книги из ГПНТБ / Отепление шахтных стволов М. М. Шемаханов. 1960- 11 Мб
.pdfЭяземпл
М. М. ШЕМАХАНОВ
ОТЕПЛЕНИЕ
ШАХТНЫХ СТВОЛОВ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО ЛИТЕРАТУРЫ ПО ГОРНОМУ ДЕЛУ
Москва 1960
АННОТАЦИЯ
В книге рассмотрены схемы применяемых устройств для подогрева воздуха в калорифер ных установках шахт. Дано описание паровых, огневых и электрических нагревателей. Подробно рассмотрены конструкции различных видов паро вых калориферов и приведены основные ука зания по их монтажу, регулированию и контролю работы, схемы автоматизации работы, методы подбора и расчета калориферных установок.
В книге также освещены вопросы выбора ко тельной установки для нагрева калориферов и ис пользования вторичных энергетических ресурсов.
Книга рассчитана на инженерно-технических работников угольной и рудной промышленности.
СОДЕРЖАНИЕ
|
|
|
|
|
Стр. |
Предисловие........................................................ |
|
........ |
|
4 |
|
I. |
Калориферная |
установка шахты и ее назначение .... |
5 |
||
II. |
Калориферы...................................................................................... |
|
. |
18 |
|
III. |
Расчет воздуховода и выбор вентилятора....................................... |
|
73 |
||
IV. |
Временные калориферные установки при проходке горных |
вы |
|
||
|
работок |
. |
...................................................................................101 |
|
|
V. |
Трубопроводы.............................................................................................. |
|
104 |
||
VI. |
Определение расхода тепла и топлива, производительности |
ко |
|
||
|
тельной установки и выбор количества котлов......................... |
137 |
|
||
VII. |
Расчет |
окон............................................................................................... |
|
166 |
|
VIII. |
Регулирование, контроль, установка и монтаж калориферной |
|
|||
|
установки |
|
. ........................................................................171 |
|
|
Литература.......................................................................................................... |
|
|
|
203 |
ПРЕДИСЛОВИЕ
В угольных и горнорудных бассейнах СССР, на шахтах и руд
никах в зимнее время, когда температура наружного воздуха
опускается значительно ниже 0°, применяют подогрев воздуха,
поступающего в шахту через ствол. Благодаря этому верхняя часть ствола предохраняется от обмерзания и создаются лучшие санитарно-гигиенические условия для работающих. Нагрев воз
духа производится в специальных установках, располагаемых
обычно поблизости от ствола, по которому воздух поступает
в шахту.
Целью настоящей книги является ознакомление читателя со
способами подогрева воздуха, типами теплообменных аппара тов — калориферами, оборудованием, связанным с установкой их, а также с методами расчета, выбора и контроля калорифер ных установок и вспомогательного оборудования. Так как на
шахтах СССР применяются паровые калориферы, то в предлагае
мой работе главное внимание уделено этим аппаратам.
Книга предназначена для инженерно-технических работников
горной промышленности, а также может быть использована уча щимися горных вузов и техникумов при дипломном проектиро
вании.
I.КАЛОРИФЕРНАЯ УСТАНОВКА ШАХТЫ
ИЕЕ НАЗНАЧЕНИЕ
Взимнее время температура наружного воздуха опускается значительно ниже 0° (—20°, —30°) и в некоторых районах СССР
доходит до —50° и ниже.
Вэтих условиях при попадании холодного воздуха в ствол
шахты возможно обмерзание и обледенение стен ствола, а также
расстрелов, проводников и электрических кабелей, расположен ных в нем. В вертикальных стволах при этом образуются ледя
ные наросты (наледи) на армировке и крепи, что может вызвать заедание клети и обрыв каната.
В наклонных стволах может произойти обледенение путевого
полотна и людских ходков, что приводит к сходу вагонеток и ски
пов с рельс, обрыву каната и т. д.
Обледенение происходит главным образом вследствие замер
зания воды, просочившейся из грунта на стенки ствола. Зна чительное обмерзание наблюдается в зоне капежа, т. е. с глубины
10—15 м. Если грунт сухой и отсутствует высокий напорный во
доносный горизонт, обмерзание шахтных стволов менее веро
ятно, но возможно при подаче в ствол достаточно влажного вен
тиляционного воздуха: при охлаждении последнего происходит выпадение влаги вследствие конденсации на поверхности ствола
и оборудовании, а при отрицательной температуре воздуха в стволе — замерзание ее.
Для устранения обледенения обычно прибегают к сооруже нию специальных отопительных установок, дающих возможность
поддержать в стволе шахты температуру несколько выше 0°.
В отличие от жилых зданий, где применяется водяное и паро вое отопление с расположением нагревательных приборов внутри
обогреваемого помещения, для обогрева стволов обычно приме
няют воздушное отопление.
По способу проветривания шахты, вентиляторные установки разделяются на всасывающие и нагнетательные.
По правилам безопасности в угольной промышленности вса сывающая вентиляция может применяться на всех шахтах, неза-
5
1. Калориферная установка с вводом воздуха в ствол
через одно окно
висимо от производительности и пыле-газового режима. Нагне
тательную вентиляцию можно применять только на негазовых
шахтах или шахтах с выделением углекислого газа.
В этом случае подогрев и смешение воздуха может осущест
вляться по одной из двух основных схем. По первой схеме
(рис. 1) часть вентиляционного воздуха, прежде чем попасть
в ствол, прогоняется установленным для этой цели вентилятором
через калорифер, где и подогревается. Подогретый воздух по осо
бому каналу (кирпичному или бетонному) от калориферной установки подается в ствол шахты и смешивается с остальным
воздухом, подаваемым в шахту. Канал проводится в зависимо
сти от размеров конструктивных элементов шейки ствола
(подкопровые балки, кулаки и т. п.) на минимальной глубине —
1,5—2,0 м от уровня пола надшахтного здания.
В ствол воздух подается через специальные окна, располо женные по окружности ствола. При диаметре ствола более 5 м,
делают два окна с противоположных сторон ствола. Иногда осу ществляют ввод воздуха через одно окно. Увеличение числа окон
дает более равномерное перемешивание холодного воздуха с го
рячим. Окна должны, по возможности, располагаться со стороны
глухой стены клети во избежание попадания струи горячего воз
духа на людей, находящихся в клети. Вообще число и местопо
ложение окон зависит от расположения копра. Иногда ввод на
гретого воздуха в ствол осуществляется по |
касательной |
к окружности ствола — тангенциально, что создает |
завихрение |
воздуха, и нагретый воздух лучше перемешивается с холодным
воздухом, вводимым в ствол.
На рис. 1 показана установка с вводом воздуха через одно
■окно, а на рис. 2 — отопительная установка шахтного ствола с ребристыми калориферами и с тангенциальным подводом на гретого воздуха в ствол.
Аналогичная схема применяется и при установке пластинча
тых калориферов.
Температура подогрева и количество воздуха, подогревае
мого в калорифере, рассчитываются таким образом, чтобы тем
пература воздуха внутри шахтного ствола была больше 0°. Тем пература воздуха в шахтном стволе (в отличие от жилых зданий)
определяется не санитарной нормой, а исключительно условиями устранения обмерзания и обледенения стволов.
Обычно температура воздуха после смешения поддержи
вается + 2°.
На случай пожара в надшахтном здании, а также для воз
можности реверсирования (рис. 3) струи воздуха при аварии
предусматривается запасной вентиляционный ход с устьем, распо ложенным вне надшахтного здания и служащим запасным выхо дом для людей. При пожаре в надшахтном здании подача холод ного воздуха для смешения с нагретым, а при реверсировании —
:выход воздуха производится через запасной вентиляционный
7
Рис. 2. Калориферная установка с тангенциальным вводом воздуха в ствол