1. ТЕПЛОВОЙ РЕЖИМ ГЛУБОКИХ ШАХТ Холодильные установки
1. 1. ФАКТОРЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ ТЕПЛОВОЕ СОСТОЯНИЕ ВОЗДУХА В ГОРНЫХ ВЫРАБОТКАХ Тепловые параметры воздуха в горных выработках непрерывно изменяются в результате воздействия различных факторов: теплообмена с горным массивом; сжатия или расширения при движении соответственно вниз или вверх по вертикальным и наклонным выработкам; теплообмена с шахтной водой; нагревания вследствие окислительных процессов, происходящих в горных выработках; теплоты, выделяемой работающими машинами, механизмами и другими источниками. Холодильные установки 2
1. 1. ФАКТОРЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ ТЕПЛОВОЕ СОСТОЯНИЕ ВОЗДУХА В ГОРНЫХ ВЫРАБОТКАХ Атмосферные условия на дневной поверхности (температура, влажность, барометрическое давление) также оказывают влияние на тепловое состояние воздуха в горных выработках. Температура горного массива. В средних широтах на глубине 25— 30 м температура горного массива в течение года остается практически неизменной и близка к среднегодовой температуре данной местности. Холодильные установки 3
Температура горного массива. Эта глубина называется нейтральной зоной. Ниже нейтральной зоны по мере увеличения глубины температура горных пород возрастает. Это обусловлено воздействием внутренней теплоты Земли. Показателем скорости нарастания температуры служит геотермический градиент, который отражает, на сколько градусов повышается температура горного массива при увеличении глубины на единицу длины. Холодильные установки 4
Температура горного массива. Величина, обратная геотермическому градиенту, называется геотермической ступенью. Величина геотермической ступени в различных геологических районах непостоянна. Для Донбасса она составляет в среднем 33 м/°С. С увеличением глубины температура горного массива возрастает по линейному закону. Ожидаемую температуру горных пород t (°С) на заданной глубине можно найти по формуле Холодильные установки 5
Температура горного массива. где tн. з—температура горных пород на глубине залегания нейтральной зоны (для Донбасса в среднем 7, 9 °С); Н—глубина горной выработки от поверхности, м; hн. з—глубина залегания нейтральной зоны, м (для условий Донбасса в среднем 25 м); Гст—величина геотермической ступени для данного геологического района, м/°С. Холодильные установки 6
График изменения температуры боковых пород с увеличением глубины Холодильные установки 7
Сжатие и расширение воздуха происходят при движении его по вертикальным и наклонным выработкам. В процессе сжатия увеличивается внутренняя энергия воздуха, вследствие чего и растет его температура. Расширение, происходящее при движении вверх, сопровождается понижением температуры воздуха, В сухих выработках на каждые 100 м глубины температура воздуха возрастает примерно на 1 °С. Если в стволах имеется капеж воды, то прирост температуры воздуха при сжатии уменьшается в 2— 3 раза. Холодильные установки 8
Массообменные процессы происходят на всем пути движения воздуха по горным выработкам. Источниками влаги служат горные породы, содержащие так называемую материнскую влагу, и технологическая вода. В основном на испарение воды расходуется теплота горных пород, поэтому если рассматривать увлажнение воздуха как самостоятельный процесс, то его протекание не изменяет температуры воздуха. Теплообмен воздуха с шахтной водой, движущейся по за крытой водоотливной канавке, Холодильные установки 9
Массообменные процессы совершается за счет теплопередачи через конструкцию перекрытия. При этом тепловой поток от воды к воздуху, движущемуся по выработке, пропорционален коэффициенту теплопередачи, площади поверхности канавки и разности температур воды и воздуха. При непосредственном контакте рудничного воздуха с поверхностью шахтной воды количество воспринятой им теплоты увеличивается в 2— 3 раза за счет массоотдачи от воды к воздуху. Холодильные установки 10
Окислительные процессы, происходящие в угле, угольной пыли, деревянной крепи, являются источниками приращения тепла вентиляционной струи. В выработках, характеризующихся малой запыленностью, тепловой эффект от окисления незначителен и им можно пренебречь. Холодильные установки 11
Работа машин и механизмов В процессе работы машин и механизмов почти вся потребляемая мощность в конечном итоге превращается в теплоту, часть из которой воспринимается рудничным воздухом. В теп лоту не превращается лишь мощность, расходуемая горными машинами на повышение потенциальной энергии грузов при их подъеме. Холодильные установки 12
1. 2. СПОСОБЫ НОРМАЛИЗАЦИИ ТЕПЛОВЫХ УСЛОВИИ В ГОРНЫХ ВЫРАБОТКАХ Тепловые условия труда на рабочих местах могут быть нормализованы либо путем доведения параметров шахтного воздуха до величин, соответствующих ПБ и санитарным нормам, либо за счет применения противотепловых средств индивидуальной за щиты. В горных выработках тепловые условия определяются тремя основными факторами — температурой, относительной влажностью и скоростью воздуха. Холодильные установки 13
1. 2. СПОСОБЫ НОРМАЛИЗАЦИИ ТЕПЛОВЫХ УСЛОВИИ В ГОРНЫХ ВЫРАБОТКАХ Тепловые параметры шахтного воздуха можно регулировать путем выполнения горнотехнических мероприятий, направленных на снижение температуры и влажности воздуха, или путем искусственного охлаждения воздуха. К горно техническим мероприятиям относят увеличение расхода воздуха, сокращение пути движения свежей вентиляционной струи к забоям, подачу свежей струи по охлажденным выработкам, транспортирование угля по выработкам с исходящей струёй воздуха или Холодильные установки 14
1. 2. СПОСОБЫ НОРМАЛИЗАЦИИ ТЕПЛОВЫХ УСЛОВИИ В ГОРНЫХ ВЫРАБОТКАХ с обособленным проветриванием, перекрытие водоотливных канавок, отвод воды по трубам, искусственное увеличение подвижности воздуха в рабочих зонах за счет применения специальных механических средств, например аэраторов, и др. Указанные мероприятия положительно воздействуют практически на все неблагоприятные тепловые факторы. Однако по мере углубления шахт роль горнотехнических мероприятий снижается и, начиная с глубины 700— 800 м их Холодильные установки 15
1. 2. СПОСОБЫ НОРМАЛИЗАЦИИ ТЕПЛОВЫХ УСЛОВИИ В ГОРНЫХ ВЫРАБОТКАХ самостоятельное применение, становится недостаточным. В этом случае осуществляют охлаждение шахтного воздуха с применением в основном искусственного холода. Известны различные способы получения холода, но на практике получило распространение машинное охлаждение рудничного воздуха с преимущественным использованием паровых компрессорных холодильных машин с электроприводом. В отдельных случаях при холодопотребности до Холодильные установки 16
1. 2. СПОСОБЫ НОРМАЛИЗАЦИИ ТЕПЛОВЫХ УСЛОВИИ В ГОРНЫХ ВЫРАБОТКАХ 40 к. Вт можно применять воздушные холодильные машины. В последнее время обращается внимание на абсорбционные бромистолитиевые холодильные машины, для работы которых употребляют тепловую энергию. Холодильные установки 17
1. 3. СРЕДСТВА ИНДИВИДУАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ Источником холода служит вихревая трубка 4, которая через фильтр 2 и рукав 3 подключается к сети сжатого воздуха 1. Охлажденный поток воздуха поступает под верхнюю спецодежду и каску по специальной вентиляционной системе 5. Вихревая трубка закреплена на костюме с помощью разъема безопасности 6, который размыкается при натяжении рукава с усилием, превышающем заданную величину. Холодильные установки 18
1. 4. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ ШАХТНЫХ ХОЛОДИЛЬНЫХ УСТАНОВОК Холодильные установки 19
1. 4. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ ШАХТНЫХ ХОЛОДИЛЬНЫХ УСТАНОВОК Холодильные установки 20
1. 4. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ ШАХТНЫХ ХОЛОДИЛЬНЫХ УСТАНОВОК Холодильные установки 21
Скачать презентацию 1 ТЕПЛОВОЙ РЕЖИМ ГЛУБОКИХ ШАХТ Холодильные установки
Лекция 01 Тепловой режим.ppt