Недеља, март КСНУМКС КСНУМКС КСНУМКС: КСНУМКС

Вентилација и хлађење у подземним рудницима

Оцените овај артикал
(КСНУМКС гласова)

Главни циљ вентилације рудника је обезбеђивање довољних количина ваздуха свим радним местима и путевима у подземном руднику да се разблаже до прихватљивог нивоа они загађивачи који се не могу контролисати на било који други начин. Тамо где су дубина и температура стена такве да су температуре ваздуха превисоке, могу се користити механички системи за хлађење да допуне благотворне ефекте вентилације.

Тхе Мине Атмоспхере

Састав гасовитог омотача који окружује земљу варира за мање од 0.01% од места до места, а састав „сувог” ваздуха се обично узима као 78.09% азота, 20.95% кисеоника, 0.93% аргона и 0.03% угљен-диоксида. Водена пара је такође присутна у различитим количинама у зависности од температуре и притиска ваздуха и доступности слободних водених површина. Како вентилациони ваздух струји кроз рудник, концентрација водене паре може се значајно променити и ова варијација је предмет посебне студије психрометрије. За дефинисање стања мешавине водене паре и сувог ваздуха у одређеној тачки потребна су три мерљива независна својства барометарског притиска, температуре сувог и влажног термометра.

Захтеви за вентилацију

Загађивачи које треба контролисати вентилацијом за разблаживање су првенствено гасови и прашина, иако јонизујуће зрачење повезано са радоном који се јавља у природи може представљати проблеме, посебно у рудницима уранијума и где су позадинске концентрације уранијума у ​​домаћину или суседним стенама повишене. Количина ваздуха потребна за контролу разблаживања зависиће и од јачине извора загађивача и од ефикасности других контролних мера као што су вода за сузбијање прашине или системи за дренажу метана у рудницима угља. Минимални проток ваздуха за разблаживање је одређен загађивачом који захтева највећу количину разблаживања уз дужно уважавање могућих адитивних ефеката смеша и синергизма где један загађивач може повећати ефекат другог. Надјачавање ове вредности може бити минимални захтев за брзину ваздуха који је обично 0.25 м/с и повећава се како се температура ваздуха такође повећава.

Вентилација опреме на дизел погон

У механизованим рудницима који користе мобилну опрему на дизел мотор и у одсуству непрекидног праћења гаса, разблаживање издувних гасова се користи да би се одредили минимални захтеви за вентилационим ваздухом тамо где раде. Потребна количина ваздуха се обично креће између 0.03 и 0.06 м3/с по кВ називне снаге у тачки рада у зависности од типа мотора и да ли се користи било какво кондиционирање издувних гасова. Континуирани развој у технологији горива и мотора обезбеђују ниже емисије мотора, док катализатори, мокри перачи и керамички филтери могу додатно да смање излазне концентрације угљен моноксида/алдехида, оксида азота и честица дизела. Ово помаже у испуњавању све строжих граница загађивача без значајног повећања стопе разблаживања издувних гасова. Минимална могућа граница разблажења од 0.02 м3/с по кВ је одређена емисијом угљен-диоксида која је пропорционална снази мотора и на коју не утиче кондиционирање издувних гасова.

Дизел мотори су око једне трећине ефикасни у претварању енергије доступне у гориву у корисну снагу и већина тога се затим користи за превазилажење трења што резултира топлотном излазном снагом која је око три пута већа од излазне снаге. Чак и када се камион вуче уз пад, користан рад је само око 10% расположиве енергије у гориву. Веће снаге дизел мотора се користе у већој мобилној опреми која захтева веће ископе да би безбедно радила. Омогућава нормалне зазоре возила и типичну стопу разблажења издувних гасова дизел мотора од
КСНУМКС м3/с по кВ, минималне брзине ваздуха код којих раде дизелаши су у просеку око 0.5 м/с.

Вентилација различитих метода рударења

Иако постављање општих захтева за количину ваздуха није прикладно тамо где су доступне или могуће детаљне информације о планирању рудника и вентилације, оне подржавају критеријуме који се користе за пројектовање. Одступања од нормалних вредности генерално се могу објаснити и оправдати, на пример, у рудницима са проблемима са топлотом или радоном. Општи однос је:

Моја количина = αт + β

где је т годишња стопа производње у милионима тона годишње (Мтпа), α је променљиви фактор количине ваздуха који је директно повезан са стопом производње и β је константна количина ваздуха потребна за вентилацију инфраструктуре рудника као што је систем за руковање рудом. Типичне вредности α су дате у табели 1.

Табела 1. Пројектни фактори количине ваздуха

Метод рударења

α (фактор количине ваздуха м3/с/Мтпа)

Блоцк-цавинг

50

Соба и стуб (поташ)

75

Подниво спелеологије

120

Отворено заустављање
велики >.5 Мтпа
мала .5 Мтпа


160
240

Механизовано сечење и пуњење

320

Немеханизовано рударење

400

 

Константна количина ваздуха β углавном зависи од система руковања рудом и, у извесној мери, од укупне производње рудника. За руднике где се стена транспортује низ пад коришћењем камиона на дизел мотор или нема дробљења миниране стене, одговарајућа вредност β је 50 м3/с. Ово се обично повећава на 100 м3/с када се користе подземне дробилице и скип дизалице са подземним површинама за одржавање. Како систем руковања рудом постаје све екстензивнији (тј. коришћењем транспортера или других система за пренос руде), β може даље порасти до 50%. На веома великим рудницима где се користе вишеструки системи окна, константна количина ваздуха β је такође вишекратник броја потребних система окна.

Захтеви за хлађење

Пројектовани термички услови

Обезбеђивање одговарајућих термичких услова за минимизирање опасности и штетних ефеката топлотног стреса може захтевати механичко хлађење поред вентилације неопходне за контролу загађивача. Иако је примењени топлотни стрес сложена функција климатских варијабли и физиолошких одговора на њих, у практичном рударском смислу највећи утицај имају брзина ваздуха и температура влажног термометра. Ово је илустровано снагама ваздушног хлађења кориговане одећом (В/м2) дато у табели 2. Под земљом се узима да је радиантна температура једнака температури сувог термометра и 10 °Ц виша од температуре влажног термометра. Барометарски притисак и режим одевања су типични за подземне радове (тј. 110 кПа и 0.52 одевне јединице).

Табела 2. Снаге ваздушног хлађења кориговане одећом (В/м2)

Брзина ваздуха (м/с)

Температура влажног термометра (°Ц)

 

20.0

22.5

25.0

27.5

30.0

32.5

0.1

176

153

128

100

70

37

0.25

238

210

179

145

107

64

0.5

284

254

220

181

137

87

1.0

321

290

254

212

163

104

 

Брзина ваздуха од 0.1 м/с одражава ефекат природне конвекције (тј. уопште нема видљивог протока ваздуха). Брзина ваздуха од 0.25 м/с је минимална уобичајено дозвољена у рударству и 0.5 м/с би била потребна тамо где температура влажног термометра прелази 25 °Ц. У погледу постизања топлотне равнотеже, метаболичка топлота која произлази из типичних радних стопа је: одмор, 50 В/м2; лак рад, 115 до 125 В/м2, средњи рад, 150 до 175 В/м2; и напоран рад, 200 до 300 В/м2. Пројектни услови за конкретну примену рудника би се утврдили из детаљне студије оптимизације. Генерално, оптималне температуре влажног термометра су између 27.5 °Ц и 28.5 °Ц, а ниже температуре су применљиве на мање механизоване операције. Радни учинак се смањује и ризик од болести узрокованих топлотом значајно расте када температура влажног термометра пређе 30.0 °Ц, а рад се нормално не би требао наставити када је температура влажног термометра већа од 32.5 °Ц.

Топлотна оптерећења рудника

Расхладно оптерећење рудника је топлотно оптерећење рудника умањено за капацитет хлађења вентилационог ваздуха. Топлотно оптерећење рудника укључује ефекте ауто-компресије ваздуха у усисним дисајним путевима (претварање потенцијалне енергије у енталпију док ваздух тече у рудник), проток топлоте у рудник из околног камена, топлоту одведену из разбијене стене или било какве пукотине пре него што се уклоне из захвата или радних делова рудника, као и топлоту која настаје радом било које опреме која се користи у процесима ломљења и транспорта руде. Капацитет хлађења вентилационог ваздуха зависи како од пројектованих термичких услова средине на радним местима тако и од стварних климатских услова на површини.

Иако је релативни допринос сваког извора топлоте у укупном износу специфичан за локацију, ауто-компресија обично главни доприноси између 35 и 50% укупног. Како се дубина рударења повећава, ауто-компресија може довести до тога да капацитет хлађења ваздуха постане негативан, а ефекат снабдевања више ваздуха је повећање расхладног оптерећења рудника. У овом случају, количина доведене вентилације треба да буде минимална у складу са испуњавањем контроле загађивача и потребне су све веће количине хлађења да би се обезбедили продуктивни и безбедни услови рада. Дубина ископавања на којој хлађење постаје неопходно зависиће првенствено од климатских услова на површини, удаљености коју ваздух путује кроз усисне дисајне путеве пре него што се употреби и од степена у коме се користи велика опрема (на дизел или електрични погон).

Системи примарне вентилације

Мреже

Примарни вентилациони системи или мреже се баве обезбеђивањем протока ваздуха кроз међусобно повезане рудничке отворе. Целокупна вентилациона мрежа има спојеве на којима се сусрећу три или више дисајних путева, гране које су ваздушни путеви између спојева и мреже које су затворене путање кроз мрежу. Иако је већина мрежа за вентилацију рудника разгранана са стотинама или чак хиљадама грана, број главних усисних (грана између површине и рудника) и повратних или издувних (грана између ископа и површине) дисајних путева обично је ограничен на мање од десет.

Са великим бројем грана у мрежи, одређивање шеме протока и утврђивање укупног губитка притиска није једноставно. Иако су многи у једноставном серијском или паралелном распореду који се може решити алгебарски и прецизно, постојаће неки сложени делови који захтевају итеративне методе са конвергенцијом до прихватљиве толеранције. Аналогни рачунари су успешно коришћени за анализу мреже; међутим, оне су замењене дигиталним методама које одузимају мање времена засноване на апроксимационој техници Харди Цросс развијене за решавање мрежа протока воде.

Отпор дисајних путева и ударни губици

Отпор протоку ваздуха тунела или отвора рудника је функција његове величине и храпавости површине, а резултујући губитак притиска зависи од овог отпора и квадрата брзине ваздуха. Додавањем енергије систему може се створити притисак који онда превазилази губитак притиска. Ово се може десити природно када се енергија обезбеђује топлотом из стене и других извора (природна вентилација). Иако је ово некада био главни метод обезбеђивања вентилације, само 2 до 3% енергије се претвара и, током врућих лета, стена може заправо да охлади усисни ваздух што доводи до преокрета протока. У савременим рудницима вентилатор се обично користи да обезбеди енергију струји ваздуха која онда превазилази губитак притиска, иако ефекти природне вентилације могу помоћи или успорити у зависности од доба године.

Када ваздух струји преко неке површине, молекули ваздуха непосредно поред површине мирују, а суседни клизе преко оних који мирују уз отпор који зависи од вискозности ваздуха. Градијент брзине се формира где се брзина повећава са повећањем удаљености од површине. Гранични слој створен као резултат овог феномена и ламинарни подслој који се такође формира како се гранични слој развија, имају дубок утицај на енергију потребну за унапређење протока. Генерално, храпавост површине минских дисајних путева је довољно велика да се „избочине“ протежу кроз гранични подслој. Дишни пут је тада хидраулички храпав и отпор је функција релативне храпавости, односно односа висине храпавости и пречника дисајног пута.

Већина дисајних путева минираних конвенционалним техникама бушења и минирања имају висину храпавости између 100 и 200 мм, а чак и на веома „блоковитом“ тлу, просечна висина храпавости не би прелазила 300 мм. Када се ваздушни путеви покрећу помоћу машина за бушење, висина храпавости је између 5 и 10 мм и још увек се сматра хидраулички грубом. Храпавост дисајних путева се може смањити њиховим облагањем, иако је оправдање обично потпора тла, а не смањење снаге потребне за циркулацију вентилационог ваздуха. На пример, велика осовина обложена бетоном храпавости од 1 мм била би прелазно храпава, а Рејнолдсов број, који представља однос инерционих и вискозних сила, такође би утицао на отпор протоку ваздуха.

У пракси, потешкоће у облагању глатког бетона тако великог шахта одозго на доле док се утапају резултирају повећаном храпавости и отпорима око 50% већим од глатких вредности.

Са ограниченим бројем усисних и повратних дисајних путева између експлоатације и површине, велики део (70 до 90%) укупног губитка рудничког притиска јавља се у њима. Губици притиска у дисајним путевима такође зависе од тога да ли постоје прекиди који изазивају ударне губитке као што су савијања, контракције, експанзије или било какве препреке у дисајним путевима. Губици који проистичу из ових дисконтинуитета, као што су савијања у и ван дисајних путева, када се изразе у смислу губитака који би били произведени у еквивалентној дужини правог дисајног пута, могу бити значајан део укупног броја и треба их пажљиво проценити, посебно када се разматрају главни усисни и издувни. Губици у дисконтинуитетима зависе од количине одвајања граничног слоја; ово се минимизира избегавањем наглих промена у области.

Отпор дисајних путева са опструкцијама

Ефекат опструкције на губитке притиска зависи од њеног коефицијента отпора и коефицијента пуњења, који је однос површине блокаде објекта и површине попречног пресека дисајног пута. Губици узроковани препрекама могу се смањити минимизирањем одвајања граничног слоја и обима било каквог турбулентног трага рационализацијом објекта. На коефицијенте отпора утиче њихов облик и распоред у окну; упоредне вредности би биле: И греда, 2.7; квадрат, 2.0; цилиндар, 1.2; издужени шестоугао, 0.6; и потпуно поједностављен, 0.4.

Чак и са малим коефицијентима пуњења и ниским коефицијентом отпора, ако се опструкција редовно понавља, као на пример код греда које раздвајају одељке за подизање у окну, кумулативни ефекат на губитке притиска је значајан. На пример, отпор шахта опремљеног полуобликованим издуженим шестоугаоним гредама и коефицијентом пуњења од 0.08 био би око четири пута већи од отпора самог окна обложеног бетоном. Иако су материјални трошкови лакше доступних правоугаоних шупљих конструкцијских челичних профила већи од И греда, коефицијенти отпора су око једне трећине и лако оправдавају њихову примену.

Главни и додатни вентилатори

И аксијални и центрифугални вентилатори се користе за обезбеђивање циркулације ваздуха у системима за вентилацију рудника, при чему се постиже ефикасност вентилатора од преко 80%. Избор између аксијалног или центрифугалног протока за главне рудничке вентилаторе зависи од цене, величине, притиска, робусности, ефикасности и било које варијације у перформансама. У рудницима где квар вентилатора може довести до опасних акумулација метана, инсталира се додатни капацитет вентилатора како би се обезбедио континуитет вентилације. Тамо где ово није тако критично и са инсталацијом са два вентилатора, око две трећине рудничког ваздуха ће се наставити ако се један вентилатор заустави. Вентилатори вертикалног аксијалног струјања инсталирани преко дисајних путева имају ниске трошкове, али су ограничени на око 300 м3/с. За веће количине ваздуха потребни су вишеструки вентилатори и они су повезани са издувним каналом помоћу канала и кривине.

Да би се постигла највећа ефикасност по разумној цени, аксијални вентилатори се користе за апликације ниског притиска (мање од 1.0 кПа), а центрифугални вентилатори за системе високог притиска (већи од 3.0 кПа). Било који избор је погодан за средње притиске. Тамо где је потребна робусност, као што је код издувних гасова са брзинама ваздуха изнад критичног опсега, а капљице воде се преносе и излазе из система, центрифугални вентилатор ће обезбедити поузданији избор. Опсег критичне брзине ваздуха је између 7.5 м/с и 12.5 м/с где капљице воде могу остати у суспензији у зависности од њихове величине. Унутар овог опсега, количина суспендоване воде може се нагомилати и повећати притисак система док се вентилатор не заустави. Ово је област у којој део ваздуха циркулише око лопатица и рад вентилатора постаје нестабилан. Иако није пожељно за било који тип вентилатора, могућност квара лопатица центрифугалног вентилатора је знатно мања од квара аксијалних лопатица у овој области флуктуације протока.

Ретко је да је главни вентилатор потребан да ради на истој радној тачки током животног века рудника, а пожељне су ефикасне методе различитих перформанси вентилатора. Иако променљива брзина резултира најефикаснијим радом и за аксијалне и за центрифугалне вентилаторе, трошкови, посебно за велике вентилаторе, су високи. Перформансе вентилатора аксијалног протока могу се мењати подешавањем угла лопатице, а то се може извести или када је вентилатор заустављен или, уз знатно већу цену, када се окреће. Додавањем вртлога ваздуху који улази у вентилатор помоћу варијабилних улазних лопатица, перформансе центрифугалног вентилатора могу се мењати док ради.

Ефикасност центрифугалног вентилатора далеко од његове пројектоване тачке опада брже него код вентилатора аксијалног протока и, ако су потребне високе перформансе у широком опсегу радних тачака и притисци су одговарајући, бира се вентилатор аксијалног протока.

Вентилациони системи

Положај главног вентилатора у целокупном систему је нормално на површини на издувним дисајним путевима. Главни разлози за ово су једноставност где је усис често подизни отвор, а издув је посебан дисајни пут за једну сврху и минимизирање топлотног оптерећења искључивањем вентилатора из усисних дисајних путева. Вентилатори се могу инсталирати на шахтовима за подизање било у форсираном или издувном режиму обезбеђивањем запечаћене главе. Међутим, тамо где радници, материјали или камен такође улазе или излазе из окна, постоји могућност цурења ваздуха.

Пусх-пулл системи где су уграђени и усисни и издувни вентилатори се користе или да смање максимални притисак у систему дељењем или да обезбеде веома малу разлику притиска између радне површине и површине. Ово је релевантно у рудницима који користе методе спелеоградње где цурење кроз подручје пећине може бити непожељно. Са великим разликама у притиску, иако је цурење ваздуха кроз удубљену зону обично мало, може довести до проблема са топлотом, зрачењем или оксидацијом у радна места.

Подземни вентилатори за повишење притиска су, због просторних ограничења, скоро увек аксијални и користе се за појачавање протока у дубљим или удаљенијим деловима рудника. Њихов главни недостатак је могућност рециркулације између издувних гасова додатног вентилатора и усисних дисајних путева. Само дајући подстицај мањим протокима ваздуха тамо где су потребни, они могу резултирати нижим притиском главног вентилатора за пуни проток ваздуха у руднику и последичним смањењем укупне потребне снаге вентилатора.

Секундарна вентилација

Помоћни системи

Секундарни вентилациони системи су потребни тамо где пролазна вентилација није могућа, као на пример у насловима развоја. Могућа су четири аранжмана, од којих сваки има своје предности и недостатке.

систем присиљавања резултира најхладнијим и најсвежијим ваздухом који стиже до лица и омогућава коришћење јефтинијих флексибилних канала. Велика брзина ваздуха који излази са краја доводног канала ствара млаз који увлачи додатни ваздух и помаже да се очисти лице загађивача и обезбеди прихватљива брзина лица. Његов главни недостатак је то што се остатак тарифног броја вентилира ваздухом који је контаминиран гасовима и прашином произведеним рударским операцијама у лицу. Ово је посебно проблем након минирања, где се безбедно време поновног уласка повећава.

An систем за исцрпљивање омогућава уклањање свих загађивача са лица и одржава остатак наслова у усисном ваздуху. Недостаци су то што ће топлотни ток из околног камена и испаравање влаге резултирати вишим температурама ваздуха за испоруку лица; операције у повратку од лица, као што је уклањање камења помоћу опреме на дизел, контаминираће усисни ваздух; нема ваздушног млаза који би помео лице; а потребан је скупљи канал који може да издржи негативан притисак.

u једној систем преклапања издувних гасова проблем чишћења лица ваздушним млазом се превазилази уградњом мањег вентилатора и канала (преклапање). Поред додатних трошкова, недостатак је што преклапање треба да се унапреди са лицем.

У систем за кретање уназад, користи се режим присилне вентилације, осим током минирања и периода поновног уласка након минирања, када је проток ваздуха обрнут. Његова главна примена је код потонућа шахта, где време поновног уласка за дубока окна може бити превисоко ако се користи систем само за присилно коришћење. Преокрет ваздуха се може постићи коришћењем пригушивача на улазу и излазу вентилатора или коришћењем предности вентилатора аксијалног протока, где промена смера ротације лопатица доводи до преокрета протока са око 60% нормалног протока испоручена.

Вентилатори и канали

Вентилатори који се користе за секундарну вентилацију су скоро искључиво аксијални. Да би се постигли високи притисци који су неопходни да изазове проток ваздуха кроз дуге дужине канала, могу се користити вишеструки вентилатори са супротно ротирајућим или коротирајућим радним колом. Цурење ваздуха је највећи проблем у системима помоћних вентилатора и канала, посебно на великим удаљеностима. Чврсти канали произведени од поцинкованог челика или фибергласа, када се уграђују са заптивкама, имају довољно мало цурења и могу се користити за развијање наслова дужине до неколико километара.

Флексибилни канали су знатно јефтинији за куповину и једноставнији за уградњу; међутим, цурење на спојницама и лакоћа којом се оне кидају контактом са мобилном опремом резултирају много већим губицима ваздуха. Практичне границе развоја коришћењем флексибилног канала ретко прелазе 1.0 км, иако се могу продужити коришћењем дужих канала и обезбеђивањем довољног размака између канала и мобилне опреме.

Контроле вентилације

И кроз вентилацију и помоћни системи вентилатора и канала користе се за обезбеђивање вентилационог ваздуха на локацијама где особље може да ради. Контроле за вентилацију се користе за усмеравање ваздуха ка радном месту и за минимизирање кратког споја или губитка ваздуха између усисних и издувних дисајних путева.

Преграда се користи за заустављање протока ваздуха кроз спојни тунел. Материјали конструкције зависиће од разлике притисака и да ли ће бити изложен ударним таласима од минирања. Флексибилне завесе причвршћене за околне површине стена су погодне за апликације ниског притиска, као што је одвајање усисних и повратних дисајних путева у панелу између просторија и стубова који се копа континуираним рударом. Преграде од дрвета и бетона су погодне за апликације са високим притиском и могу имати тешку гумену клапну која се може отворити како би се смањила штета од експлозије.

Врата за вентилацију су потребна тамо где је потребан пролаз пешака или возила. На материјале конструкције, механизам отварања и степен аутоматизације утиче разлика притиска и учесталост отварања и затварања. За апликације високог притиска, могу се уградити двоја или чак троја врата како би се створиле ваздушне браве и смањило цурење и губитак ваздуха који улази. За помоћ при отварању врата са ваздушном бравом, она обично садрже мали клизни део који се прво отвара како би се омогућило изједначавање притиска на обе стране врата која се отварају.

Регулатор се користи тамо где се количина ваздуха који струји кроз тунел треба смањити, а не потпуно зауставити, а такође и тамо где није потребан приступ. Регулатор је променљиви отвор и променом површине може се променити и количина ваздуха која пролази кроз њега. Подна даска је један од најједноставнијих типова где бетонски оквир подржава канале у које се могу постављати (спуштати) дрвене плоче и мењати отворени простор. Други типови, као што су лептир жалузине, могу се аутоматизовати и даљински контролисати. На горњим нивоима у неким отвореним системима за заустављање, може бити потребан ретки приступ кроз регулаторе, а хоризонтално укрућени, флексибилни панели могу се једноставно подићи или спустити како би се обезбедио приступ уз минимизирање оштећења од експлозије. Чак су и гомиле поломљеног камења коришћене за повећање отпора у деловима нивоа где привремено нема рударских активности.

Системи за хлађење и хлађење

Први систем за хлађење рудника инсталиран је у Моро Вељу, Бразил, 1919. године. Од тог датума, раст светског капацитета био је линеаран на око 3 мегавата расхладне опреме (МВР) годишње до 1965. године, када је укупан капацитет достигао око 100 МВР . Од 1965. године раст капацитета је био експоненцијалан, са удвостручавањем сваких шест или седам година. На развој рудничког хлађења утицала је и индустрија климатизације и потешкоће у раду са динамичким рударским системом у којем запрљање површина измењивача топлоте може имати дубоке ефекте на количину обезбеђеног хлађења.

У почетку су расхладна постројења постављена на површину, а усисни ваздух рудника је хлађен. Како се растојање под земљом од површинског постројења повећавало, ефекат хлађења је смањен и расхладна постројења су премештена под земљу ближе постројењима.

Ограничења у капацитету подземног одбијања топлоте и једноставност површинских постројења резултирали су враћањем на површинску локацију. Међутим, осим што се усисни ваздух хлади, охлађена вода се сада доводи и подземно. Може се користити у уређајима за ваздушно хлађење у близини радних површина или као помоћна вода која се користи у бушилицама и за сузбијање прашине.

Опрема расхладних постројења

Парнокомпресиони расхладни системи се користе искључиво за руднике, а централни елемент површинског постројења је компресор. Појединачни капацитети постројења могу да варирају између 5 МВР и преко 100 МВР и генерално захтевају више система компресора који су центрифугалног или вијчаног дизајна са позитивним померањем. Амонијак је обично расхладно средство одабрано за површинску биљку и одговарајући халоугљеник се користи под земљом.

Топлота потребна за кондензацију расхладног средства након компресије се одбацује у атмосферу и, да би се смањила снага потребна за обезбеђивање хлађења рудника, ово се одржава што је могуће ниским. Температура влажног термометра је увек мања или једнака температури сувог термометра и стога се увек бирају системи за одбацивање влажне топлоте. Расхладно средство може бити кондензовано у омотачу и цеви или плочастом и оквирном измењивачу топлоте користећи воду и топлоту која се екстрахује и затим одбацује у атмосферу у расхладном торњу. Алтернативно, два процеса се могу комбиновати коришћењем кондензатора за испаравање где расхладно средство циркулише у цевима преко којих се увлачи ваздух и распршује вода. Ако је расхладно постројење инсталирано под земљом, издувни ваздух из рудника се користи за одбијање топлоте осим ако се вода из кондензатора не испумпа на површину. Рад подземног постројења ограничен је количином доступног ваздуха и вишим подземним температурама влажног термометра у односу на оне на површини.

Након проласка кондензованог расхладног средства кроз експанзиони вентил, испаравање мешавине нискотемпературне течности и гаса се завршава у другом измењивачу топлоте који хлади и обезбеђује охлађену воду. Заузврат, ово се користи и за хлађење улазног ваздуха и као хладна сервисна вода која се доводи у рудник. Контакт између воде, вентилационог ваздуха и рудника смањује квалитет воде и повећава запрљаност измењивача топлоте. Ово повећава отпор топлотном току. Тамо где је могуће, овај ефекат је минимизиран одабиром опреме са великом површином на страни воде која се лако чисти. На површини и под земљом, коморе за распршивање и расхладни торњеви се користе за обезбеђивање ефикасније размене топлоте у директном контакту између ваздуха који се хлади и охлађене воде. Расхладни калемови који одвајају струјање ваздуха и воде постају зачепљени прашином и честицама дизела и њихова ефикасност брзо опада.

Системи за рекуперацију енергије могу се користити за компензацију трошкова пумпања воде из рудника, а пелтон точкови су погодни за ову примену. Употреба хладне воде као сервисне воде је помогла да се осигура доступност хлађења свуда где постоје рударске активности; његовом употребом значајно је побољшана ефикасност система за хлађење рудника.

Системи леда и спот хладњаци

Капацитет хлађења од 1.0 л/с охлађене воде која се доводи подземно је 100 до 120 кВР. У рудницима у којима су потребне велике количине хлађења под земљом на дубинама већим од 2,500 м, трошкови циркулације охлађене воде могу оправдати њену замену ледом. Када се узме у обзир латентна топлота фузије леда, капацитет хлађења за сваких 1.0 л/с се повећава отприлике четири пута, чиме се смањује маса воде коју треба пумпати из рудника назад на површину. Смањење снаге пумпе које је резултат употребе леда за транспорт хладноће надокнађује повећану снагу расхладног постројења која је потребна за производњу леда и непрактичност опоравка енергије.

Развој је обично рударска активност са највећим топлотним оптерећењем у односу на количину ваздуха доступног за вентилацију. Ово често резултира температурама на градилишту знатно вишим од оних које се налазе у другим рударским активностима у истом руднику. Тамо где је примена хлађења гранично питање за рудник, расхладни уређаји који су посебно усмерени на развојну вентилацију могу одложити његову општу примену. Точковни хладњак је у суштини минијатурно подземно расхладно постројење где се топлота одбија у повратни ваздух из развоја и обично обезбеђује 250 до 500 кВР хлађења.

Мониторинг и ванредне ситуације

Истраживања вентилације која укључују проток ваздуха, загађивача и мерења температуре предузимају се на рутинској основи како би се испунили и законски захтеви и да би се обезбедила стална мера ефикасности коришћених метода контроле вентилације. Где је практично, важни параметри као што је рад главног вентилатора се континуирано прате. Одређени степен аутоматске контроле је могућ када се критични загађивач континуирано прати и, ако је унапред постављена граница прекорачена, може се затражити корективна акција.

Детаљнија испитивања барометарског притиска и температуре се предузимају ређе и користе се за потврђивање отпора дисајних путева и за помоћ у планирању проширења постојећих операција. Ове информације се могу користити за подешавање отпора симулације мреже и одражавају стварну дистрибуцију протока ваздуха. Расхладни системи се такође могу моделовати и анализирати мерења протока и температуре да би се утврдиле стварне перформансе опреме и да би се пратиле све промене.

Хитни случајеви на које може утицати или на њих утицати вентилациони систем су пожари у руднику, изненадни изливи гаса и нестанак струје. Пожари и изливи су обрађени на другим местима у овом поглављу, а нестанци струје су само проблем у дубоким рудницима где се температуре ваздуха могу повећати до опасних нивоа. Уобичајено је да се обезбеди помоћни вентилатор са дизел погоном како би се обезбедио мали проток ваздуха кроз рудник у овим условима. Генерално, када се хитна ситуација као што је пожар догоди под земљом, боље је не ометати вентилацију док је особље које је упознато са нормалним обрасцима протока још увек под земљом.

 

Назад

Читати 42142 пута Последња измена у суботу, 30. јула 2022. у 20:31

" ОДРИЦАЊЕ ОД ОДГОВОРНОСТИ: МОР не преузима одговорност за садржај представљен на овом веб порталу који је представљен на било ком другом језику осим енглеског, који је језик који се користи за почетну производњу и рецензију оригиналног садржаја. Одређене статистике нису ажуриране од продукција 4. издања Енциклопедије (1998).“

Садржај

Референце за рударство и каменоломе

Агрицола, Г. 1950. Де Ре Металлица, превели ХЦ Хоовер и ЛХ Хоовер. Њујорк: Довер Публицатионс.

Бикел, КЛ. 1987. Анализа рудничке опреме на дизел погон. У Зборник радова Семинара за трансфер технологије Завода за рударство: Дизели у подземним рудницима. Информациони циркулар 9141. Васхингтон, ДЦ: Буреау оф Минес.

Биро за руднике. 1978. Превенција пожара и експлозија рудника угља. Информациони циркулар 8768. Васхингтон, ДЦ: Буреау оф Минес.

—. 1988. Најновија достигнућа у металној и неметалној заштити од пожара. Информациони циркулар 9206. Васхингтон, ДЦ: Буреау оф Минес.

Цхамберлаин, ЕАЦ. 1970. Оксидација угља на температури околине у односу на рано откривање спонтаног загревања. Рударски инжењер (октобар) 130(121):1-6.

Еллицотт, ЦВ. 1981. Процена експлозивности гасних смеша и праћење трендова времена узорковања. Зборник радова са симпозијума о паљењима, експлозијама и пожарима. Илавара: Аустралијски институт за рударство и металургију.

Агенција за заштиту животне средине (Аустралија). 1996. Најбоља пракса управљања животном средином у рударству. Канбера: Агенција за заштиту животне средине.

Функемеиер, М и ФЈ Коцк. 1989. Превенција пожара у радним шавовима склоним спонтаном сагоревању. Глуцкауф 9-12.

Грахам, ЈИ. 1921. Нормална производња угљен-моноксида у рудницима угља. Радови Института рударских инжењера 60:222-234.

Граннес, СГ, МА Ацкерсон и ГР Греен. 1990. Спречавање квара система за аутоматско гашење пожара на подземним рударским трачним транспортерима. Информациони циркулар 9264. Васхингтон, ДЦ: Буреау оф Минес.

Греуер, РЕ. 1974. Студија гашења рудника инертним гасовима. Извештај о УСБМ уговору бр. С0231075. Вашингтон, ДЦ: Биро за руднике.

Гриффин, РЕ. 1979. Ин-мине Евалуатион оф Смоке Детецторс. Информациони циркулар 8808. Васхингтон, ДЦ: Буреау оф Минес.

Хартман, ХЛ (ур.). 1992. Приручник за рударско инжењерство МСП, 2. издање. Балтиморе, МД: Друштво за рударство, металургију и истраживање.

Хертзберг, М. 1982. Инхибиција и гашење експлозија угљене прашине и метана. Извештај о истрагама 8708. Васхингтон, ДЦ: Биро за руднике.

Хоек, Е, ПК Каисер и ВФ Бавден. 1995. Пројектовање Суппоерт-а за подземне руднике тврдих стена. Ротердам: АА Балкема.

Хугхес, АЈ и ВЕ Раиболд. 1960. Брзо одређивање експлозивности гасова од пожара мина. Рударски инжењер 29:37-53.

Међународни савет за метале и животну средину (ИЦМЕ). 1996. Студије случаја које илуструју еколошку праксу у рударским и металуршким процесима. Отава: ИЦМЕ.

Међународна организација рада (МОР). 1994. Недавна дешавања у рударској индустрији. Женева: МОР.

Јонес, ЈЕ и ЈЦ Трицкетт. 1955. Нека запажања о испитивању гасова који настају услед експлозија у каменим каменим каменоломима. Радови Института рударских инжењера 114: 768-790.

Мацкензие-Воод П и Ј Странг. 1990. Пожарни гасови и њихово тумачење. Рударски инжењер 149(345):470-478.

Удружење за превенцију несрећа у руднику Онтарио. нд Смернице за приправност у ванредним ситуацијама. Извештај техничког сталног комитета. Нортх Баи: Удружење за превенцију несрећа у руднику Онтарио.

Митцхелл, Д и Ф Бурнс. 1979. Интерпретинг тхе Стате оф а Мине Фире. Вашингтон, ДЦ: Министарство рада САД.

Моррис, РМ. 1988. Нови однос пожара за одређивање услова у затвореним просторима. Рударски инжењер 147(317):369-375.

Мороу, ГС и ЦД Литон. 1992. Ин-мине Евалуатион оф Смоке Детецторс. Информациони циркулар 9311. Васхингтон, ДЦ: Буреау оф Минес.

Национално удружење за заштиту од пожара (НФПА). 1992а. Кодекс за спречавање пожара. НФПА 1. Куинци, МА: НФПА.

—. 1992б. Стандард за системе за гориво у праху. НФПА 8503. Куинци, МА: НФПА.

—. 1994а. Стандард за превенцију пожара у коришћењу процеса резања и заваривања. НФПА 51Б. Куинци, МА: НФПА.

—. 1994б. Стандард за преносне апарате за гашење пожара. НФПА 10. Куинци, МА: НФПА.

—. 1994ц. Стандард за системе пене средње и високе експанзије. НФПА 11А. Кунци, МА: НФПА.

—. 1994д. Стандард за системе за суво хемијско гашење. НФПА 17. Куинци, МА: НФПА.

—. 1994е. Стандард за постројења за припрему угља. НФПА 120. Куинци, МА: НФПА.

—. 1995а. Стандард за превенцију и контролу пожара у подземним рудницима метала и неметала. НФПА 122. Куинци, МА: НФПА.

—. 1995б. Стандард за превенцију и контролу пожара у подземним рудницима битуминозног угља. НФПА 123. Куинци, МА: НФПА.

—. 1996а. Стандард за заштиту од пожара за самоходну и мобилну опрему за површинско рударство. НФПА 121. Куинци, МА: НФПА.

—. 1996б. Код запаљивих и запаљивих течности. НФПА 30. Куинци, МА: НФПА.

—. 1996ц. Национални електрични кодекс. НФПА 70. Куинци, МА: НФПА.

—. 1996д. Национални код за пожарни аларм. НФПА 72. Куинци, МА: НФПА.

—. 1996е. Стандард за уградњу система прскалица. НФПА 13. Куинци, МА: НФПА.

—. 1996ф. Стандард за уградњу система за прскање воде. НФПА 15. Куинци, МА: НФПА.

—. 1996г. Стандард за системе за гашење пожара чистим средством. НФПА 2001. Куинци, МА: НФПА.

—. 1996х. Препоручена пракса за заштиту од пожара у постројењима за производњу електричне енергије и високонапонским ДЦ конверторским станицама. НФПА 850. Куинци, МА: НФПА.

Нг, Д и ЦП Лаззара. 1990. Извођење блокада бетонских блокова и челичних панела у симулираном пожару рудника. Ватрогасна техника 26(1):51-76.

Нинтеман, ДЈ. 1978. Спонтана оксидација и сагоревање сулфидних руда у подземним рудницима. Информациони циркулар 8775. Васхингтон, ДЦ: Буреау оф Минес.

Помрои, ВХ и ТЛ Мулдоон. 1983. Нови систем за упозорење на пожар. У Процеедингс оф тхе МАПАО Аннуал Генерал Меетинг анд Тецхницал Сессионс 1983. године. Нортх Баи: Удружење за превенцију несрећа у руднику Онтарио.

Рамасватни, А и ПС Катииар. 1988. Искуства са течним азотом у гашењу пожара под земљом. Јоурнал оф Минес Металс анд Фуелс 36(9):415-424.

Смитх, АЦ и ЦН Тхомпсон. 1991. Развој и примена методе за предвиђање потенцијала спонтаног сагоревања битуменских угља. Представљен на 24. Међународној конференцији о безбедности у рударским истраживачким институтима, Државни истраживачки институт за безбедност у индустрији угља Макеевка, Макејевка, Руска Федерација.

Тиммонс, ЕД, РП Винсон и ФН Киссел. 1979. Предвиђање опасности од метана у рудницима метала и неметала. Извештај о истрагама 8392. Васхингтон, ДЦ: Биро за руднике.

Одељење за техничку сарадњу за развој Уједињених нација (УН) и Немачка фондација за међународни развој. 1992. Рударство и животна средина: Берлинске смернице. Лондон: Мининг Јоурнал Боокс.

Програм Уједињених нација за животну средину (УНЕП). 1991. Еколошки аспекти одабраних обојених метала (Цу, Ни, Пб, Зн, Ау) у рударству руде. Париз: УНЕП.