Способ кондиционирования воздуха в горных выработках
THOD OF AIR CONDITIONING IN MINE WORKINGS

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для нормализации температуры воздуха в горных выработках. Современное развитие горных работ, поддержание и увеличение мощности добычи полезных ископаемых часто приводит к необходимости ввода в отработку новых, глубокозалегающих запасов. С увеличением глубины ведения добычных работ возрастает температура горных пород, усиливается влияние техногенных источников тепловыделения на формирование неблагоприятных микроклиматических условий в горных выработках. В результате температура воздуха в подземных рабочих зонах повышается до сверхнормативных значений.
Существующие способы кондиционирования воздуха при разработке месторождений предполагают использование стационарной холодильной машины и нестационарных воздухоохладителей, располагаемых непосредственно на участках ведения горных работы [1-4]. Недостатком такого подхода является необходимость строительства разветвленной сети циркуляционного трубопровода с хладоносителем, обеспечивающим передачу тепла от нестационарных воздухоохладителей до холодильной машины.
Наиболее близким к изобретению техническим решением является технология кондиционирования воздуха с использованием передвижных холодильных установок КПШ 130-2-0 и КПШ 300 [1, 2].
Недостатками известной технологии является система отвода теплоты конденсации холодильного агента оборотными системами водоснабжения конденсаторов. При работе в цикле оборотного водоснабжения кондиционеры комплектуются водоохладительными модулями, предназначенными для размещения их в выработках с исходящей струей воздуха. Это приводит к значительному усложнению технологии кондиционирования воздуха, необходимости организации дополнительных циркуляционных контуров в сети горных выработок. Кроме того, от эффективности работы водоохладительных модулей зависит эффективность кондиционирования воздуха в целом, что снижает надежность работы всей системы.
Задачей создания изобретения является устранение указанного недостатка и обеспечение эффективного охлаждения воздуха на участках ведения очистных работ рудных месторождений за счет использования технического трубопровода в шахте. В качестве примера технологического трубопровода может служить противопожарный трубопровод.
Поставленная задача решается с помощью признаков, указанных в формуле изобретения, таких как способ кондиционирования воздуха при разработке месторождений полезных ископаемых подземным способом, характеризующийся тем, что в выработке последовательно устанавливают на тележках и соединяют между собой холодильную машину, агрегат подачи нагретого воздуха и воздухоохладитель, при этом агрегат подачи нагретого воздуха соединяют с воздухоохладителем, а холодильную машину подключают посредством трубопроводов к теплообменным аппаратам воздухоохладителя и посредством трубопровода к подземному техническому трубопроводу подачи хладоносителя - пожарному трубопроводу, причем в воздухоохладителе осуществляют теплообмен рудничного воздуха с охлажденным хладоносителем, который нагретым затем подают в холодильную машину, которая передает избыточные тепловыделения хладоносителю из технического трубопровода.
Выше перечисленная совокупность существенных признаков позволяет получить следующий технический результат - обеспечение эффективного охлаждения воздуха на участках ведения очистных работ рудных месторождений за счет использования технического трубопровода с хладоносителем.
Предлагаемая технология кондиционирования воздуха включает в себя следующие элементы (Фиг. 2):
1. Тележка.
2. Холодильная машина.
3. Агрегат подачи воздуха.
4. Воздухоохладитель.
5. Трубопроводы с хладоносителем.
6. Технический трубопровод с хладоносителем.
7. Трубопровод.
8. Охлажденная струя воздуха.
9. Нагретый воздух в горной выработке.
или блоки (Фиг. 1): холодильную машину 3, содержащую компрессор 10, электродвигатель 11, конденсатор фреона 12; агрегат подачи воздуха 4 оборудован вентилятором 13, испарителем фреона 14; теплообменный аппарат (воздухоохладитель) 4.
Способ кондиционирования воздуха при разработке месторождений полезных ископаемых подземным способом содержит (Фиг. 2) последовательно установленные на тележках 1 и соединенные между собой следующие агрегаты: холодильную машину 2, агрегат подачи 3 нагретого воздуха 9 и воздухоохладитель 4, при этом холодильная машина 2 посредством трубопроводов 5 подключена к теплообменным аппаратам воздухоохладителя 4 и посредством трубопровода 7 к подземному техническому трубопроводу 6 подачи хладоносителя (например, воды противопожарного трубопровода).
Блок-схема кондиционирования представлена на Фиг. 1.
Принцип осуществления способа кондиционирования воздуха заключается в подаче охлажденного хладоносителя в теплообменный аппарат (воздухоохладитель), где осуществляют его теплообмен с рудничным воздухом. В результате рудничный воздух охлаждают, а хладоноситель нагревают и подают в холодильную машину. В процессе работы холодильная машина передает избыточные тепловыделения хладоносителю, который подают из технического трубопровода (позиция 6 на Фиг. 2). Далее теплота отводится по нему в горные выработки с благоприятным тепловым режимом.
Все оборудование, используемое в предлагаемом способе кондиционирования, конструктивно размещают на колесных тележках так, как это представлено на Фиг. 2. Это позволяет обеспечить мобильность технологии и ее перемещение в пределах горизонтов ведения горных работ на участки с наиболее неблагоприятными микроклиматическими условиями.
Преимуществами предлагаемого способа кондиционирования воздуха являются:
- отсутствие необходимости сооружения стационарной холодильной машины большой мощности;
- использование в качестве внешнего технологического хладоносителя имеющийся в шахте технический трубопровод (например, противопожарный);
- технология представляет собой совокупность агрегатов, установленных на колесном шасси, что обеспечивает мобильность. При этом объем монтажных работ минимизирован;
- при перемещении компрессорно-конденсаторного агрегата холодильной машины, соединенного с воздухоохладителем фреоновыми шлангами, нет необходимости расстыковывать агрегаты.
Хотя настоящий способ описан посредством примеров его выполнения и технологической схемы, объем данного технического решения не ограничивается этими примерами, но определяется лишь формулой изобретения с учетом возможных эквивалентов.
Список литературы
1. Мартынов А.А. Системы и средства локального охлаждения рудничного воздуха в горных выработках / А.А. Мартынов, А.К. Яковенко, А.Б. Олексюк // Горный информационно-аналитический бюллетень, №7 - М.: МГГУ, 2007. - с. 132-140. - прототип.
2. Мартынов А.А. Тепловые расчеты и выбор средств охлаждения для регулирования микроклимата в тупиковых выработках глубоких шахт / А.А. Мартынов, Н.В. Малеев, А.К. Яковенко // Розробка родовищ 2013; щорiчний науково-технiчний збiрник. - Д.: ТОВ «ЛiзуновПрес», 2013. - С. 121-130.
3. Mackay L., Bluhm S., Van Rensburg J. Refrigeration and cooling concepts for ultra-deep platinum mining. The 4th International Platinum Conference, Platinum in transition «Boom or Bust», The Southern African Institute of Mining and Metallurgy, 2010.
4. Луговский С.И. Проветривание глубоких рудников. - Госгортехиздат, 1962. - 324 с.
5. Дуганов Г.В., Баратов Э.И. Тепловой режим рудников. - М.: Госгортехиздат, 1963. - 144 с.