PL176823B1 - Sposób klimatyzacji ściany przodka wybierającego - Google Patents

Abstract

1 . Sposób klimatyzacji sciany przodka wybierajacego po- miedzy chodnikiem wentylacyjnym, przez który powietrze kopal- niane doplywa, a chodnikiem transportowym, przez który zuzyte powietrze kopalniane odplywa, w kopalniach górnictwa wegla ka- miennego, szczególnie w kopalniach o duzej glebokosci, znam ien- ny tym, ze w chodniku wentylacyjnym powietrze kopalniane dop- lywajace prowadzi sie najpierw przez chlodzona woda chlodnice wstepna i schladza do temperatury 12°C, po czym powietrze schlo- dzone wstepnie prowadzi sie nastepnie do chlodzonej lodem chlo- dziarki niskotemperaturowego schladzania, gdzie schladza sie je do temperatury w zakresie od 3°C do 10°C, korzystnie do 5°C, przy czym powstaja skroplmy a wilgotnosc wzgledna powietrza podnosi sie do okolo 100% po czym skropliny oddziela sie za pomoca wodooddzielacza, a powietrze kopalniane schlodzone do tempera- tury koncowej i uwolnione w znacznym stopniu od skroplin wpro- wadza sie do sciany, i reguluje sie w zaleznosci od panujacych tam warunków geotermicznych i plynacego w niej powietrza scianowe- go do zadanej dla sciany temperatury pracy, równej okolo 20°C z wilgotnoscia wzgledna co najwyzej 35% przy czym, przez chlo- dziarke niskotemperaturowego schladzania przeplywa chlodziwo zlozone z mieszaniny plynu i drobnego lodu, który sie w niej topi, przez chlodnice wstepna przeplywa plyn opuszczajacy chlodziarke niskotemperaturowego schladzania, a plyn opuszczajacy chlodnice wstepna wprowadza sie do maszyny wytwarzajacej lód, z przy- porzadkowana chlodziarka, w której ponownie wytwarza sie mie- szanine plynu i drobnego lodu, który ponownie wprowadza sie do chlodziarki niskotemperaturowego schladzania. Fig. 1 PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób klimatyzacji ściany przodka wybierającego pomiędzy chodnikiem wentylacyjnym, przez który powietrze kopalniane dopływa, a chodnikiem transportowym, przez który zużyte powietrze odpływa, w kopalniach górnictwa węgla kamiennego, szczególnie w kopalniach o dużej głębokości.

Na ścianie pracuje urabiarka dla wydobycia węgla i transporter dla transportu węgla do chodnika transportowego. Wyrobisko otrzymywane jest za pomocą przesuwnych stojaków obudowy, które dosuwane są stosownie do postępującej eksploatacji.

176 823

W kopalniach, jak wiadomo, temperatura rośnie wraz z głębokością z powodów geotermicznych. Poza tym powietrze kopalniane w ścianie wykazuje stosunkowo wysoką wilgotność względną, zwłaszcza wtedy, gdy praca odbywa się z tzw. zraszaniem ociosu węglowego. Przy zraszaniu ociosu węglowego wprowadza się do przodka węglowego wodę o wysokim ciśnieniu, w celu powstrzymania tworzenia się pyłu podczas wydobywania węgla. Wysoka temperatura i wysoka wilgotność względna powietrza na ścianie, wpływają bardzo niekorzystnie na warunki pracy w niej. Dla polepszenia warunków pracy w ścianie należy ją wentylować. Pod pojęciem tym rozumie się to, że świeże powietrze naziemne, schłodzone przez ochłodzarkę dołową zostaje przez odpowiednie urządzenie doprowadzone do ściany.

Gdy ściana znajduje się na dużej głębokości, to temperatura powietrza kopalnianego wprowadzanego do niej wynosi około 30°C. Wilgotność względna tego powietrza jest już przy wejściu do ściany niekorzystnie wysoka i w ścianie wskutek wchłaniania wilgoci wzrasta do 80% i więcej. Występuje to szczególnie wówczas, gdy pracuje się ze zraszaniem ociosu węglowego. Znane dotychczas środki wywołują wprawdzie chłodzenie ale z powodu nie sterowanej, a przez to wysokiej wilgotności powietrza nie mogą być uważane za klimatyzację. Uzyskane polepszenie warunków pracy nie odpowiada już wymogom, w każdym razie nie na dużej głębokości.

Celem wynalazku jest klimatyzacja ściany w górnictwie węgla kamiennego, przy czym, rozumie- się przez to polepszającą wybitnie warunki pracy regulację temperatury powietrza kopalnianego i jego wilgotności względnej.

Powyższy problem techniczny rozwiązano ' według wynalazku za pomocą sposobu klimatyzacji ściany przodka wybierającego pomiędzy chodnikiem wentylacyjnym, przez który powietrze kopalniane dopływa, a chodnikiem transportowym, przez który zużyte powietrze odpływa, w kopalniach węgla kamiennego, zwłaszcza w kopalniach o dużej głębokości, zgodnie z którym, w chodniku wentylacyjnym powietrze kopalniane dopływające prowadzi się najpierw przez chłodzoną wodą chłodnicę wstępną i schładza do temperatury 12°C, dalej powietrze schłodzone wstępnie prowadzi się do chłodzonej lodem chłodziarki niskotemperaturowego schładzania gdzie schładza się je do temperatury w zakresie od 3° do 10°C, korzystnie do 5°C, przy czym powstają skropliny a wilgotność względna powietrza podnosi się do około 100%, po czym skropliny oddziela się, za pomocą wodooddzielacza, a powietrze kopalniane schłodzone do temperatury końcowej i uwolnione w znacznym stopniu od skroplin wprowadza się do ściany i reguluje się w zależności od panujących tam warunków geotermicznych i płynącego w niej powietrza ścianowego, do zadanej dla ściany temperatury pracy równej około 20°C z wilgotnością względną co najwyżej 35%.

Zgodnie' z - wynalazkiem przez chłodziarkę niskotemperaturowego schładzania przepływa chłodziwo złożone z mieszaniny płynu i drobnego lodu, który się w niej topi, przez chłodnicę wstępną przepływa płyn opuszczający chłodziarkę niskotemperaturowego chłodzenia, a płyn opuszczający chłodnicę wstępną wprowadza się do maszyny wytwarzającej lód z przyporządkowaną chłodziarką, w której ponownie wytwarza się mieszaninę płynu i drobnego lodu, którą ponownie wprowadza się do chłodziarki niskotemperaturowego schładzania.

Wynalazek osiąga w ten sposób regulację temperatury powietrza i jego wilgotności względnej w eksploatacji ściany, a przez to jej klimatyzację, która wybitnie polepsza warunki pracy.

Wynalazek wykorzystuje fakt, że za pomocą opisanego dwustopniowego chłodzenia z chłodzeniem wstępnym i końcowym można uzyskać schłodzenie przepływającego powietrza kopalnianego do bardzo niskiej temperatury, przy czym woda zawarta w dopływającym powietrzu wytrąca się wskutek kondensacji.

Wynalazek opiera się na stwierdzonym fakcie, że powietrze kopalniane schłodzone do bardzo niskiej temperatury wykazujące wilgotność równą 100%, a wprowadzone do ściany wywołuje tam mimo to klimatyzację, a to dlatego, że nieuniknione ocieplenie się tego powietrza w ścianie, wywołuje redukcję jego wilgotności względnej i w następstwie stwarza przyjemne warunki pracy. Sposób według wynalazku podaje zasadę regulacji w odniesieniu do natężenia przepływu względnie objętości powietrza kopalnianego wchodzącego do ściany, schłodzonego

176 823 do temperatury końcowej i oswobodzonego ze skroplin z jednej strony i stojącego lub płynącego w ścianie powietrza kopalnianego z drugiej strony. Oczywiste, że reguluje się również temperaturę ochłodzonego powietrza. Regulacja przeprowadzana jest bez trudu przez fachowca, przy uwzględnieniu warunków geotermicznych i warunków, jakie w danym wypadku wynikają ze zraszania ociosu węglowego. Gdy ściana nie jest zbyt długa, to poprzez opisane środki osiąga się na jej całej długości wystarczającą klimatyzację i przyjemne warunki pracy.

W odmianie wykonania dla klimatyzacji ściany, która jest wykonana jako długa, wynalazek przewiduje, że począwszy od chodnika wentylacyjnego, odcinek ściany klimatyzowany jest sposobem według wynalazku, aż wilgotność względna powietrza w kierunku wzdłużnym do chodnika transportowego osiągnie około 70%, a przylegający pozostały odcinek ściany w tym kierunku, klimatyzuje się za pomocą chłodzonych mieszaniną płynu i drobnego lodu chłodnic nawiewnych i/lub chłodnic rurkowych wirowych, które sąnp. wbudowane w stojaki obudowy. Ogólnie biorąc, zarówno chłodzenie wstępne jak i końcowe będzie przeprowadzone w chodniku wentylacyjnym.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia ścianę klimatyzowaną według sposobu zgodnego z wynalazkiem, na rysunku schematycznym, w widoku z góry, fig. 2 - chłodziarkę niskotemperaturowego schładzania powietrza kopalnianego w przekroju poprzecznym w powiększeniu w stosunku do fig. 1.

, Przedstawiona na fig. 1 ściana 1 usytuowana jest pomiędzy chodnikiem wentylacyjnym 2 i chodnikiem transportowym 3. Przez chodnik wentylacyjny 2 powietrze kopalniane płynie do ściany 1. Zużyte powietrze kopalniane odpływa przez chodnik transportowy 3. Chodzi tu o kopalnię węgla kamiennego na dużej głębokości.

W chodniku wentylacyjnym 2 widać najpierw chłodzoną wodą chłodnicę wstępną 4, oraz chłodzoną lodem chłodziarkę niskotemperaturowego schładzania powietrza 5. W chodniku wentylacyjnym 2 dopływające powietrze kopalniane prowadzone jest najpierw przez chłodnicę wstępną4 i schładzane do zadanej temperatury wstępnej. Ochłodzone wstępnie powietrze dostaje się do chłodziarki niskotemperaturowego schładzania 5, gdzie schładzane jest do temperatury końcowej w zakresie 3°C do 10°C, korzystnie do około 5°C. Przy tym powstają skropliny i wilgotność względna powietrza leży w pobliżu 100%. Skropliny są oddzielone za pomocą wodooddzielacza 6.

Z figury 1 widać, że schłodzone do temperatury końcowej powietrze kopalniane wchodzi do ściany 1 W ścianie tej wskutek panujących w· niej warunków geotermicznych oraz przez przepływające przez nią powietrze ścianowe, . parametry powietrza kopalnianego zostają wyregulowane na zadaną dla ściany temperaturę pracy z zadaną wilgotnością względną.

Tym sposobem odbywa się klimatyzowanie ściany. Odpowiednie do eksploatacji nastawienie przeprowadza w szczegółach i bez problemów fachowiec, zwłaszcza, że potrzebne do tego agregaty są znane.

Figura 2 przedstawia dwie możliwe formy wykonania chłodziarki niskotemperaturowego schładzania 5. Z lewej strony na fig. 2 widać, że przez chłodziarkę 5 z rurkami 5a prowadzącymi powietrze kopalniane przepływa czynnik chłodzący 7, składający się z mieszaniny płynu i drobnego lodu. Przy tym, lód ten topi się praktycznie całkowicie w chłodziarce 5.

Przez chłodnicę wstępną 4 przepływa płyn 8, który opuszcza chłodziarkę 5. Płyn 9 opuszczający chłodnicę wstępną 4 wprowadzany jest do nie narysowanej maszyny do wytwarzania lodu z chłodziarką, w której ponownie wytwarzana jest mieszanina płynu i drobnego lodu 7, która wprowadzana jest znów do chłodziarki 5.

Wynalazek zapewnia więc osiągnięcie z jednej strony regulacji temperatury powietrza, a z drugiej strony wilgotności względnej powietrza w ścianie 1, powodujące tym sposobem jej klimatyzację.

Na figurze 2 z prawej strony pokazane są prowadzące powietrze kopalniane rurki o podwójnym płaszczu, z płaszczem zewnętrznym 5a i płaszczem wewnętrznym 5b. W obszarze pośrednim pomiędzy podwójnym płaszczem przepływa mieszanina płynu i drobnego lodu 7. Chłodzone powietrze kopalniane przepływa przekrojem, który pozostał biały, na fig. 2 z prawej

176 823 strony, a więc ma do dyspozycji dużą powierzchnię wymiany ciepła i jego przepływ odbywa się przy nieznacznej stracie ciśnienia. (Porównaj opis DE 44 05 192 A1).

Na figurze 1 lewa połowa ściany 1 urządzona jest zgodnie z podanym opisem. Na prawo przylega do niej odcinek ściany 1, chłodzony za pomocą chłodnic nawiewnych 10 i/lub chłodnic rurkowych wirowych 11, które chłodzone są mieszaniną złożoną z płynu i drobnego lodu. Chłodnice te wbudowane są w przesuwne obudowy wyrobiska 12.

Granica pomiędzy obydwoma różnymi sposobami klimatyzacji jest celowo uzależniona od wilgotności powietrza jaka kształtuje się w powietrzu kopalnianym, płynącym przez ścianę 1 od chodnika wentylacyjnego 2 do chodnika transportowego 3. Granica ta leży celowo przy wilgotności względnej równej około 70%. W ramach wynalazku chodzi o to, ażeby powietrze kopalniane schłodzone w chłodziarce niskotemperaturowego schładzania 5 do temperatury np. 5°C i o wilgotności względnej około 100%; nie było wprowadzane bezpośrednio do ściany 1 lecz przez pośrednio włączony wymiennik ciepła. Wymiennikiem ciepła może być np. lutnia wentylacyjna, która wprowadzona jest do chodnika wentylacyjnego i/lub do ściany.

Przez ściany lutni odbywa się wymiana ciepła, aż osiągnięta zostaje żądana temperatura o wartości np. 20°C. Na ścianie lutni skrapla się na zewnątrz wilgoć z powietrza kopalnianego w chodniku wentylacyjnym lub w ścianie, co polepsza przechodzenie ciepła.

Odnośnie chłodnicy wstępnej, chłodziarki do niskotemperaturowego schładzania powietrza i maszyny wytwarzającej lód odsyła się do literatury DE 36 11 696 C2, DE 43 41 024 A1, DE 44 05 192 A1, DE 42 39 226 C1, DE 40 05 426 C2 i DE 39 15 774 C2.

176 823

Figi

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz. Cena 2,00 zł.

Claims (3)

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób klimatyzacji ściany przodka wybierającego pomiędzy chodnikiem wentylacyjnym, przez który powietrze kopalniane dopływa, a chodnikiem transportowym, przez który zużyte powietrze kopalniane odpływa, w kopalniach górnictwa węgla kamiennego, szczególnie w kopalniach o dużej głębokości, znamienny tym, że w chodniku wentylacyjnym powietrze kopalniane dopływające prowadzi się najpierw przez chłodzoną wodą chłodnicę wstępną i schładza do temperatury 12°C, po czym powietrze schłodzone wstępnie prowadzi się następnie do chłodzonej lodem chłodziarki niskotemperaturowego schładzania, gdzie schładza się je do temperatury w zakresie od 3°C do 10°C, korzystnie do 5°C, przy czym powstają skropliny a wilgotność względna powietrza podnosi się do około 100%, po czym skropliny oddziela się za pomocą wodooddzielacza, a powietrze kopalniane schłodzone do temperatury końcowej i uwolnione w znacznym stopniu od skroplin wprowadza się do ściany, i reguluje się w zależności od panujących tam warunków geotermicznych i płynącego w niej powietrza ścianowego do zadanej dla ściany temperatury pracy, równej około 20°C z wilgotnością względną co najwyżej 35% przy czym, przez chłodziarkę niskotemperaturowego schładzania przepływa chłodziwo złożone z mieszaniny płynu i drobnego lodu, który się w niej topi, przez chłodnicę wstępną przepływa płyn opuszczający chłodziarkę niskotemperaturowego schładzania, a płyn opuszczający chłodnicę wstępną wprowadza się do maszyny wytwarzającej lód, z przyporządkowaną chłodziarką, w której ponownie wytwarza się mieszaninę płynu i drobnego lodu, który ponownie wprowadza się do chłodziarki niskotemperaturowego schładzania.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że dla ściany przodka wykonanej w postaci ściany długiej, dla jej odcinka poczynając od chodnika wentylacyjnego, w chodniku wentylacyjnym powietrze kopalniane dopływające prowadzi się najpierw przez chłodzoną wodą chłodnicę wstępną i schładza do temperatury 12°C, po czym powietrze schłodzone wstępnie prowadzi się do chłodzonej lodem chłodziarki niskotemperaturowego schładzania, gdzie schładza się je do temperatury w zakresie od

3°C do 10°C, korzystnie do 5°C, przy czym powstają skropliny a wilgotność względna powietrza podnosi się do około 100%, po czym skropliny oddziela się za pomocą wodooddzielacza a powietrze kopalniane schłodzone do temperatury końcowej i uwolnione w znacznym stopniu od skroplin wprowadza się do ściany i reguluje w zależności od panujących tam warunków geotermicznych i płynącego w niej powietrza ścianowego, do zadanej dla ściany temperatury pracy równej około 20°C z wilgotnością względną co najwyżej 35%, aż wilgotność względna powietrza kopalnianego na drodze od chodnika wentylacyjnego do chodnika transportowego osiągnie wartość 70%, a pozostały odcinek ściany długiej w kierunku chodnika transportowego klimatyzuje się za pomocą chłodzonych mieszaniną płynu i drobnego lodu chłodnic nawiewnych i/lub chłodnic rurkowych wirowych, które zabudowane są w stojakach obudowy wyrobiska-.