Zmiany temperatury powietrza atmosferycznego na temperaturę powietrza na podszybiach szybów wdechowych-opracowanie

Wpływ zmian temperatury powietrza atmosferycznego na temperaturę powietrza na podszybiach szybów wdechowych
Do przewietrzania kopalni korzysta się z powietrza atmosferycznego, którego parametry ule­ga­ją znacznym wahaniom w ciągu roku. Sezonowe (dobowe, miesięczne, roczne) zmiany tempera­tury powietrza wpływającego do szybu znacznie komplikują proces wymiany ciepła między skałami i powie­trzem, tworząc pulsacje temperatury powietrza i skał [4].
Do określenia zmian temperatury powietrza, jakie zachodzą podczas przepływu powietrza wzdłuż wyrobiska kopalnianego, większość metod prognozowania korzysta z różniczkowego równania energii. W celu jego rozwiązania zakłada się, że temperatura powietrza zależy od jednej współrzędnej bieżącej i nie zmienia się w przekroju poprzecznym wyrobiska. Ponadto zakłada się, że strumień masy powietrza przepływającego wyrobiskiem jest stały i pomija się zmiany energii kinetycznej wzdłwiż osi wyrobiska. Przyjmuje się jednorodność górotworu i niezmienność wszystkich parametrów w czasie. Dotyczy to zwłaszcza niezmienności temperatury powietrza na początku wyrobiska (na wlocie do kopalni). Dlatego też wyniki prognozy odnoszą się jedynie do przyjętych w niej parametrów powietrza na wlocie do kopalni, a podawane przez autorów zależności pozwalają określić średnią temperaturę powietrza. Jeżeli temperatura powietrza na wlocie do kopalni będzie się zmieniać, należy dodatkowo wyznaczać sezono­wą jej odchyłkę.
Zazwyczaj w wyrobiskach górniczych powinno się prognozować warunki klimatyczne dla okresu letniego. Przyjęcie temperatury lipca jako temperatury powietrza wpływającego do kopalni - przy założeniu, że parametry te występują przez cały czas istnienia wyrobiska - spowoduje zawyżenie pro­gno­zowanej temperatury w wyrobiskach górniczych. Należy zatem prognozować temperaturę powie­trza w kopalni z uwzględnieniem średniej wieloletniej temperatury na powierzchni [6] i dodatkowo wy­znaczać amplitudę sezonowych odchyłek temperatury przenoszonych wzdłuż dróg przepływu powietrza.
Drogi powietrza świeżego w kopalni stanowią swego rodzaju akumulator ciepła. Ciepłe powie­trze wchodzące latem do kopalni ogrzewa skały chłodząc się. Zimą natomiast powietrze chłodzi skały od­­bierając od nich ciepło [2]. Skały otaczające wyrobisko, biorące udział w tych procesach, noszą wg. [16] nazwę "strefy (warstwy) wyrównującej temperaturę", a wg. [2] nazwę "regeneratora ciepła". Grubość tej warstwy w zależności od rodzaju skał sięga od kilku do kilkunastu metrów w głąb góro­tworu. Zasięg strefy wyrównującej wahania temperatury zależy natomiast głównie od ilości przepły­wającego powietrza. Dla płytkich kopalń, przewietrzanych dużymi ilościami powietrza może ona sięgać nawet do szybów wydechowych [16]. W głębokich, gorących kopalniach strefa ta obejmuje zazwyczaj grupowe prądy powietrza świeżego i sięga do miejsca, do którego następuje obniżanie temperatury ciepłego powietrza płynącego w lecie od szybów wdechowych. Od tego miejsca temperatura skał jest stale wyższa od temperatury powietrza i ogrzewa się ono od skał wzdłuż drogi jego przepływu.

(…)

…:
przejście ze stanu stałego w ciekły (topnienie), przejście ze stanu stałego w gazowy (sublimacja), przejście ze stanu ciekłego w gazowy (parowanie), rozpuszczanie soli;
b) rozprężania gazów połączonego z wykonywaniem pracy zewnętrznej lub ekspansji gazu połączonej z dławieniem przepływu (efekt Joule'a-Thom­sona);
c) zjawiska chłodniczego wirowego (rurka Ranque'a), d) efektu termoelektrycznego Peltiera,
e) rozmagnesowania ciała stałego (zjawisko magnetotermiczne), f) desorpcji gazów. Efekt chłodniczy wirowy - rurka Ranque'a
Do równoczesnego ochłodzenia (do temperatur od -10 do -60°C) oraz ogrzania gazu (do temperatur od 50 do 100°C) służy rurka Ranque'a, zwana też niekiedy dynamiczną chło­dziarką powietrzną. Przepływ wirowy, któremu towarzyszy temperaturowe rozdzielenie gazu, przebiega w ru­rze 1 (rys. 4.6).
Doprowadzony z zewnątrz sprężony gaz rozpręża się w dyszy 2 i następnie wpływa z prędkością 200400 m/s stycznie do ścianki rury. Przepływ w przewodzie charakteryzuje się dużymi prędkościami zarówno stycznymi, jak też osiowymi. Warstwy zewnętrzne gazu płynące do iglicowego zaworu regulacyjnego 3 mają większą prędkość i temperaturę. Warstwy wewnętrzne przemieszczające się w kierunku przeciwnym charakteryzują…
... zobacz całą notatkę