8.Тепловые установки для вентиляции карьера

Тепловые установки создают конвективные воздушные струи, т. е. струи, образуемые свободно поднимающимися массами нагре­того воздуха. Силой, вызывающей подъем воздуха в конвективной струе, является выталкивающая сила, которая возникает вследст­вие разности плотностей нагретого воздуха в струе и более холод­ного воздуха вне ее. Очевидно, чем больше разность температур воздуха в струе и вне ее, тем существеннее разность плотностей воздуха, тем больше выталкивающая сила, тем интенсивнее дви­жение воздуха в струе. В связи с тем что температура воздуха в карьере изменяется в небольшом диапазоне, для получения боль­шей разности температур между струей и окружающим воздухом решающее значение имеет температура воздуха в струе и ее на­грев.

Создание конвективных струй для вентиляции карьеров произ­водится тепловыми установками (иногда называемыми также «метеотронами») при сжигании топлива в специальных устройствах. Обычно применяют дизельное топливо.

В СССР их было две УТ-ЛФИ-2 и УКПК-1

9.Сравнительная характеристика технических средств при вентиляции карьеров

9. Ограниченные и свободные воздушные потоки.

Все воздушные потоки делятся на два основных типа: ограниченные – движущиеся вдоль твердых границ (потолки в трубах, подземных выработках); свободные потоки (свободные струи) - не имеющие твердых границ и распространяющиеся в воздушной среде. Свободные струи образуются при срыве ветрового потока с верхней бровки и распространении в пространстве карьера, искусственной вентиляции при применении вентиляционных установок, выходе воздуха из трубопровода.

10.Температурная стратификация атмосферы карьеров

Тепловыделение от рассмотренных в предыдущем разделе ис­точников приводит к увеличению температуры воздуха в карьере с глубиной его разработки. Однако при холодной поверхности карьеров или в безветренную погоду, когда на поверхности начи­нается потепление, а карьер еще заполнен массами тяжелого хо­лодного воздуха, возможно понижение его температуры с увели­чением глубины.

Вертикальное изменение температуры воздуха по глубине карьера это вертикальная тем­пературная стратификация, или температурное расслоение ат­мосферы карьера.

В неподвижной атмосфере, в которой нет подвода и отвода тепла (адиабатическое состояние), температура воздуха увеличи­вается с глубиной вследствие естественного сжатия нижележащих слоев воздуха. В том случае, когда дно и борта карьера отдают теплоту воздуху, температура с глубиной будет увеличиваться быстрее, чем в состоянии безраз­личного равновесия, поскольку воздух получает тепло не только от сжатия, но еще и от теплых поверхностей карьера. Тепло, генерируемое в воздухе при естест­венном его сжатии, расходуется на нагрев холодных поверхностей карьера.

Наконец, возможен случай весьма сильного охлаждения воз­духа, когда отвод тепла превышает его генерацию при сжатии. Эпюра температуры в этом случае будет описываться линией 5, наклон которой противоположен наклону линий 1, 2 я 3.

Линии 1, 2, 4 и 5 (см. рис. 11.1) характеризуют определенную температурную стратификацию атмосферы. Линия 1 соответст­вующая адиабатическому состоянию атмосферы, при котором ок­ружающая среда не отдает тепло воздуху и не получает её от по­следнего, характеризует адиабатическую стратификацию; линия 2, направленная более полого вследствие дополнительного нагрева воздуха внешними источниками тепла, характеризует сверхадиабатическую стратификацию; линия 4—отсутствие стратификации (т. е. отсутствие горизонтальных слоев воздуха с разной темпера­турой); линия 5 — инверсионную стратификацию, т. е. изменение j температуры в обратном порядке по сравнению с адиабатическим.

Каждый случай температурной стратификации атмосферы (см. рис. 11.1) можно характеризовать углом наклона соответствующей линии распределения температуры в вертикальной плоскости или вертикальным градиентом температуры Г ,угол их наклона к горизонту (температурный градиент) будет меняться от точки к точке. В этом случае градиент в точке T — dt/dz