PL181350B1 - Sposób lokalnej klimatyzacji wyrobisk górniczych, zwłaszcza ścianowych - Google Patents

Abstract

Sposób lokalnej klimatyzacji wyrobisk górniczych, zwłaszcza ścianowych, znamienny tym, że nośnikiem niskiej temperaturyjest sprężone powietrze, które chłodzisię wparowniku (1) chłodziarki górniczej bezpośredniego działania, następnie rurociągiem (3) doprowadza się do wylotu wyrobiska, skąd przewodami (5) rozprowadza się do zasilania strumienie powietrznych (4) rozmieszczonych wzdłuż wyrobiska w miejscach, gdzie występuje znaczny wypływ ciepłego powietrza.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób klimatyzacji wyrobisk górniczych, zwłaszcza ścianowych, w których prowadzi się eksploatację pokładów zalegających na znacznych głębokościach.

Stale rosnące głębokości eksploatacji i związany z tym zwrot temperatury górotworu stwarza coraz wyższe wymagania w zakresie klimatyzacji wyrobisk górniczych. Potrzebna zdolność chłodnicza maszyn klimatyzacyjnych zależy w znacznym stopniu od miejsca chłodzenia powietrza. Chłodzenie całego prądu powietrza na wlocie do kopalni nie jest efektywne, wymaga bardzo dużych zdolności chłodniczych maszyn klimatyzacyjnych, a efekt chłodzenia powietrza w rejonach odległych od szybu nie jest odczuwalny. Najwyższe temperatury powietrza występują w drążonych wyrobiskach korytarzowych i w ścianach, zatem aby obniżyć temperaturę powietrza do dopuszczalnej przepisami należy w tych miejscach odbierać wydzielające się ciepło. Powoduje to konieczność tworzenia skutecznych rozwiązań klimatyzacji lokalnej, umożliwiających zbliżenie się z urządzeniami chłodniczymi do przodków wydobywczych.

Znany jest ze zgłoszenia patentowego nr P. 311508 „Sposób klimatyzacji ściany przodka wybierającego”, polegający na tym, że w chodniku wentylacyjnym dopływające powietrze kopalniane prowadzi się najpierw przez chłodzoną wodą chłodnicę wstępną skąd powietrze jest doprowadzone do chłodzonej lodem chłodziarki niskotemperaturowego schładzania. Skropliny oddziela się za pomocą wodooddzielacza. Parametry schłodzonego do temperatury końcowej powietrza kopalnianego zostają przy wprowadzeniu do ściany wyregulowane do zadanej temperatury i wilgotności względnej przy uwzględnieniu panujących tam warunków geotermicznych i przepływającego powietrza.

Znane jest także ze zgłoszenia patentowego nr P. 306053 „Urządzenie do klimatyzacji podziemnych wyrobisk górniczych”. Urządzenie to zawiera chłodziarkę dołową i maszynę do wytwarzania lodu, która produkuje nadającą się do przepompowania mieszaninę cieczy i drobnych cząstek lodu. Maszyna jest połączona z chłodziarką dołową za pomocą przewodu transportującego mieszaninę. Maszyna posiada zbiornik, wewnątrz którego jest wiązka ustawionych poziomo rur służących do transportu czynnika chłodniczego i połączonych z chłodziarką do chłodzenia czynnika chłodniczego. Na wiązkę rur nasadzona jest prostopadle płyta z otworami, przemieszczająca się za pomocą odpowiedniego napędu tam i z powrotem wzdłuż rur i powodująca w ten sposób zeskrobywanie gromadzącego się na rurach lodu. Lód opada do komory wewnętrznej zbiornika, do której doprowadzona jest ciecz mieszaniny.

181 350

Ze zgłoszenia patentowego nr P. 310009 znana jest „Chłodziarka tunelowa wody z klimatyzatorów chłodzących powietrze wyrobisk górniczych”. Rozwiązanie to dotyczy chłodzenia bezpośrednio powietrzem wentylacyjnym gorącej wody z klimatyzatorów chłodzących powietrze wyrobisk górniczych chłodziarką tunelową wody, która ma zainstalowany w wyrobisku chodnikowym zestaw kaskadowy płyt chłodzących z zestawem dysz wodnych i rynnami zbiorczymi schłodzonej wody, otoczony z góry i z boków elastyczną osłoną. Płyty chłodzące są profilowane z rowkami i nachylone na przemian pod regulacyjnie ustawionym kątem oraz przyłączone górnymi końcami do bocznych łańcuchów przymocowanych do obudowy górniczej, zaś na przemian są podłączone środkowym łańcuchem poprzez podciąg regulacyjny do obudowy górniczej. Zestaw dysz wodnych jest przyłączony do rurociągu wodnego schłodzonej wody tych klimatyzatorów.

Przedstawione rozwiązania wykorzystują do chłodzenia powietrza przodkowego jako nośniki niskiej temperatury media pośrednie - schłodzoną wodę lub mieszaninę płynu z lodem oraz w celu osiągnięcia pożądanej niskiej temperatury stosują układy wielostopniowego schładzania. Jest to kosztowne ponieważ wymaga zabudowy oraz utrzymywania sieci izolowanych rurociągów. Również dla obniżenia temperatury całego prądu dopływającego do ściany powietrza konieczne jest instalowanie chłodnic dużej mocy, przy czym na wlocie do ściany występuje skokowa obniżka temperatury a efekt chłodzenia wzdłuż ściany jest niewielki na skutek postępującego ogrzewania się powietrza od skał i urobku.

Rozwiązanie sposobu według wynalazku polega na wykorzystaniu jako nośnika niskiej temperatury sprężonego powietrza, które schładza się w parowniku górniczej chłodziarki bezpośredniego działania. Schłodzone powietrze doprowadza się rurociągiem do wylotu wyrobiska, skąd przewodami rozprowadza się do strumienie powietrznych, spełniających rolę małych i lekkich chłodziarek rozmieszczonych wzdłuż wyrobiska, w miejscach gdzie występuje znaczny wypływ ciepłego powietrza. Źródłem powietrza chłodzonego w chłodziarce jest strumienica powietrzna zasilana sprężonym powietrzem. Strumienica zasysając inżektorowo powietrze z otoczenia, przekazuje do komory parownika chłodziarki mieszaninę powietrza sprężonego z powietrzem otoczenia.

W porównaniu ze znanymi rozwiązaniami, sposób według wynalazku charakteryzuje się większą skutecznością chłodzenia na całej długości ściany przy mniejszych kosztach całej instalacji. Dzięki rozmieszczeniu małych chłodziarek wzdłuż wyrobiska eksploatacyjnego obniża się temperaturę powietrza kilkakrotnie. Stąd ilość ciepła jaką trzeba odebrać z powietrza dla uzyskania dopuszczalnej temperatury w określonym miejscu jest znacznie mniejsza od tej jaka jest wymagana przy stosowaniu znanych rozwiązań, w których chłodzi się całe powietrze dopływające do wyrobiska. Z tego względu, jak również ze względu na wyeliminowanie czynnika pośredniego, moc urządzenia chłodniczego może być niższa, a równocześnie uzyskuje się lepsze chłodzenie bezpośrednio w miejscach, które najbardziej tego wymagają, a które najczęściej występują w pobliżu wylotu wyrobiska ścianowego.

Wynalazek zostanie bliżej przedstawiony na rysunku, na którym schematycznie pokazano przykład realizacji sposobu klimatyzacji według wynalazku dla ściany wydobywczej.

W chodniku nadścianowym jest zainstalowana górnicza chłodziarka bezpośredniego działania składająca się z parownika 1 oraz zespołu 2 skraplacza wraz ze sprężarką. Wyjście z parownika 1 jest połączone z rurociągiem 3, doprowadzonym do górnego odcinka ściany wydobywczej. Wzdłuż ściany są podwieszone na sekcjach obudowy zmechanizowanej strumienice powietrzne 4, połączone przy pomocy elastycznych przewodów 5 z króćcami zabudowanymi na końcowym odcinku rurociągu 3. Wejście parownika 1 jest połączone z rurociągiem 6 sprężonego powietrza poprzez strumienicę powietrzną 7. Czynnik chłodzący z zespołu skraplacza i sprężarki 2 jest przekazywany do parownika 1 przewodami 8.

Sprężone powietrze z rurociągu 6 zasila strumienicę 7, w której następuje inżektorowe zasysanie powietrza z otoczenia. Powstała mieszanina powietrzna jest doprowadzona do komory parownika 1. Parownik 1 stanowi przeciwprądowy wymiennik ciepła wykonany w postaci pakietu rurek mieszanych, w których odparowuje przepływający czynnik chłodniczy

181 350 doprowadzony w obiegu zamkniętym z zespołu skraplacza i sprężarki 2. W komorze parownika 1 następuje ochłodzenie powietrza na skutek odparowania czynnika chłodniczego. Schłodzone do bardzo niskiej temperatury 2-6°C powietrze zostaje przetransportowane rurociągiem 3 do górnego odcinka ściany, skąd zasilane są nim rozmieszczone wzdłuż ściany wydobywczej strumienice 4 spełniające rolę małych i lekkich chłodziarek, stanowiące źródło zimnego powietrza w miejscu zabudowy. Wielkość mocy chłodniczej strumienie 4 zależy od temperatury i wydajności ochłodzonego powietrza zasilającego te strumienice.

Przedstawionym sposobem według wynalazku można również klimatyzować wyrobiska korytarzowe.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz.

Cena 2,00 zł.

Claims (2)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób lokalnej klimatyzacji wyrobisk górniczych, zwłaszcza ścianowych, znamienny tym, że nośnikiem niskiej temperatury jest sprężone powietrze, które chłodzi się w parowniku (1) chłodziarki górniczej bezpośredniego działania, następnie rurociągiem (3) doprowadza się do wylotu wyrobiska, skąd przewodami (5) rozprowadza się do zasilania strumienie powietrznych (4) rozmieszczonych wzdłuż wyrobiska w miejscach, gdzie występuje znaczny wypływ ciepłego powietrza.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że sprężone powietrze chłodzone w parowniku (1) pobiera się poprzez strumienicę powietrzną (7), zasysającą inżektorowo powietrze z otoczenia.