Экспериментальные исследования тепловлажностных параметров горных выработок глубоких шахт Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

1. Алексеенко С.А., Лисовицкая И.А. Нетрадиционный подход к новой технологии кондиционирования рудничного вздуха в глубоких шахтах и рудниках: Горный информационно-аналитический бюллетень. - М: Изд-во МГГУ. 2003. № 9. С. 69-71.

2. Численный метод расчета системы циркуляционного кондиционирования воздуха в глубоких шахтах и рудниках / С.А. Алексеенко , И.А. Шайхлисламова, И.Н. Зинченко и др.- Науковий вюник НГУ. №1. 2004.

3. Методы расчета тепловлажностных параметров в горных выработках глубоких шахт с альтернативными источниками энергии / С.А. Алексеенко,

И.А. Шахлисламова, И.Н. Зинченко, А.Г. Бутырин / Сб. науч. трудов НГУ №16. - Днепропетровск, НГУ, 2003. -С.124 -129.

4. Цейтлин Ю.А. Установки для кондиционирования воздуха в шахтах. - Недра, 1974. - 166 с.

5. Щербанъ А.Н., Кремнев О.А., Журавленко В.Я. Руководство по регулированию теплового режима шахт. - М.: Недра, 1977. - 359 с.

6. Единая методика прогнозирования температурных условий в угольных шахтах. - Макеевка - Донбасс: МакНИИ, 1979. - 196с.

7. Кремнев O.A., Журавленко В.А. Тепло- и массооб-мен в горном массиве и подземных сооружениях. - Киев: Наук. думка, 1986. - 344 с.

Коротко об авторах

Алексеенко Сергей Александрович - кандидат технических наук, доцент кафедры АОТ НГУ.

Зинченко Игорь Николаевич — кандидат технических наук, старший инженер отдела эндогенных пожаров, Научно - иследовательский институт горноспасательного дела.

Шайхлисламова Ирина Анатольевна - аспирантка кафедры АОТ НГУ.

Бутырин Александр Григорьевич — технический директор ГП «Красноармейскуголь».

Король Вячеслав Иванович - начальник Красноармейской государственной горнотехнической инспекции.

----------------------------------------------------------------- НОВИНКИ

ИЗДАТЕЛЬСТВА МОСКОВСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО

ГОРНОГО УНИВЕРСИТЕТА

Уткина С.И. Экономика горного предприятия: Учебное пособие для вузов. — 262 с.: ил.

КВЫ 5-7418-0226-5 (в пер.)

В соответствии с законодательными и нормативными документами изложены основные принципы и методологические основы формирования и учета доходов и расходов предприятия. Дана характеристика этих показателей с точки зрения экономики, бухгалтерского учета и налогообложения. В отдельные разделы выделены особенности расчета затрат на производство и реализацию продукции для горно-добывающих предприятий. Приведены примеры экономических расчетов.

Для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению «Горное дело» по специальностям «Подземная разработка месторождений полезных ископаемых» и «Открытые горные работы».

© И.А. Шайхлисламова, 2004

УДК 622.413.001.5 И.А. Шайхлисламова

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕПЛОВЛАЖНОСТНЫХ ПАРАМЕТРОВ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК ГЛУБОКИХ ШАХТ

Семинар № 3

Для управления тепловым режимом глубоких шахт на кафедре АОТ Национального горного университета разработан и предложен новый способ регулирования микроклимата глубокого горизонта, основанный на предваврительном нагреве и увлажнении свежей струи воздуха в околоствольном дворе за счет избыточного тепла воздуха, достигшего добычных участков [1].

Для изучения термодинамических параметров рудничного воздуха в горных выработках шахты им. А.Г.Стаханова ГП «Красноармейск-уголь» были проведены экспериментальные исследования с учетом перспективы развития горных работ на горизонте 986м по подготовке уклонного поля блока №2-3 пластов Ь3-Ь1. Тепловая съемка проводилась в соответствии с руководством [3]. Маршрут тепловой съемки представлен на рис. 1.

^ С

—•— зима —■— весна —*— лето —х- осень

зывает влияние колебания температуры на поверхности шахты.

Анализ экспериментальных данных показывает, что основной прирост температуры воздуха происходит в околоствольных выработках. Из рис. 2 видно что дальнейшее увеличение температуры воздуха незначительное. Это говорит о том что основной приток тепла к воздуху происходит в выработках около-ствольного двора, диагональном квершлаге и в южном полевом магистральном штреке блока №2-3, т.к. температурный напор между воздухом и горным массивом в этих выработках имеет максимальное значение, достигающее 26 °С, в то время как в начале вспомогательного уклона пластов Ь1-Ь3 температурный напор менее 18°С, а в действующих лавах шахты им. А.Г.Стаханова температурный напор менее 12,7°С (табл. 1) [2]. Максимальное приращение

Анализ экспериментальных наблюдений показал, что температура воздуха в околоствольном дворе увеличивалась с 11,6 “С в апреле месяце до 20,1 °С в июне месяце, т.е. амплитуда колебания температуры составила 8,5 °С.

Из анализа тепловой съемки видно, что температура воздуха в околоствольном дворе (рис. 2) в весенний и осенний периоды года не превышала 13 °С, в зимние - 16 °С и только в летний период достигает 20 °С. На температуру воздуха в околоствольном дворе ока-

Рис 1. Схема расположения основных замерных пунктов при выполнении маршрутной тепловой съемки

(---существующие выработки;-------

выработки намеченные по проекту)

температуры воздуха в околоствольных и главных выработках наблюдается в зимний, весенний и осенний период года, а минимальное в летний период года. Максимальное значение температуры воздуха в начале вспомогательного уклона пластов ЬГЬ3 было 26,2 °С в летнее время года и 24

'.Н&й^йТенование выработки и пункта измерения 15110, °С и, °С t„, °С ^С,°с

3-я южнгВ0 лква южного уклона пл. Ь3 блока №2: 120 5 4005 КІ . .4 9.

на входе/1 л^е^ $ ¥ *8^5^

на выход^0 *■—

2О - 2-я лава вдкзого бремсберга пл. Ь7 блока №2:

.на входе 1°л&В} , 1 1 1 ^ ^ на выходе и0 лавы 200 400 600 800 36.1 0 31.2 320 400 30.0 00 800

2-я лавадададьнпщ^м^эд^рл^! №2: на входе в разрезную печь Рц^ Щ&Ц&$$Ржания 603духа в шахте Рис. . ^^Т£. ^\.^ '. НО Иа&а! И ^^Т£. ¿\. —*—лето 37.5 . ^з^енени —х —осень —•26.8 г ^а^осодерэ. • зима —■— В( 24.3 <*¿24^ возду сна 9.7 ка в шахте

3-я лава центрального уклона пл. Ь3 олока №4: на входе в лаву на выходе из лавы 41.9 41.4 28.2 30.0 26.0 28.2 У 12.7

южная лава пл.Ы блока№4: на входе в лаву на выходе из лавы 36.2 36.2 25.6 28.4 24.8 26.0 9.2

°С в весеннее время года, т.е. сезонные колебания температуры воздуха на горизонте 986 м на расстоянии 750 м от воздухоподающего ствола достигло 2,2 °С, т.е. чем дальше от воздухоподающего ствола тем меньше сезонные колебания температуры воздуха в около-ствольном дворе влияют на температуру воздуха на добычном участке.

Относительная влажность воздуха в около-ствольном дворе во времени мало изменялась и находилась в пределах 93-100 % (рис. 3), т.е.

Рис 2. Изменение температуры воздуха в шахте им. А.Г. Стаханова по заданному маршруту

сезонные колебания от носительной влажности воздуха на поверхности, не оказывали заметное влияние на значения относительной влажности в околоствольном дворе. Из анализа наблюдений за относительной влажностью воздуха как в пространстве так и во времени (рис. 3) видно, что относительная влажность изменяется по линейному закону. Относительная влажность воздуха в выработках околоствольного двора и далее по маршруту менее, чем температура, подвержена влиянию наружного воздуха и изменяется в пределах 91-100 %. Минимальная в весенний период года, максимальная в летний.

Это объясняется тем, что интенсивность нагрева воздуха в околоствольном дворе в холодный период года выше, чем в теплый. При повышении температуры и интенсивном увлажнении в начале группового уклона пластов Ь3-Ь1 наблюдается уменьшение относительной

влажности, из этого следует, что определяющее влияние на относительную влажность воз-духа1ёйа|зывает его нагрев.

Сйёд

движбйик рудничного ] нагретрм с увлажнением его при понижении относительной влажности.

В^госодержание воздуха ном дворе с 6,6 г/кг весной увеличивалась до 13 г/к/0 летом (рйс. 4). С_увеличёнием теімігера-туры во°уха в ЯЄолостЖьно

в околостволь-

;тет и

яьно

—х —осень —■—веснэ

влагосодержание, то есть конечное значение

Рис 3. Изменение относительной влажности воздуха в шахте им. А.Г. Стаханова по заданному маршруту относительной влажности остается, постоянным. Теплосодержание воздуха характеризуется в целом тепло-массообменом воздуха с окружающей средой по маршруту наблюдения. Начальная величина теплосодержания воздуха зависит от сезона года и колебалась в пределах 28-53 кДж/кг (рис .5), а в конце участка наблюдения колебания составили менее 10 кДж/кг.

Это говорит о том что воздух в околоствольном дворе можно дополнительно нагревать и увлажнять.

Интенсивность увлажнения воздуха по длине исследуемого маршрута движения воздуха снижалась. Сезонные колебания абсолютного влагосодержания воздуха в конце маршрута были незначительны.

Полученные результаты параметров воздуха по тракту его движения в шахте им. А.Г.Стаханова хорошо согласуются с результатам

тепловых съемок в работах А.Н. Щербаня, O.A. Кремнева, Г.В. Дуганова [4, 5].

Из анализа экспериментальных данных видно, что предварительно можно нагревать и увлажнять свежую струю воздуха в околоствольном дворе за счет избыточного тепла

1. Пат.53467А Україна, МКИ 7Е21Б3/00. Спосіб кондиціонування рудникового повітря та установка для його здійснення / В. Муравейник, С. Алексеенко, I. Лісовицька та ін. (Украіна) // 2003.- Бюл. №1. - С. 4.138

2. Результаты обследования тепловых условий в горных выработках действующих выемочных участков и в тупиковых подготовительных выработок по состоянию на август - сентябрь 2002г, МакНИИ Макеевка-Донбасс, 2002

воздуха, достигшего добычных участков, а это позволит выровнять тепловые атмосферные условия по горизонту: понизить температуру воздуха на добычных участках и повысить в выработках околоствольного двора.

---------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

3. Руководство по проведению тепловых съемок в угольных шахтах: Макеевка-Донбасс, 1982.

4. Щербанъ А.Н., Кремнев O.A. Научные основы расчета и регулирования теплового режима глубоких шахт, т 1. Изд-во АН УССР, 1959, С.377-408.

5. Дуганов Г.В., Кухарев В.H., Вентиляция и кондиционирование воздуха при разработке крутопадающих пластов, Изд-во Гос. Университета им. А.М. Горького, Харьков, 1965, С. 70-76.

Коротко об авторах ________________________________

Шайхлисламова Ирина Анатольевна - аспирантка кафедры АОТ НГУ.