Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Исследование и разработка энергосберегающих систем воздухоподготовки для рудников

ВАК РФ 25.00.20, Геомеханика, разрушение пород взрывом, рудничная аэрогазодинамика и горная теплофизика

Автореферат диссертации по теме "Исследование и разработка энергосберегающих систем воздухоподготовки для рудников"

На правах рукописи

Левин Лев Юрьевич

Исследование и разработка энергосберегающих систем воздухоподготовки для рудников

Специальность 25.00.20 Геомеханика, разрушение горных пород, рудничная аэрогазодинамика и горная теплофизика

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Пермь - 2004

Работа выполнена в Горном институте Уральского отделения Российской академии наук

Научный руководитель: доктор технических наук Казаков Б.П.

Официальные оппоненты: доктор технических наук

Андрейко С.С.

кандидат технических наук Бей М.М.

Ведущее предприятие: Пермский государственный технический университет

на заседании

Защита состоится г. в /й

диссертационного совета Д 004.026.01 при Горном институте УрО РАН по адре^ су: 614607, г. Пермь, ул. Сибирская, 78-а.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Горного института УрО

РАН.

Автореферат разослан

2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат геолого-минералогических наук, доцент » ^ Бачурин Б.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Развитие техники и технологии проходки выработок и ведения очистных работ в рудниках привели к тому, что на протяжении последних лет увеличилось количество проходимых горных выработок, увеличились размеры шахтных полей и количество добычных участков, находящихся в одновременной работе. В результате этого вентиляционные сети, включающие только выработки главных направлений и добычных участков, превратились в разветвленные и сложные. Все это повлияло на снижение аэродинамического сопротивления вентиляционных сетей и увеличение поступающего в рудник воздуха. Это привело к увеличению затрат на подготовку вентиляционного воздуха и появлению целого ряда осложнений при эксплуатации воздухоподающих стволов и горных выработок.

Увеличение количества подаваемого в рудники воздуха потребовало постановки новых задач исследований для разработки методов расчета, способов контроля, выбора средств управления подготовкой воздуха и воздухораспределения как основных инструментов нормализации рудничной атмосферы. Без решения этих задач невозможно создание надежных, высокоэффективных и экономичных вентиляционных сетей.

Воздух, подаваемый в холодный период года для обогрева ствола, необходимо нагревать до температуры, определенной правилами безопасности. Однако нагревать и подавать в рудник весь поток оказывается технологически сложнее, чем нагревать только какую-то его часть до более высокой температуры, а затем смешивать с холодным воздухом. Поэтому обычно часть вентиляционного воздуха подается через надшахтное здание без нагрева, а часть с помощью вентиляторов через систему калориферов.

Большинство горных предприятий имеет мощные теплотехнические системы подогрева воздуха, капитальные затраты на сооружение которых составляют миллионы рублей, а расход дефицитных видов энергии до 3000 МВт в год. В общих затратах на добычу полезных ископаемых доля затрат, связанных с регулированием теплового режима, достигает 30%. При этом большой процент составляют потери тепловой энергии в надшахтных зданиях воздухоподающих стволов. Эти потери вызваны применением нерациональной схемы подготовки и подачи воздуха в воздухоподающие стволы.

Анализ отопления шахтных стволов на ПО «Беларуськалий», АО «Уралка-лий» и АО «Сильвинит» показал, что для обеспечения требуемых микроклиматических параметров в стволе и уменьшения потерь тепловой энергии в надшахтных зданиях необходимо увеличить количество воздуха, проходящего тепловую обработку или температуру воздуха на выходе из калориферов. Так как существующие вентиляторы больше не могут обеспечивать увеличение производительности, для обеспечения требуемой температуры в стволе, на действующих установках была на выходе

з

из калориферов. Это привело к ухудшению смешивания потоков холодного и горячего воздуха в стволе; к размораживанию системы теплоснабжения калориферов во время минимальных температур атмосферного воздуха; к образованию тепловых утечек в системах подготовки и подачи воздуха.

Снизить температуру воздуха на выходе из калориферных установок можно увеличением количества обрабатываемого воздуха, то есть изменением соотношения воздушных потоков, поступающих через надшахтное здание и калориферную в ствол рудника. Однако существующие технологии подготовки воздуха не позволяют сделать это.

Цель работы. Разработка новых систем подготовки атмосферного воздуха и управления микроклиматическими параметрами рудничного воздуха для обеспечения здоровых и безопасных условий труда в воздухоподающих стволах, околоствольных дворах и прилегающих к ним горных выработках.

Основная идея диссертационной работы заключается в создании системы воздухоподготовки на основе необходимого перераспределения потоков атмосферного воздуха в комплексе «ствол - надшахтное здание — калориферная» и совершенствовании процессов тепломассообмена в теплообменных аппаратах.

Основные задачи работы:

-исследовать динамику воздушных потоков в поверхностных комплексах воздухоподающих стволов и разработать технологические схемы, позволяющие обрабатывать максимальное количество воздуха в системах воздухоподготовки;

-исследовать особенности процессов тепломассообмена в крупногабаритных калориферных установках при увеличении обрабатываемого количества воздуха и разработать методику расчета таких установок;

-изучить влияние аэростатического давления на тепломассообмен в однорядных крупногабаритных теплообменных аппаратах;

-разработать математическую модель процессов осушения и охлаждения атмосферного воздуха в системах воздухоподготовки для управления процессами тепломассообмена в руднике;

-провести экспериментальные исследования процессов тепломассообмена и движения воздуха в калориферных установках и надшахтных комплексах.

Основные научные положения, выносимые на защиту:

-создание параллельных дополнительных калориферных каналов дает возможность обрабатывать в калориферных установках максимальное количество воздуха за счет снижения аэродинамического сопротивления воздушного тракта на пути обрабатываемого воздуха и позволяет снизить

тепловые потери и энергетические затраты на подготовку воздуха при подаче его в рудник;

-оригинальная математическая модель процессов тепломассообмена в системах воздухоподготовки, основанная на определении текущих переменных параметров воздуха и теплоносителя в процессе теплообмена, позволяет рассчитывать и разрабатывать энергосберегающие системы обогрева шахтных стволов для скоростей воздуха, при которых существенное влияние оказывает аэростатическое давление;

-система осушения атмосферного воздуха, основанная на нелинейности процессов тепломассообмена, позволяет управлять микроклиматическими параметрами в воздухоподающем стволе и в выработках околоствольных дворов.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается большим объемом наблюдений, выполненных в натурных условиях, а также соответствием приведенных результатов данным, полученными другими авторами.

Научная новизна:

- теоретически обоснована схема рационального распределения воздушных потоков в элементах поверхностного комплекса и разработана методика расчета их аэродинамических характеристик, позволяющая переводить системы воздухоподготовки на энергосберегающий безвентиляторный режим подачи воздуха в рудник;

- создана математическая модель процессов тепломассообмена в нагревательных аппаратах с большими поверхностями нагрева при малом аэродинамическом сопротивлении и с учетом влияния градиента аэростатического давления в воздушном потоке;

- разработана оригинальная методика расчета поверхностных теплообменников, заключающаяся в учете изменения теплотехнических параметров взаимодействующих сред при их перемещении вдоль пространственной координаты движения теплоносителя;

- создана математическая модель осушения воздуха в калориферных установках поверхностных комплексов шахтных воздухоподающих стволов, позволяющая описывать процессы тепломассообмена в теплый период года, отличающаяся тем, что описание процессов осушения и охлаждения воздуха выполняется с учетом выделения тепла при конденсации воздушных паров, которое идет на дополнительный нагрев воды.

Практическое значение и реализация результатов работы. Реализация результатов работы на этапах проектирования и эксплуатации калориферных установок позволяет исключить возможность обмерзания стволов, повысить технико-экономические показатели калориферных установок и надежность функционирования технологического оборудования воздухоподающих

стволов и околоствольных дворов за счет улучшения климатических условий, а также снизить уровень простудных заболеваний шахтеров.

Основные результаты выполненных исследований использованы при реконструкции калориферных установок воздухоподающих стволов №1 и №2 рудника 4 РУ и в проектах реконструкции калориферных установок воздухоподающих стволов рудников 1 и 2 РУ РУП «ПО «Беларуськалий».

Апробация работы. Отдельные разделы и материалы диссертационной работы докладывались на международной научно-технической конференции «Энергосбережение, экология и безопасность» (Тула, 1999); на конференции «Научно-педагогическое наследие профессора И.И. Медведева» (Санкт-Петербург, 1999); на международной конференции «Проблемы безопасности и совершенствования горных работ» (Москва — Санкт-Петербург, 1999); на научных сессиях Горного института УрО РАН (Пермь, 1999, 2000, 2001, 2002). Основные положения диссертации докладывались на международной конференции (Пермь), на научной сессии Горного института УрО РАН (Пермь).

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 12 научных работ.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения. Содержание работы изложено на 143 страницах машинописного текста и содержит 17 рисунков, 3 таблицы, список использованных литературных источников состоит из 126 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Состояние изученности вопроса и задачи исследования

Первая глава посвящена обзору современного состояния проблем изучения технологии подготовки воздуха в системах надшахтного комплекса.

Исследованиям технологии подготовки воздуха на горных предприятиях посвящены 'работы В.А. Шушпанникова, А.Е. Красноштейна, М.М. Шемаханова, Н.И. Карасёва, Ю.П. Ольховикова, В.Б. Скрыпникова, В.Н. Скубы и других учёных. Проведённые исследования способствовали созданию разнообразных технологических схем подготовки воздуха в поверхностном комплексе рудников. Эти схемы отличаются как применяемым оборудованием, так и эффективностью реализации основной цели подготовки воздуха - обеспечения требуемых микроклиматических параметров рудничной атмосферы в воздухоподающих стволах и прилегающих выработках.

Для проектирования технологических схем подготовки воздуха созданы различные методики расчета систем воздухоподготовки, которые включают в себя расчеты потокораспределения и температур энергоносителей, а также расчеты и выбор технологического оборудования.

Наибольшее распространение получили методы моделирования стационарных режимов теплоэнергетических установок, изложенные в работах Е.П. Шубина, Б.М. Левина, А.Ф. Краснощекова, М.И. Фильнея, Е.М. Минина, М.М. Шемаханова и других ученых. Эти методы основаны на использовании уравнений материального и энергетического балансов. Решение этих уравнений относительно неизвестных температур энергоносителей позволяет рассчитать параметры стационарных режимов калориферных установок на всем диапазоне изменений независимых расходных и термодинамических величин энергоносителей.

Практические вычисления, выполняемые при совместном решении названных уравнений, вручную требуют выполнения трудоемких однообразных арифметических действий. Это приводит к необходимости использования уравнений более простой математической формы, что, в свою очередь, вызывает необходимость применения упрощающих допущений, существенно влияющих на точность результатов. Так, например, во многих методиках, использующихся при проектировании калориферных установок, при расчете температур производится осреднение значений физических свойств потоков энергоносителей по объему теплообменников. Отсюда вытекает допущение о постоянстве коэффициента теплопередачи вдоль пространственной координаты, что существенно снижает точность получаемых результатов. Кроме того, эти методики не позволяют оценить текущие значения расходных и температурных параметров калориферных установок, необходимые для решения вопросов регулирования и эксплуатации.

Решение данной проблемы возможно на основе использования новых способов расчета систем воздухоподготовки, основанных на моделировании процессов теплопередачи с учетом аэростатического давления и изменения теплотехнических характеристик по всей длине теплообменных аппаратов.

Динамика воздушных потоков в воздухоподготовительном комплексе

Во второй главе описаны исследования динамики воздушных потоков в поверхностных комплексах воздухоподающих стволов и разработаны технологические схемы, позволяющие обрабатывать максимальное количество воздуха в системах воздухоподготовки.

Практически все воздухоподающие стволы на сегодняшний день работают в вентиляторном режиме подачи воздуха в вентиляционную сеть рудников. С целью снижения энергетических затрат на подготовку рудничного воздуха целесообразно переводить системы воздухоподготовки на безвентиляторную подачу. При изменении технологии нагрева воздуха возникает задача расчета количественного соотношения струй и оценки возможности увеличения подаваемого количества воздуха в ствол за счет разряжения главной вентиляторной установки через калориферные каналы и устье ствола. Целью такой задачи служит подготовка исходных данных для расчета

теплообменных аппаратов (калориферных установок) воздухоподготовитель-ного комплекса рудника.

Рис. 1. Динамика воздушных потоков в системе «ствол - надшахтное здание - калориферная»

Система «ствол - надшахтное здание - калориферная» моделируется в виде тройника «3-1-2» (рис. 1). Процесс смешивания потоков воздуха рассматривается как их взаимное сужение-расширение друг другом до выравнивания скоростей и давлений. Потери энергии на смешивание потоков учитываются коэффициентами ^ и ъг (Па/(кг/с)2), которые определяются экспериментально (ЦМ2)- сечения каналов, Ь,(кг/с) — массовые расходы).

Аэродинамические сопротивления каналов к, (Па/(кг/с)2) принимаются как известные. Сопротивление калорифера, согласно справочным данным, пропорционально расходу в степени т, где коэффициент пропорциональности и показатель степени определяются конкретным типом калорифера. В методику расчётов заложена система калориферов, соединённых как последовательно, так и параллельно по воздуху. Суммарное аэродинамическое сопротивление системы калориферов рассчитывалось по формулам:

2»= я'

при последовательном соединении, - при параллельном соединении,

где 11,(Па/(кг/с)2) - сопротивление одного калорифера (др, =Я,Ь'|).

Атмосферное давление Ра(Па) и давление разрежения Рз(Па) принимаются заданными.

Система уравнений движения воздуха имеет вид:

О) (2)

(3)

(4)

(5)

(6)

Уравнения (1) и (2) определяют потерю напора на сопротивление каналов, на приобретение воздухом кинетической энергии и, во втором уравнении, на сопротивление системы калориферов. Уравнение (3) есть уравнение непрерывности, (4) и (5) - уравнения сохранения полной энергии (кинетической и потенциальной) с учетом потерь на смешивание потоков. Участок смешивания (до выравнивания давлений к величине Рз(Па)) предполагается достаточно коротким, чтобы его сопротивлением можно было пренебречь. Последнее уравнение (6) связывает массовые расходы и скорости воздуха. Плотности рь р2 и рз (кг/м3) предполагаются зависящими от температуры: р(Т0, р(Тг) и р(Т3), где Т), Тг и Тз- температур воздуха (град.Ц) в 1,2 и 3 каналах соответственно. Очевидно, что после полного смешивания

т 1,т, +ЧТ2 3 ц

(7)

Система уравнений сводится к системе двух нелинейных уравнений, которые решаются численно методом двумерных секущих:

(8)

где к,=к,+2:, и к2=к2+г2.

В связи с тем, что при переводе систем на безвентиляторный режим падает скорость движения воздуха через теплообменные аппараты и снижается коэффициент теплопередачи, для обеспечения в стволе требуемых правилами безопасности микроклиматических параметров увеличивают количество нагреваемого воздуха и снижают количество воздуха, поступающего в ствол через надшахтное здание и устье ствола. При увеличении количества воздуха, проходящего через калориферные установки, потребуется установка большего числа калориферов, что в свою очередь ограничивается площадью уже существующих зданий калориферных. Существующие характеристики аэродинамических схем подготовки и подачи воздуха в шахту не всегда позволяют провести требуемые работы. С целью увеличения подачи обрабатываемого воздуха в шахту через калориферные установки необходимо увеличить сечение для прохода воздуха в калориферных каналах. Для этого была поставлена задача создания математической модели системы воздухоподготовки с двумя калориферными каналами, расположенными друг над другом. Принципиальная схема системы воздухоподготовки подобного типа изображена на рисунке 2.

Рис. 2. Схема движения воздуха в системе воздухоподготовки с двумя калориферными каналами

Математические выкладки аналогичны системе с одним калориферным каналом, но с учетом того, что система моделируется теперь двумя тройниками. Система уравнений баланса массовых расходов в этом случае имеет вид:

Здесь величины со штрихом означают принадлежность к верхнему, а без штриха - к нижнему калориферным каналам соответственно.

Рис. 3. Зависимости объемных расходов воздуха от величины депрессии

в стволе

На основании полученной системы уравнений разработана методика определения аэродинамических параметров воздухоподготовительного комплекса и выполнен расчет для 1 РУ ПО «Беларуськалий».

Расчет производился при следующем наборе параметров: сечение ствола 32 м2, площадь надшахтного здания для прохода воздуха 900 м2 (использовалось в определении местных сопротивлений сужения и расширения потока), сопротивление надшахтного здания 40 Па (определялось экспериментально), изменения плотности воздуха от температуры не учитывались (плотность воздуха бралась при температуре +15°С), сечения калориферных каналов и сечения калориферных для прохода воздуха предполагались одинаковыми и равными 20 ми 400 м2 соответственно. В результате расчета построена зависимость объёмных расходов от тяги в стволе (Ра-Р3)- График зависимости объёмных расходов воздуха от величины тяги Р=(Ра-Р3) при эффективном сечении копра 16 м2 изображен на рисунке 3.

расход через надшахтное здание, Ь2 и Ь2„- расходы через нижнюю и верхнюю калориферные соответственно, Ь3- суммарный расход.

Исследование процессов теплообмена в системах подготовки воздухоподающих стволов

В третьей главе выполнены исследования особенностей процессов тепломассообмена в крупногабаритных калориферных установках при увеличении обрабатываемого количества воздуха и разработана методика расчета таких установок.

Исследования процессов тепломассообмена при подготовке атмосферного воздуха в поверхностных комплексах воздухоподающих стволов выполняются для разработки методики расчета основных расходов и температурных параметров калориферных установок с целью решения вопросов подбора необходимого оборудования, регулирования и эксплуатации систем подготовки воздуха рудников.

Калориферная установка представляет собой систему теплообменных модулей, расположенных и соединённых между собой определённым образом. Воздух, проходя сквозь установку, нагревается в результате теплообмена с горячей водой, которая прогоняется по теплообменникам. При одном и том же общем расходе воды калориферы могут быть соединены как последовательно, так и параллельно по воде, или какие-то параллельно, а какие-то последовательно. Кроме того, они могут быть расположены по воздуху как в один, так и в несколько рядов.

Существующие методы расчёта теплообмена воздуха и калорифера основаны на простом усреднении температуры воздуха и воды, т.е. при расчёте теплообмена предполагается, что температура воздуха равна арифметическому среднему между начальной и конечной температурой, и аналогично для воды. Такой подход достаточно груб, поскольку предполагает линейную зависимость температуры от координаты, а это не так, тем более, если рассматривается система последовательно подключённых по воде или последовательно расположенных по воздуху калориферов. В разных

вариантах теплообмен между теплоносителем и воздухом происходит по-разному, в одних случаях более интенсивно, в других - менее. Интерес представляет не только средняя температура воздуха на выходе из установки, но и температура воды на выходе из нее. Так как для расчета замерзания калорифера нужно знать не среднеарифметическую температуру воды (и даже не интегрально среднюю), а температуру в конце последнего хода калорифера (или последовательной цепочки калориферов, если они соединены последовательно), поскольку именно там чаще всего происходит замерзание. Таким образом, возникает необходимость математического описания процессов теплообмена системы калориферов с воздухом для того, чтобы спрогнозировать тепловую ситуацию конкретных установок, а также получить возможность определять наиболее удачное расположение и соединение калориферов в конкретных случаях.

С этой целью поставлена и решена задача процесса теплообмена воздушного потока с теплоносителем в безвентиляторных калориферных установках с учетом вертикальной неравномерности скорости движения воздуха. Получены уравнения для определения температур нагретого воздуха Tvk(x) (град.Ц) и охлажденной воды Tw(x) (град.Ц) в калориферной установке:

(13)

(14)

где х - координата (м) вдоль трубки теплообменника длиной Цм) по ходу теплоносителя от 0 до L; Т»о - начальная температура холодного воздуха (град.Ц); к(Дж/(м2-с-град.Ц)) и F(M2) - коэффициент и общая поверхность теплообмена; с, и сж - удельные теплоёмкости воздуха и воды (Дж/(кгтрад. Щ); Цм2) - сечение калорифера по воздуху; - массовый

расход воды; -—х) - массовая скорость воздуха (кг/(м2-с )).

К уравнениям (13) и (14) для температур воздуха и воды добавлено уравнение для определения массовой скорости воздуха и(х), вид которого зависит от конфигурации калорифера и направления подачи теплоносителя относительно силы тяжести.

Осушение воздуха, поступающего в рудник

В четвертой главе разработана математическая модель процессов осушения и охлаждения атмосферного воздуха в системах воздухоподготовки для управления процессами тепломассообмена в рудниках в теплый период года.

В летний период существующие при каждом воздухоподающем стволе калориферные установки могут быть использованы для охлаждения и

осушения воздуха. Принцип действия таких установок заключается в подаче охлажденного хладоносителя в трубки воздухонагревателей, где влажный воздух, соприкасаясь с холодными стенками трубок, подвергается осушению и охлаждению. Холодный рассол или другой хладоноситель из рассолосборника через фильтр подается в теплообменник. Насосом в калориферную установку подается циркулирующая в этом кольце охлажденная вода. Осушенный воздух после воздухоохладителей по калориферному каналу поступает в ствол, где смешивается с необработанной частью воздуха. Преимущества данного метода заключаются в минимальной реконструкции калориферной и использовании её в течение всего года.

Особенностью расчета теплообменных аппаратов, работающих на охлаждение воздуха, является выделение тепла при конденсации водяных паров, которое идёт на дополнительный нагрев воды. Что касается температуры воздуха то предполагается, что выделение тепла при

конденсации идёт только на нагрев воды, а в нагреве воздуха участвует только обычный теплообмен между водой и воздухом. Поэтому вид формулы остаётся прежний (13) (скорость воздуха в данном случае предполагается неизменной по вертикали):

Вид функции определяется отсутствием или наличием и

местоположением критической точки теплообменника, в которой из воздуха в результате его охлаждения начинает выделяться влага.

Математическое описание осушения воздуха в калориферных установках было использовано для создания программы расчета калориферных установок в летнее время, которая позволяет спрогнозировать основные режимы работы установок, то есть температуры воздуха и хладагента на выходе из теплообменных аппаратов, критическую температуру воздуха и количество выделяющейся при этом влаги.

На рисунке 4 показано количество выпадающей влаги при осушении воздуха на существующих безвентиляторных калориферных установках РУ-4 ПО «Беларуськалий». На рисунке видно, что количество выделяющейся влаги тем больше, чем выше относительная влажность наружного воздуха. Для расчетных параметров летнего атмосферного воздуха выделение влаги в калориферных установках 4-го рудоуправления составит 3 г/м3, а общее количество выпавшей влаги составит 2 тонн/час.

Относительная влажность воздуха <р,%

Рис.4. Количество выпадающей влаги в калориферных установках ствола №1 РУ-4 ПО «Беларуськалий»

На рисунке 5 показаны основные процессы подготовки воздуха и подачи его в рудник. Так, линия «Н-Н'-А» отражает процесс осушения воздуха в калориферных установках, линия «Н-Н'» характеризует процесс охлаждения воздуха без выделения влаги, а «Н'-А» - охлаждение воздуха с выделением влаги. Далее происходит подача воздуха в ствол и смешивание обработанного воздуха после калориферных установок с воздухом, поступающим из надшахтного здания. На рисунке 5 этот процесс изображен линией «А-С». После охлаждения и смешивания воздух по стволу подается в шахту по воздухоподающему стволу, где он нагревается вследствие действия на него давления (процесс «С-В») и с параметрами точки «В» воздух поступает непосредственно в околоствольный двор шахты.

В околоствольном дворе происходит соприкосновение воздуха с горными выработками, сопровождающееся сложным теплообменом. При этом воздух начинает охлаждаться при постоянном влагосодержании и на некотором расстоянии от ствола начинается выпадение влаги. При использовании на поверхности теплообменных аппаратов, осушающих воздух, расстояние, которое пройдет свежая струя без выпадения влаги, значительно увеличится. Кроме того, снижается общее влагосодержание рудничной атмосферы. Так, на РУ-4 ПО «Беларуськалий» при включении одной калориферной установки количество удаленной влаги в течение одного летнего периода может достичь 6000 тонн в год.

Рис.5. Процессы осушения и подачи воздуха в шахту построенные на М диаграмме воздуха

Согласно исследованиям, снижение температуры воздуха, поступающего в шахту, приводит к уменьшению расстояния до границы смены испарения на конденсацию в горных выработках. Снижение температуры поступающего в рудник воздуха с 20 до 15°С изменит расстояние до границы с 1500 м до 900 м.

Экспериментальные исследования процессов тепломассообмена и движения воздуха в калориферных установках и надшахтных комплексах

В пятой главе описаны экспериментальные исследования процессов тепломассообмена и движения воздуха в калориферных установках и надшахтных комплексах рудников.

При изменении технологии нагрева воздуха возникла задача расчета количественного соотношения струй и оценки возможности увеличения подаваемого количества воздуха в ствол за счет разряжения, создаваемого главной вентиляторной установкой. Для решения этой задачи необходимо проведение исследований основных аэродинамических характеристик существующих систем воздухоподготовки, позволяющих подготавливать исходные данные.

Составленные методики определяют порядок проведения исследований распределения воздушных потоков между элементами систем воздухоподготовки шахтных стволов и эффективной работы систем отопления шахтных стволов с целью создания безопасных и энергосберегающих технологий подготовки воздуха для действующих рудников.

Заключение

По результатам проведенных в работе исследований можно сделать следующие выводы:

1. Математическая модель движения воздушных потоков в системах воздухоподготовки позволяет решать задачу расчета количественного соотношения струй и оценки возможности увеличения подаваемого количества воздуха в ствол через калориферные каналы и устье ствола за счет разряжения главной вентиляторной установки;

2. Создана математическая модель системы воздухоподготовки с двумя калориферными каналами, расположенными друг над другом с целью увеличения подачи в рудник воздуха, подготовленного в калориферных установках;

3. Разработаны новые методы расчета теплообменных установок, позволяющие использовать их при проектировании не только типовых систем, но и новых энергосберегающих безвентиляторных калориферных. Методика расчета новых калориферных установок выполнена с учетом изменения теплообмена вдоль пространственной координаты теплоносителя и распределения массовой скорости воздуха по высоте установки;

4. Разработана методика определения основных параметров калориферных установок в летний период года для расчета осушения и охлаждения рудничного воздуха. Математическое описание процессов осушения и охлаждения воздуха выполнялось с учетом выделения тепла при конденсации, которое идет на дополнительный нагрев воды;

5. Технологическая схема, предлагаемая для охлаждения и осушения рудничного воздуха, позволяет управлять процессами тепломассообмена в горных выработках рудников, так как снижение температуры атмосферного воздуха и его влагосодержания приведет к изменению расстояния до границы смены испарения на конденсацию в горных выработках рудников.

Основные положения и научные результаты опубликованы в следующих работах:

1. Энергосбережение в системах обогрева шахтных воздухоподающих стволов // «Энергосбережение, экология и безопасность»: Тез. докл. междунар. науч.-техн. конф. Тула: ТулГУ, 1999. С.28-29. (соавтор Б.П. Казаков).

2. Оптимизация технологических режимов подготовки вентиляционного воздуха для шахт и рудников // Научно-педагогическое наследие профессора И.И. Медведева: Сб. науч. докл. Санкт-Петербург, 1999. С. 169-174. (соавтор Б.П. Казаков).

3. Обшие принципы работы безвентиляторных систем отопления шахтных стволов // Научно-технический журнал «Горная механика». Солигорск, 2001. №1-2. С. 35-38. (соавтор Б.П. Казаков).

4. Обшие принципы работы безвентиляторных систем отопления шахтных стволов // Проблемы безопасности и совершенствования горных работ: Тез. докл. междунар. конф. Пермь, 1999. С. 142-144.

5. Особенности обогрева воздухоподающих стволов и основы энергосбережения при их реконструкции // Проблемы безопасности и совершенствования горных работ: Тез. докл. междунар конф. Пермь, 1999. С. 144-147.

6. Динамика тепловых потоков и особенности обогрева воздухоподающих стволов // Проблемы безопасности и совершенствования горных работ: Материалы междунар. конф. Пермь, 1999. С. 77-80. (соавтор Б.П. Казаков).

7. Особенности обогрева воздухоподающих стволов и основы энергосбережения при их реконструкции // Проблемы горного недроведения и системологии: Материалы науч. сес. Горного института УрО РАН. Пермь, 1999. С.124-126.

8. Тепловые утечки в системах обогрева воздухоподающих стволов // Материалы науч. сес. Горного института УрО РАН по результатам НИР в 1999 году, Пермь, 2000. С. 18-21.

9. Особенности тепломассообмена в системах подогрева воздуха для воздухоподающих стволов рудников // Материалы науч. сес. Горного института УрО РАН по результатам НИР в 2000 году, Пермь, 2001. С. 44-50. (соавтор А.В. Шалимов).

10. Осушение воздуха в теплообменных аппаратах и его влияние на выпадение влаги в шахтных стволах и околоствольных выработках калийных рудников // Проблемы комплексного мониторинга на месторождениях полезных ископаемых: Сб. докл. Пермь: Горный институт УрО РАН, 2002. С. 150-152.

11. Управление процессами ТМО в транспортных выработках // Моделирование стратегии и процессов освоения георесурсов: Сб. докл. Пермь: Горный институт УрО РАН, 2003. С. 210-212.

12. Способы нормализации влажностных параметров рудничной атмосферы калийных рудников // Изв. вузов. Горный журнал. Екатеринбург, 2004. №2. С. 56-58. (соавторы А.Г. Исаевич, А.Ю. Снежневский).

Сдано в печать 15.09.2004 г. Формат 60x84/16. Тираж 100 экз.

Отпечатано сектором НТИ Горного института УрО РАН 614007, г. Пермь, ул. Сибирская, 78а

РНБ Русский фонд

2005-4 15272

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Левин, Лев Юрьевич

Введение.

1. Состояние изученности вопроса и задачи исследования.

1.1 .Технологии подготовки воздуха в поверхностном комплексе рудников.

1.1.1. Анализ технологических схем подготовки воздуха в зимний период года.

1.1.2. Анализ технологии подготовки воздуха в летний период года.

1.2. Существующие методы расчета систем воздухоподготовки на горных предприятиях.

1.3. Цели и задачи исследования.

2. Динамика воздушных потоков в воздухоподготовительном комплексе рудников.

2.1. Динамика потоков в калориферных каналах, надшахтном здании и воздухоподающем стволе.

2.2. Динамика воздушных потоков при подаче воздуха через два калориферных канала, расположенных в одной вертикальной площади.

2.3. Решение задачи определения аэродинамических параметров воздухоподготовительного комплекса.

2.4. Выводы к главе 2.

3. Исследование процессов теплообмена в системах подготовки атмосферного воздуха для воздухоподающих стволов.

3.1. Математическая модель теплообмена в системах воздухоподготовки для рудников.

3.2. Исследование компоновочных решений секций калориферных установок.

3.3. Исследование теплообмена в системах воздухоподготовки при больших площадях теплообмена в однорядных калориферных установках.

3.4. Выводы к главе 3.

4. Осушение атмосферного воздуха, поступающего в рудник.

4.1. Математическое описание процессов осушения воздуха в теплообменных аппаратах.

4.2. Исследование процессов осушения атмосферного воздуха в теплообменных аппаратах.

4.3. Влияние осушения в теплообменных аппаратах на выпадение влаги из рудничного воздуха в стволах и околоствольных выработках.

4.4. Выводы к главе 4.

5. Экспериментальные исследования процессов тепломассообмена и движения воздуха в калориферных установках и надшахтных комплексах.

5.1. Исследования движения воздушных потоков и порядок расчета их аэродинамических характеристик в системах «ствол - надшахтное здание - калориферная».

5.1.1. Цель и задачи исследований

5.1.2. Методика проведения исследований движения воздушных потоков в системах «ствол - надшахтное здание-калориферная».

5.1.3. Методика расчёта аэродинамических характеристик участков воздушного тракта надшахтного комплекса.

5.2. Исследования процессов теплообмена и теплопередачи в однорядных калориферных установках с большими площадями теплообмена.

5.2.1. Цель и задачи исследований.

5.2.2. Методика проведения исследований процессов теплообмена и теплопередачи в однорядных калориферных установках с большими площадями теплообмена.

5.3. Результаты статистической обработки параметров воздуха и теплоносителя.

5.3.1. Решение обратной задачи математической статистики

5.3.2. Результаты статистической обработки измерений на III секции калориферной установки системы воздухоподготовки РУ-4 ПО «Беларуськалий».

5.4. Выводы к главе 5.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Исследование и разработка энергосберегающих систем воздухоподготовки для рудников"

Актуальность темы диссертации. Развитие техники и технологии проходки выработок и ведения очистных работ в рудниках привели к тому, что на протяжении последних лет увеличилось количество проходимых горных выработок, увеличились размеры шахтных полей и количество добычных участков, находящихся в одновременной работе. В результате этого вентиляционные сети, включающие только выработки главных направлений и добычных участков, превратились в разветвленные и сложные. Все это повлияло на снижение аэродинамического сопротивления вентиляционных сетей и увеличение поступающего в рудник воздуха. Это привело к увеличению затрат на подготовку вентиляционного воздуха и появлению целого ряда осложнений при эксплуатации воздухоподающих стволов и горных выработок.

Увеличение количества подаваемого в рудники воздуха потребовало постановки новых задач исследований для разработки методов расчета, способов контроля, выбора средств управления подготовкой воздуха и воздухораспределения как основных инструментов нормализации рудничной атмосферы. Без решения этих задач невозможно создание надежных, высокоэффективных и экономичных вентиляционных сетей.

Воздух, подаваемый в холодный период года для обогрева ствола, необходимо нагревать до температуры, определенной правилами безопасности. Однако нагревать и подавать в рудник весь поток оказывается технологически сложнее, чем нагревать только какую-то его часть до более высокой температуры, а затем смешивать с холодным воздухом. Поэтому обычно часть вентиляционного воздуха подается через надшахтное здание без нагрева, а часть с помощью вентиляторов через систему калориферов.

Большинство горных предприятий имеет мощные теплотехнические системы подогрева воздуха, капитальные затраты на сооружение которых составляют миллионы рублей, а расход дефицитных видов энергии до 3000 МВт в год. В общих затратах на добычу полезных ископаемых доля затрат, связанных с регулированием теплового режима, достигает 30%. При этом большой процент составляют потери тепловой энергии в надшахтных зданиях воздухоподающих стволов. Эти- потери вызваны применением нерациональной схемы подготовки и подачи воздуха в воздухоподающие стволы.

Анализ отопления шахтных стволов на ПО «Беларуськалий», АО «Урал-калий» и АО «Сильвинит» показал, что для обеспечения требуемых микроклиматических параметров в стволе и уменьшения потерь тепловой энергии в надшахтных зданиях необходимо увеличить количество воздуха, проходящего тепловую обработку или температуру воздуха на выходе из калориферов. Так как существующие вентиляторы больше не могут обеспечивать увеличение производительности, для обеспечения требуемой температуры в стволе, на действующих установках была увеличена температура воздуха на выходе из калориферов. Это привело к ухудшению смешивания потоков холодного и горячего воздуха в стволе; к размораживанию системы теплоснабжения калориферов во время минимальных температур атмосферного воздуха; к образованию тепловых утечек в системах подготовки и подачи воздуха.

Снизить температуру воздуха на выходе из калориферных установок можно увеличением количества обрабатываемого воздуха, то есть изменением соотношения воздушных потоков, поступающих через надшахтное здание и калориферную в ствол рудника. Однако существующие технологии подготовки воздуха не позволяют сделать это.

Цель работы. Разработка новых систем подготовки атмосферного воздуха и управления микроклиматическими параметрами рудничного воздуха для обеспечения здоровых и безопасных условий труда в воздухоподающих стволах, околоствольных дворах и прилегающих к ним горных выработках.

Основная идея диссертационной работы заключается в создании системы воздухоподготовки на основе необходимого перераспределения потоков атмосферного воздуха в комплексе «ствол - надшахтное здание -калориферная» и совершенствовании процессов тепломассообмена в теплообменных аппаратах.

Основные задачи работы:

- исследовать динамику воздушных потоков в поверхностных комплексах воздухоподающих стволов и разработать технологические схемы, позволяющие обрабатывать максимальное количество воздуха в системах воздухоподготовки;

- исследовать особенности процессов тепломассообмена в крупногабаритных калориферных установках при увеличении обрабатываемого количества воздуха и разработать методику расчета таких установок;

- изучить влияние аэростатического давления на тепломассообмен в однорядных крупногабаритных теплообменных аппаратах;

- разработать математическую модель процессов осушения и охлаждения атмосферного воздуха в системах воздухоподготовки для управления процессами тепломассообмена в руднике;

- провести экспериментальные исследования процессов тепломассообмена и движения воздуха в калориферных установках и надшахтных комплексах.

Основные научные положения, выносимые на защиту:

- создание параллельных дополнительных калориферных каналов дает возможность обрабатывать в калориферных установках максимальное количество воздуха за счет снижения аэродинамического сопротивления воздушного тракта на пути обрабатываемого воздуха и позволяет снизить тепловые потери и энергетические затраты на подготовку воздуха при подаче его в рудник;

- оригинальная математическая модель процессов тепломассообмена в системах воздухоподготовки, основанная на определении текущих переменных параметров воздуха и теплоносителя в процессе теплообмена, позволяет рассчитывать и разрабатывать энергосберегающие системы обогрева шахтных стволов для скоростей воздуха, при которых существенное влияние оказывает аэростатическое давление;

- система осушения атмосферного воздуха, основанная на нелинейности процессов тепломассообмена, позволяет управлять микроклиматическими параметрами в воздухоподающем стволе и в выработках околоствольных дворов.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается большим объемом наблюдений, выполненных в натурных условиях, а также соответствием приведенных результатов данным, полученными другими авторами.

Научная новизна:

- теоретически обоснована схема рационального распределения воздушных потоков в элементах поверхностного комплекса и разработана методика расчета их аэродинамических характеристик, позволяющая переводить системы воздухоподготовки на энергосберегающий безвентиляторный режим подачи воздуха в рудник;

- создана математическая модель процессов тепломассообмена в нагревательных аппаратах с большими поверхностями нагрева при малом аэродинамическом сопротивлении и с учетом влияния градиента аэростатического давления в воздушном потоке;

- разработана оригинальная методика расчета поверхностных теплообменников, заключающаяся в учете изменения теплотехнических параметров взаимодействующих сред при их перемещении вдоль пространственной координаты движения теплоносителя;

- создана математическая модель осушения воздуха в калориферных установках поверхностных комплексов шахтных воздухоподающих стволов, позволяющая описывать процессы тепломассообмена в теплый период года, отличающаяся тем, что описание процессов осушения и охлаждения воздуха выполняется с учетом выделения тепла при конденсации воздушных паров, которое идет на дополнительный нагрев воды.

Практическое значение и реализация результатов работы. Реализация результатов работы на этапах проектирования и эксплуатации калориферных установок позволяет исключить возможность обмерзания стволов, повысить технико-экономические показатели калориферных установок и надежность функционирования технологического оборудования воздухоподающих стволов и околоствольных дворов за счет улучшения климатических условий, а также снизить уровень простудных заболеваний шахтеров.

Основные результаты выполненных исследований использованы при реконструкции калориферных установок воздухоподающих стволов №1 и №2 рудника 4 РУ и в проектах реконструкции калориферных установок воздухоподающих стволов рудников 1 и 2 РУ РУП «ПО «Беларуськалий».

Апробация работы. Отдельные разделы и материалы диссертационной работы докладывались на международной научно-технической конференции «Энергосбережение, экология и безопасность» (Тула, 1999); на конференции «Научно-педагогическое наследие профессора И.И. Медведева» (Санкт-Петербург, 1999); на международной конференции «Проблемы безопасности и совершенствования горных работ» (Москва - Санкт-Петербург, 1999); на научных сессиях Горного института УрО РАН (Пермь, 1999, 2000, 2001, 2002). Основные положения диссертации докладывались на международной конференции (Пермь), на научной сессии Горного института УрО РАН (Пермь).

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 12 научных работ.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения. Содержание работы изложено на 143 страницах машинописного текста и содержит 17 рисунков, 3 таблицы, список использованной литературы состоит из 126 наименований.

Заключение Диссертация по теме "Геомеханика, разрушение пород взрывом, рудничная аэрогазодинамика и горная теплофизика", Левин, Лев Юрьевич

5.4 Выводы к главе 5

1. Разработана методика проведения исследований распределения воздушных потоков между элементами систем воздухоподготовки шахтных стволов;

2. Составлена методика расчета аэродинамических характеристик участков воздушного тракта надшахтного комплекса, которая позволяет подготавливать исходные данные для решения задачи расчета количественного соотношения струй и оценки возможности увеличения подаваемого количества воздуха в ствол за счет разряжения, создаваемого главной вентиляторной установкой;

3. Решена обратная задача математической статистики, позволяющая установить количество требуемых замеров для достижения поставленной точности при работе на современных приборах;

4. По специально разработанной методике, проведены исследования процессов теплообмена и теплопередачи в однорядных калориферных установках с большими площадями контакта III секции калориферной установки системы воздухоподготовки РУ-4 ПО «Беларуськалий».

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Предлагаемая математическая модель динамики воздушных потоков в системах воздухоподготовки позволяет решать задачу расчета количественного соотношения струй и оценки возможности увеличения подаваемого количества воздуха в ствол через калориферные каналы и устье ствола за счет разряжения главной вентиляторной установки;

2. Создана математическая модель системы воздухоподготовки с двумя калориферными каналами, расположенными друг над другом с целью увеличения подачи в рудник воздуха подготовленного в калориферных установках;

3. Разработаны новые методы расчета теплообменных установок, позволяющие использовать их при проектировании, не только типовых систем, но и новых энергосберегающих безвентиляторных калориферных. Методика расчета новых калориферных установок выполнена с учетом изменения теплообмена вдоль пространственной координаты теплоносителя и распределения массовой скорости воздуха по высоте установки;

4. Разработана методика определения основных параметров калориферных установок в летний период года для расчета осушения и охлаждения рудничного воздуха. Математическое описание процессов осушения и охлаждения воздуха выполнялось с учетом выделения тепла при конденсации, которое идет на дополнительный нагрев воды;

5. Предлагаемая технологическая схема охлаждения и осушения рудничного воздуха позволяет управлять процессами тепломассообмена в горных выработках рудников, так как снижение температуры атмосферного воздуха и его влагосодержания приведет к изменению расстояния до границы смены испарения на конденсацию в горных выработках рудников.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Левин, Лев Юрьевич, Пермь

1. А.с. 347525 СССР, МКИ 53 О Е21 3/00. Устройство для осушения воздуха / А.А. Чернецов, В.Д. Котенко, В.Н. Осипов (СССР).

2. А.с. 907359 СССР, МКл F 24 Н 3/06// Е 21 F 1/16. Шахтная калориферная установка / Б.К. Кретов, В.А. Шушпанников (СССР). Опубл. 1982. Бюл. № 7.

3. А.с. 914885 СССР, МКИ 53 0 Е21 3/00. Устройство для осушения воздуха / А.А. Чернецов (СССР).

4. А.с. SU 1254169 Al, Е 21 F 1/00. Устройство для нагрева и подачи в ствол воздуха / B.C. Мочков, В.И. Могилевский, В.Г. Франк, Ю.И. Леви-ант (СССР). Опубл. 1986. Бюл. № 32.

5. А.с. SU 1314209 Al, F 24 Н 3/06// Е 21 F 1/16. Шахтная калориферная установка / В.В. Назаревич, В.Н. Бизенков, Г.Ф. Капралов, В.М. Ворон-чихин (СССР). Опубл. 1987. Бюл. № 20.

6. А.с. SU 1442795 Al, F 24 Н 3/06. Шахтная калориферная установка / Л .Я. Гимельшейн, И.С. Фрейдлих (СССР). Опубл. 1988. Бюл. № 45.

7. А.с. 331228 СССР, МКИ 53 0 Е21 3/00. Воздухоосушитель / Н.И. Во-лынкин и др. (СССР).

8. Абрамов Ф.А. Рудничная аэрогазодинамика. М.: Недра. 1972.

9. Абрамович Г.Н. Прикладная газовая динамика. Часть 1. Наука, 1991. 600 с.

10. Алехичев С.П., Калабин Г.В. Естественная тяга и тепловой режим рудников. Л.: Наука, 1974. 110 с.

11. Алътшулъ А.Д., Киселев П.Г. Гидравлика и аэродинамика. М.: Стройиз-дат, 1975.

12. Андреичев А.Н. Разработка калийных месторождений. М.: Недра, 1969. 256 с.

13. Андрияшев М.М. Техника расчета водопроводной сети. М.: ОГИЗ Советское законодательство, 1932.

14. Архипов Г.В. Автоматическое регулирование поверхностных теплообменников. М.: Энергия, 1971. 394 с.

15. Байжанов С.С.Совершенствование технологии нагрева воздуха в системах вентиляции угольных и рудных шахт. Караганда, 1982.

16. Белая А.Е. Универсальный метод гидравлического увязочного расчета кольцевых водопроводных сетей // Изв. ВУЗов. Строительство и архитектура. 1964. №4. С. 69-73.

17. Беннет К., Майерг Т. Гидродинамика, теплообмен и массообмен. М.: Недра, 1966. 726 с.

18. Березин И.С., Жидков Н.П. Методы вычислений. 3-е изд. М.: Наука, 1966.

19. Богословский В.Н., Кокорин О.Я., Петров JI.B. Кондиционирование воздуха и холодоснабжение. М.: Стройиздат, 1985. 367 с.

20. Бойко В.А., Скрыпников В.Б., Стрижка П.Н., Черниченко В.К., Журав-ленко В.Я. Перспективы использования низкопотенциального тепла шахтных энергетических установок // Уголь Украины. 1977. №12. С. 3738.

21. Борецкий В.М. Передвижная калориферная установка для сооружения шахтных стволов // Шахтное строительство. 1986. №10. С.26-21.

22. Брилайнт B.C. Аналитический расчет сети труб // Труды Томского элек-тромех. ин-таж.-д. транспорта. 1948. т. 13. С. 30-57.

23. Бромлей М.Ф., Щеглов В. П. Проектирование отопления и вентиляции производственных зданий. М.: Стройиздат, 1965.

24. Бурчаков А.С. и др. Рудничная аэрология. М.: Недра, 1971. 373 с.

25. Ваганова Л Д. Номографический метод расчета теплоотдающей поверхности и расхода пара для безвентиляторных калориферных установок шахт // Вопр. механизации и автоматизации в горной промышленности: Научн. тр. КНИУИ. М.: Недра, вып. 20. С. 444-456.

26. Ваганова Л.Д., Герцен К.А. Исследование аварийных режимов, встречающихся при эксплуатации калориферных установок // Вопр. механизации и автоматизации в горной промышленности: Научн. тр. КНИУИ. М.: Недра, 1967, вып. 23. С. 287-292.

27. Васшъченко М.П. Расчет кольцевых водопроводных сетей с учетом взаимного влияния колец // Водоснабжение и санитарная техника. 1965. №5.1. С. 21-24.

28. Воднев В.Т., Наумович А.Ф., Наумович Н.Ф. Основные математические формулы. 2-е изд. Минск: Высш. школа, 1988. 272 с.

29. Воронин В.Н. Основы рудничной аэрогазодинамики. M.-JL: Углетехиз-дат, 1951. 491 с.

30. Воронина Л.Д., Багриновский АД., Никитин B.C. Расчет рудничной вентиляции. М.: Госгортехиздат, 1962. 127 с.

31. Вулъман Ф.А., Харьков Н.С. Тепловые расчеты на ЭВМ теплоэнергетических установок. М.: Энергия, 1975.

32. Геращенко О.А. и др. Температурные измерения: Справочник. Киев: Наукова думка, 1984. 493 с.

33. Гнеденко В.В. Курс теории вероятностей. М.: Наука, 1988. 448 с.

34. Джонсон К, Лион Ф. Статистика и планирование эксперимента в технике и науке (методы планирования эксперимента). М.: Мир, 1981. 520 с.

35. Дядъкин Ю.Д. и др. Тепловой режим рудных, угольных и россыпных шахт Севера. М.: Наука, 1968. 172 с.

36. Дядъкин Ю.Д. Основы горной теплофизики для шахт и рудников севера. М.: Недра, 1968.

37. Дядъкин ЮД., Шувалов Ю.В., Тимофеевский Ю.С. Горная теплофизика. Регулирование теплового режима шахт и рудников. JL: ЛГИ, 1976. 159 с.

38. Евдокимов А.Г. Оптимальные задачи на инженерных сетях. Харьков: Высш. школа, 1976.

39. Единые правша безопасности при разработке рудных, нерудных и россыпных месторождений подземным способом. М.: Недра, 1977.

40. Ермольев Ю.М., Мельник И.М. Экстремальные задачи на графах. Киев: Наукова думка, 1968.

41. Зингер Н.М. Гидравлические и тепловые режимы теплофикационных систем. М.: Энергия, 1976. 335 с.

42. Ибикус У.Ю., Герцен К.А., Ваганова Л.Д. Исследование характера нагрузки калориферных секций в безвентиляторных калориферных установках // Вопр. механизации и автоматизации в горной промышленности: Науч. тр. КНИУИ. М.: Недра, 1967. вып. 20. С. 398-410.

43. Ибикус У.Ю., Карасёв Н.И., Шатохин В.Н. Автоматический отвод конденсата в безвентиляторных калориферных установках // Вопросы механизации и автоматизации в горной промышленности: Науч. тр. КНИУИ. М.: Госгортехиздат, 1962. вып. 11.

44. Изменение действующей схемы подачи подогрева и смешивания воздуха для проветривания шахты в зимнее время: Информлисток. Свердловский ЦНТИ, 1986. №541-86.

45. Исаченко В.П. Теплообмен при конденсации. М.: Энергия, 1977. 240 с.

46. Исаченко В.П., Осипова В А. Сукомел А. С. Теплопередача. 4-е изд., пе-рераб. М.: Энергия, 1981.

47. Казаков Б. П. Нетрадиционные методы исследования энергии в системахподготовки воздуха для калийных рудников. Разработка калийных месторождений // Межвуз. сб. науч. тр. Пермь, 1989. С. 51-54.

48. Казаков Б.П. Ресурсосберегающие технологии управления климатическими параметрами рудников. Дис. . докт. техн. наук. Пермь, 2001.

49. Казаков Б.П., Левин Л.Ю. Динамика тепловых потоков и особенности обогрева воздухоподающих стволов // Проблемы безопасности и совершенствования горных работ: Материалы междунар. конф. Пермь, 1999. С. 77-80.

50. Казаков Б.П., Левин Л.Ю. Общие принципы работы безвентиляторных систем отопления шахтных стволов // Науч.-техн. журн. «Горная механика». Солигорск, 2001. №1-2. С. 35-38.

51. Казаков Б.П., Левин Л.Ю. Оптимизация технологических режимов подготовки вентиляционного воздуха для шахт и рудников // Научно-педагогическое наследие профессора И.И. Медведева: Сб. науч. докл. Санкт-Петербург, 1999. С. 169-174.

52. Казаков Б.П., Левин Л.Ю. Энергосбережение в системах обогрева шахтных воздухоподающих стволов // «Энергосбережение, экология и безопасность»: Тез. докл. междунар. науч.-техн. конф. Тула: ТулГУ, 1999. С.28-29.

53. Камке Д., Кремер К. Физические основы единиц измерения. М.: 1980, 204 с.

54. Карасёв Н.И. К вопросу исследования основных динамических закономерностей безвентиляторной калориферной установки // Вопросы механизации и автоматизации промышленности: Научн. тр. КНИУИ, вып.20. Под ред. Г.Е. Иванченко М. Недра, 1967. С. 421-434.

55. Карасёв Н.И. Математическая модель динамики теплопередачи в шахтной калориферной установке, работающей на перегретой воде. Изв. ВУЗов. Горный журнал, 1968. №10. С. 85-92.

56. Киселёва Н.И., Олъховиков Ю.П. Температура воздуха в воздухоподающих стволах Верхнекамского калийного месторождения // Сб. науч. тр. Пермского политехнического института. Пермь, 1977. №206. С. 72-75.

57. Клименко А.П., Каневец Г.Е. Расчет теплообменных аппаратов на электронных вычислительных машинах. M.-JL: Энергия, 1966.

58. Койда Н.У., Казимиров Е.Я. Расчет гидравлических сетей на ЭВМ. Минск: Высш. школа, 1964.

59. Комаров В.Б., Килъкеев Ш.Х. Рудничная вентиляция. М.: Недра, 1969. 315 с.

60. Комаров В.Б., Килъкеев Ш.Х. Рудничная вентиляция. М.: Металлургиз-дат, 1959.

61. Красноштейн А.Е., Казаков Б.П. Исследование слияния струй на модели воздухоподающего ствола //Сб. науч. тр. Пермского политехнического института. Пермь, 1973. №115. С. 89-93.

62. Красноштейн А.Е., Казаков Б.П., Новожилов С.В., Самарина Т.А. Неизотермическая струя в воздухоподающем стволе // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 1975. №6. С. 168-171.

63. Красноштейн А.Е., Лужецкая Н.Д., Казаков Б.П. Микроклимат калийных рудников, его значение и регулирование // Сб. науч. тр. Пермского политехнического института. Пермь, 1974. №150. С. 145-148.

64. Краснощекое Л. Ф. Расчет и проектирование воздухонагревательных установок для систем приточной вентиляции. Л.: Стройиздат, 1972.

65. Левенталъ Б.Б., Поприн Л. С. Оптимизация теплоэнергетических установок. М.: Энергия, 1970.

66. Левин Л.Ю. Общие принципы работы безвентиляторных систем отопления шахтных стволов // Проблемы безопасности и совершенствования горных работ: Тез. докл. междунар. конф. Пермь, 1999. С. 142-144.

67. Левин Л.Ю. Особенности обогрева воздухоподающих стволов и основы энергосбережения при их реконструкции // Проблемы безопасности и совершенствования горных работ: Тез. докл. междунар. конф. Пермь, 1999. С. 144-147.

68. Левин Л.Ю. II Проблемы горного недроведения и системологии: Материалы науч. сес. Горного института УрО РАН. Пермь, 1999. С.124-126.

69. Левин Л.Ю. Тепловые утечки в системах обогрева воздухоподающих стволов // Материалы науч. сес. Горного института УрО РАН по результатам НИР в 1999 году, Пермь, 2000. С. 18-21.

70. Левин Л.Ю. Управление процессами ТМО в транспортных выработках // Моделирование стратегии и процессов освоения георесурсов: Сб. докл. Пермь: Горный институт УрО РАН, 2003. С. 210-212.

71. Левин Л.Ю., Исаевич А.Г., Снежневский А.Ю. Способы нормализации влажностных параметров рудничной атмосферы калийных рудников. // Изв. вузов. Горный журнал. Екатеринбург, 2004. №2. С. 56-58.

72. Левин Л.Ю., Шалимов А.В. Особенности тепломассообмена в системах подогрева воздуха для воздухоподающих стволов рудника // Материалынауч. сес. Горного института УрО РАН по результатам НИР в 2000 году, Пермь, 2001.С. 44-50.

73. Лобачев В.Г. Новый метод увязки колец при расчете водопроводных сетей. Санитарная техника, 1934.

74. Лыков А.В. Тепломассообмен: Справочник. М.: Энергия, 1978. 300 с.

75. Медведев А.И., Красноштейн А.Е. Аэрология калийных рудников. Свердловск: УрО РАН, 1990. 250 с.

76. Медведев И.И. Проветривание калийных рудников. М.: Недра, 1970. 207 с.

77. Методика сравнения и подбора калориферов калориферных установок. НИИСТ. -М.: Госстройиздат, 1962.

78. Минин Е.М. Воздухонагреватели для систем вентиляции и кондиционирования воздуха. М.: Стройиздат, 1976.

79. Михеев М.А. Основы теплопередачи. 3-е изд. М.: Госэнергоиздат, 1956.

80. Олъховиков Ю.П. Исследование влияния температурного режима на водопроницаемость тюбинговой крепи в воздухоподающих стволах. Пермь, 1970.

81. Павленко Е.А., Шушпанников В.А. Влияние здания на надёжность работы и интенсификацию теплообмена калориферной установки // Сб. научн. тр. Кузбасского политехнического ин-та. Кемерово, 1974. №66. С. 171177.

82. Правша безопасности в угольных и сланцевых шахтах. М.: Недра, 1976. 400 с.

83. Правила безопасности при разработке подземным способом соляных месторождений Республики Беларусь. Минск, 1994.

84. Проханов Ю.В., Розанов Ю.А. Теория вероятностей. М.: Наука, 1987. 400 с.

85. Руководство по проектированию вентиляции угольных шахт. М.: Недра, 1975.

86. Руководство по проектированию вентиляции угольных шахт / A.M.

87. Карпов, М.А. Патрушев, А.А. Мясников и др. М.: Недра, 1975.

88. Руководство по техническому обслуживанию калориферных установок шахт / Н.И. Карасёв и др. М.: Недра, 1984.

89. Рыжкин В.Я. Тепловые электрические станции. M.-JL: Энергия, 1967.

90. Рысин СЛ. Вентиляционные установки машиностроительных заводов: Справочник. М.: Машиностроение, 1964.

91. Северин ЛИ. Теоретическое обоснование условий ввода подогретого воздуха, поступающего в шахтный ствол из калориферных каналов // Записки ЛГИ, т. XXVII, вып. I. Углетехиздат, 1952.

92. Скрыпников В.Б. Обогрев шахтных стволов низкопотенциальным теплом энергетических установок // Изв. ВУЗов, Горный журнал, 1978. №11. С. 90-93.

93. Скрыпников В.Б., Флоров С.В. Выбор режимов испарительного нагрева при поддержании стабильной температуры в шахтном стволе // Известия ВУЗов. Горный журнал. 1978. С. 95-98.

94. Скуба В.Н. Влияние теплового режима на эффективность работ на шахтах Севера. Уголь, 1975. №12. С. 58-60.

95. Соколов Е.Я. Теплофикация и тепловые сети. 4-е изд., перераб. М.: Энергия, 1975. 335 с.

96. Сосин МЛ. Защита от замораживания оборудования систем вентиляции и кондиционирования воздуха. Зарубежный опыт // Исследование, расчёт, проектирование санитарно-технических систем: Тр. ГИПРОНИН АН СССР, 1970. вып. 2. С. 77-80.

97. Ушаков КЗ. и др. Аэрология горных предприятий. М.: Недра, 1987. С. 334-336.

98. Филъней М.И. Проектирование вентиляционных установок. М.: Высш. школа, 1966.

99. Хасшев В.Я., Меренков А.П., Каганович Б.М. и др. Методы и алгоритмы тепловых сетей. М.: Энергия, 1978.

100. Худевенц Д. Результаты дискуссии на конференции по улучшению климатических условий в шахтах, "Глюкауф", №12, 1984, С. 38.

101. Цейтлин Ю.А. и др. Проектирование и эксплуатация шахтных систем кондиционирования воздуха. М.: Недра, 1983. С. 16-17.

102. Цой С., Цхай С.М. Электронно-вычислительная техника в вентиляционной службе шахт. Алма-Ата: Наука, 1966.

103. Шемаханов М.М. Отопление шахтных стволов. М.: Госгортехиздат, 1960.

104. Шубин Е.П., Левин Б.И. Проектирование теплоподготовительных установок ТЭЦ и котельных. М.: Энергия. 1970.

105. Шушпанников В.А. Исследование работы шахтной паровой безвентиляторной установки: Дис. . канд. техн. наук. Кемерово, 1972. 208 с.

106. Шушпанников В.А., Колчанова В.И. Анализ работы калориферных установок на шахтах Кузбасса // Сб. научн. тр. Кузбасского политехнического ин-та. Кемерово, 1974. С. 177-183.

107. Шушпанников В.А., Шушпанников Б.В. Шахтная паровая безвентиляторная калориферная установка. А. с. SU №138563 Е21 F 03/00. Заявлено 23.02.1960. Опубл. 1961.

108. Щеглов А.В. Паровые турбины. М.: Энергия, 1967.

109. Щекин Р.В, и др. Справочник по теплоснабжению и вентиляции. Вентиляция и кондиционирование. Киев: Будивельник, 1968. 342 с.

110. Щербанъ А.Н., Кремнев О.А., Журавленко Я.В. Справочное руководство по тепловым расчетам шахт и проектированию установок для охлаждения рудничного воздуха. М.: Недра, 1977. 500 с.

111. Яворский Б.М., Детлаф А.А. Справочник по физике. 2-е изд., М.: Наука, 1985. 512 с.

112. Andrews О.Е. Ventilation of Shore Mines // Mining in Canada. Northern Mine Press LTD, 1957. 45p.

113. Bogchi S. Ventilation of Deep Mines // Journal of the Institut of Eng. (India), 1987. Vol. 11.

114. Chadwick J.R. New techniques for ventilation and regeneration // World Mining, 1981. Vol. 8.

115. Hall A.E., Gangal M.K., Stewart S.B. Atmospheric fog in Canadian mines CIM Bulletin. 1988. Vol. 921.

116. Impact of using auxiliary fans on coal mine ventilation efficiency and cost (Wallace K.G., McPherson M.J., Brunner D.J., Kissel F.N.) // Bur. Mines US Dep. Inter., 1990. Vol. 9307.

117. Morris I.H. Walker G. Changes in the approach to ventilation in recent years // The Mining Engineer, 1982. Vol. 244.

118. Sadik W.A., Stanley B.T., Mirza M.B. Ventilation of on underground testing facility in sail // Mining Engineering (USA), 1988. Vol. 10.

119. Short B. Ventilation and air conditioning of the Magma Mine // Mining Engineering, 1957. Vol. 3.

120. State ham R.M., Radcliffe D.E. Time variation in coal mine roof fall rates // Cycles, 1979. Vol. 29.

121. Ventilation of South African Gold Mines // The South African Mining and Eng., 1961. Vol. 6.