Устройство для подогрева воздуха в шахтах

 

Использование: для подогрева воздуха в зимний период перед подачей его в стволы шахт и рудников. Сущность изобретения: устройство содержит сообщенный с системой шахтного водоотлива трубопровод с форсунками для распыления воды, расположенный в сообщенной с вентиляционным каналом воздухоподающей траншее, имеющей канал для воды в нижней части. Канал связан с шахтным водоотливом. Устройство снабжено накопителем шахтной воды, расположенным на уровне водяного калорифера и соединенным с трубопроводом подачи шахтной воды и каналом воздухоподающей траншеи. Воздухоподаюшая траншея имеет перегородку по внутреннему периметру и перфорированный водопровод, расположенный над верхней частью перегородки и соединенный с трубопроводом подачи шахтной воды. 2 ил.

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано для подогрева воздуха в зимнее время перед подачей его в стволы шахт и рудников.

Известно устройство для подогрева воздуха в шахтах, включающее сообщенный с системой шахтного водооотлива трубопровод с форсунками для распыления воды, расположенный в имеющей теплоизоляционное покрытие и сообщенной с вентиляционным каналом воздухоподающей траншее с каналом для воды в нижней части, связанным с шахтным водоотливом, водяной калорифер, сообщенный с трубопроводом с форсунками и шахтным водоотливом.

Недостатками такого устройства являются возможность обмерзания стенок и кровли воздухоподающей траншеи и неполное использование теплоты шахтной воды, так как отсутствует возможность аккумулирования теплоты в периоды ее низкого потребления.

Цель изобретения - повышение эффективности подогрева воздуха аз счет предотвращения обмерзания воздухоподающей траншеи и более полного использования теплоты шахтного водоотлива.

На фиг.1 изображено устройство для подогрева воздуха в шахтах; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.

Устройство состоит из воздухоподающей траншеи 1, вентилятора 2, канала 3, трубопровода 4, форсунок 5 разбрызгиваемой воды 6, теплоизоляционного покрытия 7, водяного калорифера 8, вентиля 9 для сброса части воды после водяного калорифера, насоса 10 системы водоотлива, трубопровода 11 системы водоотлива, вентиляционного канала 12, ствола 13, зумпфа 14, накопителя 15 шахтной воды, трубопроводов 16, 17, 19 и 23, вентилей 18 и 24, перегородки 20, перфорированного трубопровода 21, теплоизоляции 22 накопителя шахтной воды.

Устройство для подогрева воздуха работает следующим образом.

В зимнее время холодный наружный воздух с помощью вентилятора 2 засасывается в воздухоподающую траншею 1. Двигаясь по ней, он вступает в тепловое взаимодействие с водой 6, разбрызгиваемой форсунками 5. При теплообмене с холодным воздухом капли воды 6 замерзают, отдавая свою теплоту воздуху и нагревая его. Подогретый до (-3)-0^оС воздух после догрева в водяном калорифере 8 по вентиляционному каналу 12 направляется в ствол 13. Образовавшиеся при замерзании разбрызгиваемой воды 6 кристаллики льда падают в канал 3, по которому циркулирует часть воды, подаваемой насосом 10 по трубопроводу 11, установленному в стволе 13, из зумпфа 14. Соприкасаясь с водой в канале 3, кристаллы льда плавятся и потоком выносятся из воздухоподающей траншеи 1. Другая часть воды из трубопровода 11 с помощью насоса 10 направляется в водяной калорифер 8, где осуществляется догрев поступающего из воздухоподающей траншеи воздуха до +2^оС или более (т.е. в соответствии с требованиями правил безопасности), а сама вода охлаждается до температуры, близкой к точке замерзания, т.е. 2-0^оС. После водяного калорифера 8 часть воды через вентиль 9 сбрасывается в канал 3, а остальная вода за счет напора, создаваемого насосом 10, направляется по трубопроводу 4 в форсунки 5 и разбрызгивается в воздухоподающей траншее 1. Для снижения потерь теплоты в окружающую среду на поверхность воздухоподающей траншеи 1 нанесено теплоизоляционное покрытие 7. Вода из трубопровода 11 через трубопровод 16 поступает также в накопитель 15 шахтной воды, из которого затем через трубопровод 19 попадает в перфорированный трубопровод 21, находящийся между верхней частью воздухоподающей траншеи 1 и перегородкой 20, расположенной по внутреннему периметру траншеи. Через отверстия в трубопроводе 21 теплоноситель растекается по поверхности перегородки 20, нагревая последнюю и защищая верхнюю часть и бока воздухоподающей траншеи от обмерзания. Двигаясь между стенкой траншеи и перегородкой, вода стекает в канал 3 и выносится из воздухоподающей траншеи, отдав также часть своего тепла и на плавление кристалликов льда, образующихся при распылении воды форсунками 5.

В случае, когда расход шахтной воды, подаваемой насосом 10, превышает необходимый для подачи к форсункам 5, в канал 3 и перфорированный трубопровод 21, избыток теплоносителя остается в накопителе 15. Накопленный теплоноситель используется при нехватке теплоты, подаваемой насосом 10 шахтной воды, в ночное время при значительном снижении температуры атмосферного воздуха. Для подачи воды из накопителя 15 к форсункам 5 используется трубопровод 23 с вентилем 24. В канал 3 для плавления кристалликов льда теплоноситель из накопителя поступает по трубопроводу 71, выходящему из нижней части накопителя. Трубопровод 17 используется также для периодического слива воды из накопителя через канал 3 для предотвращения возможного обмерзания накопителя, стенки которого контактируют с холодным наружным воздухом.

Для регулирования подачи воды на трубопроводах 16, 17 и 19 установлены вентили 18.

Накопитель 15 шахтной воды представляет собой емкость с наружной теплоизоляцией 22, снижающей потери теплоты в окружающую среду.

Количество воды 6, разбрызгиваемой в воздухоподающей траншее 1, циркулирующей по каналу 3 и за перегородкой 20, определяется в зависимости от расхода подаваемого воздуха, его температуры, а также температуры воды.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДОГРЕВА ВОЗДУХА В ШАХТАХ, включающее воздухоподающую траншею, сообщенную с вентиляционным каналом, имеющую теплоизоляционное покрытие, и расположенный в ее нижней части канал для воды, сообщенный с системой шахтного водоотлива, в верхней части которого размещен трубопровод с форсунками, ориентированными под углом 45^o к продольной оси воздухоподающей траншеи по ходу движения воздуха, сообщенный с системой шахтного водоотлива посредством водяного калорифера, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности подогрева воздуха путем предотвращения обмерзания воздухоподающей траншеи и более полного использования теплоты системы шахтного водоотлива, оно снабжено накопителем шахтной воды, расположенным на уровне водяного калорифера и соединенного с трубопроводом шахтной воды и каналом для воды воздухоподающей траншеи, при этом воздухоподающая траншея снабжена перегородкой, расположенной по ее внутреннему периметру, и перфорированным водопроводом, расположенным над верхней частью перегородки и соединенным с трубопроводом подачи шахтной воды.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2