ШАХТНАЯ КАЛОРИФЕРНАЯ УСТАНОВКА

Полезная модель относится к горной промышленности и может быть использована в системе вентиляции шахт и рудников.
Известна шахтная калориферная установка, включающая теплообменники, установленные в стене надшахтного здания по ходу движения воздуха, подаваемого за счет общешахтной депрессии, создаваемой вентилятором главного проветривания (патент РФ №122698 от 10.12.2012 г.).
Недостатки известной установки следующие:
1. Теплообменники расположены в одной стене надшахтного здания. В любом надшахтном здании будут присутствовать инфильтрации (подсосы) наружного воздуха через двери, технологические проемы и т.д. В скиповых и скипоклетевых стволах в верхней части надшахтного здания расположены окна для прохода скипов (скиповые окна), через которые в него также будет подсасываться холодный наружный воздух. Поэтому при расположении теплообменников в одной стене надшахтного здания теплый воздух будет поступать в ствол также только с одной стороны. В результате этого в стволе нарушится тепловой режим, что приведет в лучшем случае к нарушению герметизации межтюбинговых уплотнений ствола, а в худшем - к деформации крепи ствола.
2. Теплообменники расположены в стене надшахтного здания в несколько рядов. За счет общешахтной депрессии, создаваемой вентилятором главного проветривания, воздух пойдет по пути наименьшего аэродинамического сопротивления, т.е. в основном через нижний ряд теплообменников. По теплообменникам, расположенным в верхних рядах воздух поступать практически не будет. В этом случае тепловой мощности теплообменников, расположенных в нижнем ряду, будет недостаточно для того, чтобы нагреть весь проходящий через них воздух. Это может привести к замораживанию трубок теплообменников.
Наиболее близким устройством того же назначения к заявленной полезной модели но совокупности признаков является шахтная калориферная установка, включающая калориферы (теплообменники), установленные во внутреннем пространстве помещения по периметру ограждения, установленные в один ряд по ходу движения воздуха, обусловленного депрессией в шахте, создаваемой, например, вентилятором главного проветривания (патент РФ №2494257 от 27.09.2013 г.). Данная установка принята за прототип.
Признаки прототипа, совпадающие с существенными признаками заявляемой полезной модели - теплообменники установлены по периметру здания; теплообменники установлены в один ряд по ходу движения воздуха, обусловленного депрессией в шахте, создаваемой вентилятором главного проветривания.
Недостатки известной установки, принятой за прототип, следующие:
1. Теплообмен пики расположены в здании калориферной установки, т.е. нагретый воздух должен будет поступать в шахтный ствол через калориферный канал. В этом случае появляется проблема смешиваемости нагретого в калориферной установке и подсасываемого за счет общешахтной депрессии потоков воздуха. Учитывая тот факт, что калориферная установка является безвентиляторной, регулировать процесс смешиваемости вышеприведенных потоков невозможно. Следовательно, невозможно и управление тепловым режимом в стволе.
2. В известной калориферной установке используют диагональную шторку, направляющую вниз теплый воздух из верхнего ряда теплообменников, где он смешивается с теплым воздухом, выходящим из нижнего ряда теплообменников. Данная шторка будет создавать дополнительное аэродинамическое сопротивление. Учитывая то, что калориферная установка является безвентиляторной, увеличение аэродинамического сопротивления калориферной установки приведет к тому, что по стенке шахтного ствола, ближней к калориферной установке, будет поступать нагретый воздух, а по дальней - холодный наружный воздух, подсасываемый через надшахтное здание. Это приведет к нарушению герметизации межтюбинговых уплотнений, что в последствие может привести к деформации крепи ствола.
Задачей полезной модели является нормализация теплового режима в стволе и защита трубок от замерзания при прохождении через них холодного наружного воздуха в объеме большем их теплопроизводительности.
Поставленная задача была решена за счет того, что в известной шахтной калориферной установке, включающей теплообменники, установленные по периметру здания, расположенные в один ряд по ходу движения воздуха, обусловленного депрессией в шахте, создаваемой вентилятором главного проветривания, согласно полезной модели теплообменники установлены по периметру надшахтного здания.
Признаки заявляемого технического решения, отличительные от прототипа - теплообменники установлены по периметру надшахтного здания.
Сущность полезной модели поясняется чертежами.
На фиг.1 показана шахтная калориферная установка, установленная по периметру надшахтного здания (вид сверху).
На фиг.2 представлена схема подачи воздуха в шахту.
На чертежах обозначены: 1 - теплообменники; 2 - надшахтное здание; 3 - вентилятор главного проветривания; 4 - воздухоподающий ствол; 5 - вентиляционный ствол; 6 - скиповые окна; 7 - устье воздухоподающего ствола 5.
Шахтная калориферная установка содержит теплообменники 1, установленные в один ряд по периметру надшахтного здания 2, через которые проходит подогреваемый воздух. Воздух через теплообменники 1 засасывается за счет общешахтной депрессии, создаваемой вентилятором главного проветривания 3. При этом теплообменники 1 расположены по периметру надшахтного здания 2, что обеспечивает равномерный прогрев воздуха по всему сечению воздухоподающего ствола 4. Расположение теплообменников 1 в один ряд исключает вероятность прохождения через них холодного наружного воздуха в объеме большем их теплопроизводительности.
Шахтная калориферная установка работает следующим образом.
Воздух, подаваемый в воздухоподающий ствол 4, засасывается за счет общешахтной депрессии, создаваемой вентилятором главного проветривания 3, работающим по всасывающему способу на вентиляционном стволе 5. Воздух, засасываемый в воздухоподающий ствол 4, подогревается в шахтной калориферной установке, расположенной по периметру надшахтного здания 2. Кроме воздуха, поступающего через шахтную калориферную установку в воздухоподающий ствол 4, поступает холодный наружный воздух через скиповые окна 6. За счет того, что шахтная калориферная установка состоит из теплообменников 1, расположенных по периметру надшахтного здания 2, поток холодного воздуха, поступающего через скиповые окна 6, смешивается в устье 7 воздухоподающего ствола 4. Количество теплообменников 1, из которых состоит шахтная калориферная установка, зависит от тепловой мощности каждого из теплообменников 1 и объема воздуха, который необходимо подогреть. За счет того, что теплообменники 1 шахтной калориферной установки располагаются по периметру надшахтного здания 3 в один ряд, через каждый из них будет проходить холодный наружный воздух в объеме, не превышающем их расчетную тепловую мощность.
Преимущество предлагаемой модели состоит в том, что благодаря установке теплообменников по периметру надшахтного здания обеспечивается равномерный подогрев всего воздуха, поступающего в воздухоподающий ствол за счет общешахтной депрессии, создаваемой вентилятором главного проветривания. Использование предлагаемой модели не требует строительства калориферного канала и регулирования процесса смешивания нагретого в калориферной установке и подсасываемого через надшахтное здание потоков воздуха. Кроме того, исключается вероятность замораживания трубок теплообменников и обеспечивается их работа на номинальной теплопроизводительности.