і до об'єктів охолодження надходить з температурою, близької до його температури без охолодження. Надійність нормалізації температурних умов і ефективність використання таких установок низькі, що обумовлено великими втратами холоду при надходженні охолодженого повітря по гірничим виробкам великої довжини з високою температурою оточуючого гірського масиву. У міру віддалейня об'єктів охолодження від повітроподавального ствола надійність нормалізації температурних умов знижується. Це викликає необхідність збільшувати холодильну потужність установки кондиціонування повітря в цілому. Результати нормалізації температурних умов значною мірою залежать від виду робіт технологічного циклу, які характеризуються різною інтенсивністю тепловиділень. Відома установка не забезпечує можливість гнучко забезпечувати нормалізацію температурних умов у всіх робочих вибоях, що діють, без зниження ефективності роботи установки кондиціонування рудникового повітря. Відома також шахтна установка кондиціонування повітря з розташуванням холодильних машин у гірничих виробках [Черниченко В.К., Дрига Я.Й., Яковенко А.К. Устройство, монтаж и эксплуатация шахтных холодильных установок. М., Недра, 1987, с. 124-126]. Такі установки застосовуються переважно на окремих горизонтах чи виїмкових дільницях. Холодильні станції розміщуються в підземних камерах. Повітроохолоджувачі - на виїмкових дільницях 5Г 9165 чи у підготовчих тупикових виробках, безпосередньо перед охолоджуваними вибоями. Холодопродуктивність повітроохолоджувача приймається по холодопотребі об'єктів охолодження. В міру посування робочих вибоїв повітроохолоджувачі переміщаються убік вибою. Холодопродуктивність повітроохолоджувачів приймається за максимальним значенням тепловиділень у лаві або підготовчій виробці. До недоліків відомої шахтної установки кондиціонування повітря, визначеної за прототип, відносяться низькі надійність нормалізації теплових умов і ефективність використання установки при очисному вийманні на великих глибинах (більше 1000м). Це обумовлено інтенсивними тепловиділеннями оточуючого гірського масиву по всій довжині лави і, у першу чергу, У зоні роботи виїмкового комбайна. Висока інтенсивність теплоприпливів у зоні роботи виїмкового комбайна викликається тепловиділеннями свіжеоголюваного гірського масиву вугілля, що руйнується, і роботою виїмкового комбайна. Крім того, технологічна вода, яка подається при роботі виїмкового комбайна на пилоподавлення, надходить спочатку через теплообмінний пристрій для охолодження електроприводу виїмкового комбайна і, сприйнявши теплоту, виділювану електродвигуном виконавчого органу, з високою температурою, яка перевищує температуру вийманого вугілля і порід, що вміщують пласт, направляється в систему пилоподавлення. При розпиленні форсунками теплої води в потоці вентиляційного повітря, що надходить по лаві, відбувається інтенсивне зростання його температури і відносної вологості. У зв'язку з цим істотно погіршуються параметри мікроклімату в лаві. Для локалізації тепловиділень у період роботи виїмкового комбайна виникає необхідність збільшення холодильної потужності штрекового повітроохолоджувача глибшого зниження температури охолоджуваного повітря. Це неминуче супроводжується додатковими втратами холоду між повітроохолоджувачем і зоною роботи виїмкового комбайна в зв'язку зі зростанням температурного перепаду між оточуючим гірським масивом і охолодженим повітрям. У основу корисної моделі поставлено завдання зі створення шахтної підземної установки для кондиціонування повітря, яка за рахунок створення зон локалізації тепловиділень у місцях їх надходжень дозволяє забезпечити підвищення ефективності її використання і надійність нормалізації теплових умов у лаві, що відпрацьовується виїмковим комбайном, оснащеним теплообмінним пристроєм і системою пилоподавлення. Поставлене завдання розв'язується за рахунок того, що шахтна установка для кондиціонування повітря, переважно для лав, що відпрацьовуються виїмковими комбайнами, оснащеними системами пилоподавлення з трубопроводом технологічної води і теплообмінними пристроями, яка містить водоохолоджуючу машину, систему проміжного холодоносія і повітроохолоджувач, згідно корисної моделі, систему проміжного холодоносія обладнано водоохолоджуючим теплообмінником, приєднаним паралельно повітроохолоджувачу по проміжному холодоносію і вмонтованим у трубопровід для подачі технологічної води в лаву, при цьому в трубопровід, що з'єднує водоохолоджуючий теплообмінник з теплообмінним пристроєм виїмкового комбайна, вмонтовано розподільник потоку охолодженої технологічної води, який забезпечує паралельну подачу її в систему пилоподавлення й у теплообмінний пристрій виїмкового комбайна, вихідний патрубок теплообмінного пристрою виїмкового комбайна приєднано до вхідного патрубка водоохолоджуючого теплообмінника на лінії подачі в нього технологічної води, а на лінії зв'язку повітроохолоджувача і водоохолоджуючого теплообмінника по холодоносію вмонтовано двохпозиційний клапан. На фігурі схематично зображено запропоновану установку. Установка складається з водоохолоджуючої машини 1, системи проміжного хоодоносія 2 обладнаної штрековим повітроохолоджувачем 3. До системи проміжного холодоносія 2 паралельно штрековому повітроохолоджувачу 3 по проміжному холодоносію приєднано водоохолоджуючий теплообмінник 4, вмонтований у трубопровід 5 для подачі технологічної води в лаву. На лінії зв'язку 6 водоохолоджуючого теплообмінника 4 з теплообмінним пристроєм 7 для локалізації тепловиділень від роботи електропривода виконавчого органу виїмкового комбайна і системою пилоподавлення 8 вмонтовано розподільник 9 потоку охолодженої технологічної води, за допомогою якого забезпечується подача охолодженої технологічної води паралельно в теплообмінний пристрій 7 і в систему пилоподавлення 8 виїмкового комбайна. Теплообмінний пристрій 7, який забезпечено вихідним патрубком 10, за допомогою гнучкого рукава 11 приєднано до вхідного патрубка 12 водоохолоджуючого теплообмінника на лінії подачі через нього технологічної води. Подача охолодженої води в теплообмінний пристрій 7 і систему пилоподавлення 8 забезпечується насосом 13. Установка працює так. У холодильній машині 1 охолоджується проміжний холодоносій, що подається до повітроохолоджувача 3 і водоохолоджуючого теплообмінника 4, приєднаним до системи холодоносія 2. У повітроохолоджувачі 3 відбувається охолодження повітря, що надходить на провітрювання лави. У водоохолоджуючому теплообміннику 4 у результаті теплообміну між проміжним холодоносієм, що надходить через нього, і технологічною водою відбувається зниження температури останньої на 12-15°С. Охолоджена технологічна вода з водоохолоджуючого теплообмінника 4 насосом 13 по гнучкому рукаву 6 подається до розподільника 9 потоку охолодженої технологічної води. У розподільнику 9 потік охолодженої технологічної води розподіляється на два потоки, один із яких подається за допомогою системи пилоподавлення 8 на зрошення, другий - у теплообмінний пристрій 7. Завдяки подачі за допомогою системи пилоподавлення 8 охолодженої на 12-15°С води забезпечується локалізація тепловиділень від свіжооголеного гірського масиву й вугілля, що руйнується. Охолоджена вода, що надходить через теплообмінний пристрій 7 електродвигуна виконавчого органу виїмкового комбайна, сприймає теплоту від 9165 його роботи і через вихідний патрубок 10 по гнучкому рукаву 11 надходить до вхідного патрубка 12 водоохолоджуючого теплообмінника 4. Змішуючись з технологічною водою, подаваною по трубопроводу 5, вода надходить на охолодження у водоохолоджуючий теплообмінник 4, після чого цикл повторюється. У зв'язку з роботою розосереджених джерел локалізації тепловиділень виключається винесення та передача вентиляційній струмині, що надходить по лаві, теплоти і вологи від свіжооголеного гірського масиву, відбитого вугілля й отепленої у теплообмінному пристрої води, що подається без реалізації цього технічного рішення на пилоподавлення. Стосовно до лав з навантаженням на очисний вибій 1000-1500т/доб при використанні водоохолоджуючого теплообмінника може бути локалізовано 100-150кВт теплової енергії. При непрацюючому виїмковому комбайні за допомогою клапана 14 припиняється подача холодоносія через водоохолоджуючий теплообмінник 4. Збільшення витрати холодоносія, що досягається при цьому, сприяє збільшенню холодильної потужності повітроохолоджувача 3, що у реалізованих умовах досить для нормалізації теплових умов при виконанні ремонтно-підготовчих робіт у лаві. При реалізації технічного рішення відпадає необхідність підвищення холодильної потужності установки, прийнятої з розрахунку локалізації тепловиділень для періодів очисної виїмки. У зв'язку з цим при забезпеченні надійності нормалізації теплових умов праці у лаві при всіх процесах технологічного циклу досягається зниження витрати холоду. ІЇ ч а Фіг. Комп'ютерна верстка В. Мацело Підписне Тираж 26 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. Київ - 4 2 , 01601