Пристрій для регулювання температури повітря, що надходить в шахту для провітрювання гірничих виробок

Реферат: Пристрій для регулювання температури повітря, що надходить у шахту для провітрювання гірничих виробок містить повітроподавальний ствол, гірничі виробки і з'єднаний з ними вентиляційний канал, прокладений в нейтральному шарі Землі для нагрівання або охолодження повітря. Вентиляційний канал з'єднаний з атмосферою за допомогою вентиляційних шурфів, які прокладені в прикінцевій частині вентиляційного каналу і близько зони охоронного циліка повітроподаючого ствола, при цьому вентиляційні шурфи зверху обладнано лядами з механічним приводом та датчиками для контролю температури повітря, що надходить у шахту. UA 105607 U (12) UA 105607 U UA 105607 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Пристрій для регулювання температури повітря, що надходить в шахту для провітрювання гірничих виробок, належить до гірничої промисловості, який передбачає нагрівання або охолодження його в залежності від сезонних коливань температури, може бути використаний для регулювання температури повітря, що надходить в глибокі залізорудні, поліметалеві та вугільні шахти. Відомий пристрій кондиціювання рудникового повітря, який містить з'єднані між собою трубопроводами водоохолоджувач, ємність для охолодження води, циркуляційний насос і повітроохолоджувач [Патент України № 53467]. Недоліком відомого пристрою є те, що він складний за конструкцією, що не дозволяє використовувати його для регулювання великих об'ємів повітря через низьку пропускну здатність обладнання. До того ж цей пристрій неможливо застосовувати при мінусових температурах повітря внаслідок замерзання води в трубопроводах. Найбільш близьким до вирішення існуючої проблеми є пристрій для кондиціювання рудникового повітря, що містить водоохолоджувач і повітронагрівач у вигляді теплообмінників контактного типу, що діють від теплового насоса [Патент на корисну модель UA № 42819 E21F 1/00, E21F3/00. 2009. Бюл. № 14]. Недоліком цього пристрою є те, що він складний за конструкцією, потребує використання теплообмінників, що діють від теплового насоса, крім того, його застосування вимагає значних енергетичних витрат. Задачею корисної моделі є удосконалення конструкції пристрою, у якому шляхом з'єднання вентиляційного каналу з атмосферою за допомогою вентиляційних шурфів стає можливим регулювання температури повітря, що подається в шахту, з вищою ефективністю без енергетичних витрат. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що пристрій для регулювання температури повітря, що надходить у шахту для провітрювання гірничих виробок, містить повітроподавальний ствол, гірничі виробки і з'єднаний з ними вентиляційний канал, прокладений в нейтральному шарі Землі для нагрівання або охолодження повітря. Згідно з корисною моделлю вентиляційний канал з'єднаний з атмосферою за допомогою вентиляційних шурфів, які прокладені в прикінцевій частині вентиляційного каналу і близько зони охоронного циліка повітроподаючого ствола, при цьому вентиляційні шурфи зверху обладнано лядами з механічним приводом та датчиками для контролю температури повітря, що надходить у шахту. Технічний результат від використання корисної моделі полягає у тому, що запропонований пристрій дозволяє підвищити ефективність регулювання температури повітря, яке надходить в шахту, підтримувати її в межах 10-12 °C в усі періоди року та забезпечувати умови праці в гірничих виробках у відповідності до санітарних норм і правил безпеки на підземних роботах в глибоких шахтах. На фіг. 1 представлено схему пристрою регулювання температури повітря, що надходить у шахту (повздовжній розріз), на фіг. 2 - схема вентиляційного шурфу, прокладеного в прикінцевій частині вентиляційного каналу (поперечний переріз). Пристрій регулювання температури повітря, що надходить у шахту (фіг. 1), включає: повітроподаючий ствол 1, яким повітря надходить в гірничі виробки 6; вентиляційний канал 2, який прокладений в нейтральному шарі Землі 3; вентиляційні шурфи 4, 10, які обладнані зверху лядами 5 і з'єднують вентиляційний канал 2 з атмосферою; гірничі виробки 6 прокладені в гірській породі 7; охоронний цилік 9 оконтурений довкола повітроподавального ствола 1. На фіг. 2 наведено вентиляційний шурф 4, що з'єднує вентиляційний канал 2 з атмосферою, який прокладений в нейтральному шарі Землі 3 і обладнаний зверху лядою 5 та датчиком температури 8. Заявлений пристрій працює наступним чином. Під дією загальношахтної депресії, атмосферне повітря потрапляє вентиляційними шурфами 4, 10 і у підземний вентиляційний канал 2, який прокладено в нейтральному шарі Землі 3, що має сталу температуру на рівні 1012 °C. У вентиляційному каналі 2 відбувається регулювання температури повітря (охолодження або нагрівання) природним шляхом за рахунок теплообміну з боковими породами. В теплий або холодний періоди року, про що сигналізує датчик температур 8, відкривається ляда 5 вентиляційного шуру 4, яким повітря потрапляє до вентиляційного каналу 2. За рахунок повітрообміну атмосферне повітря набирає температуру нейтрального шару Землі, проходячи всією довжиною вентиляційного шляху. Після цього охолоджене або підігріте повітря потрапляє у повітроподаючий ствол 1 і далі надходить у підземні виробки 6, які прокладені в гірських породах 7. 1 UA 105607 U 5 10 15 20 У перехідний період року, який характеризується температурою на рівні 10 °C, про що сигналізує датчик 8, повітря надходить вентиляційним шурфом 10, прокладеним близько зони охоронного циліка 9 повітроподаючого ствола 1, при цьому ляда 5 шурфу 4 закривається, а ляда 5 шурфу 10 відкривається. В цей період температура атмосферного повітря є близькою до температури нейтрального шару Землі, що дозволяє зменшувати шлях його руху до повітроподаючого ствола 1. Таким чином, в теплий або холодний періоди року повітря рухається до повітроподаючого ствола довгим шляхом (через шурф 4) - виробками, прокладеними в нейтральному шарі Землі, а в перехідний період року повітря рухається (через шурф 10) коротшим шляхом. Зменшення шляху руху повітря вентиляційним каналом в перехідний період року позитивно впливає на роботу головної вентиляторної установки (ГВУ). По-перше, зменшуються енергетичні витрати, а по-друге, збільшується кількість повітря, що надходить в шахту для провітрювання гірничих виробок. Пристрій функціонує в автоматичному режимі без енергетичних витрат і забезпечує находження повітря в шахту сталої температури на рівні 10-12° незалежно від сезонних коливань температури атмосферного повітря. Це дозволяє уникнути обмерзання устя повітроподавального ствола в зимовий період, а відтак стає можливим відмовитися від застосування дорогих і енерговитрати калориферних установок для підігріву повітря при його мінусових температурах. Разом із цим, збільшення кількості охолодженого повітря, що надходить в шахту, дозволяє поліпшити умови праці в гірничих виробках. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 30 Пристрій для регулювання температури повітря, що надходить у шахту для провітрювання гірничих виробок, що містить повітроподавальний ствол, гірничі виробки і з'єднаний з ними вентиляційний канал, прокладений в нейтральному шарі Землі для нагрівання або охолодження повітря, який відрізняється тим, що вентиляційний канал з'єднаний з атмосферою за допомогою вентиляційних шурфів, які прокладені в прикінцевій частині вентиляційного каналу і близько зони охоронного циліка повітроподаючого ствола, при цьому вентиляційні шурфи зверху обладнано лядами з механічним приводом та датчиками для контролю температури повітря, що надходить у шахту. 2 UA 105607 U Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3