Abstract
In the cold period of the year, to ensure the required thermal regime in underground mine workings, the air supplied to the mine is heated using air handling systems. In future, the thermodynamic state of the prepared air flow when it is lowered along the mine shaft changes due to the influence of a number of factors. At the same time, the processes of heat and mass exchange between the incoming air and its environment are of particular interest. These processes directly depend on the initial parameters of the heated air, the downcast shaft depth and the presence of water flows into the mine shaft. Based on the obtained experimental data and theoretical studies, the analysis of the influence of various heat and mass transfer factors on the formation of microclimatic parameters of air in the downcast shafts of the Norilsk industrial district mines is carried out. It is shown that in the presence of external water flows from the flooded rocks behind the shaft lining, the microclimatic parameters of the air in the shaft are determined by the heat transfer from the incoming air flow to the underground water flowing down the downcast shaft lining. The research results made it possible to describe and explain the effect of lowering the air temperature entering the underground workings of deep mines
Highlights
Параметры воздухоподающих стволов и поступающего по нему воздухаДлина участка ствола (расстояние между двумя точками), м Диаметр воздухоподающего ствола, м Площадь сечения ствола, м2 Количество воздуха, проходящего по стволу, м3/с Температура воздуха в устье ствола, °C Относительная влажность в устье ствола, % Температура воздуха в околоствольном дворе, °C Относительная влажность в околоствольном дворе, %.
Традиционно выделяются следующие основные факторы и термодинамические процессы, определяющие формирование температуры воздуха, движущегося вниз по воздухоподающему стволу [7]: начальная температура и влажность воздуха в устье ствола; теплообмен между окружающим ствол породным массивом и проходящим по стволу воздухом; гидростатическое сжатие и разогрев воздуха при его движении вниз по стволу; массообменные процессы (особенно связанные с процессами влагообмена).
Теплообмен между окружающим ствол породным массивом и проходящим по стволу воздухом, как правило, считается пренебрежимо малым для шахтных стволов, эксплуатируемых длительное время, за счет формирования в окружающем породном массиве так называемой «тепловыравнивающей рубашки» [2].
Summary
Длина участка ствола (расстояние между двумя точками), м Диаметр воздухоподающего ствола, м Площадь сечения ствола, м2 Количество воздуха, проходящего по стволу, м3/с Температура воздуха в устье ствола, °C Относительная влажность в устье ствола, % Температура воздуха в околоствольном дворе, °C Относительная влажность в околоствольном дворе, %. Традиционно выделяются следующие основные факторы и термодинамические процессы, определяющие формирование температуры воздуха, движущегося вниз по воздухоподающему стволу [7]: начальная температура и влажность воздуха в устье ствола; теплообмен между окружающим ствол породным массивом и проходящим по стволу воздухом; гидростатическое сжатие и разогрев воздуха при его движении вниз по стволу; массообменные процессы (особенно связанные с процессами влагообмена). Теплообмен между окружающим ствол породным массивом и проходящим по стволу воздухом, как правило, считается пренебрежимо малым для шахтных стволов, эксплуатируемых длительное время, за счет формирования в окружающем породном массиве так называемой «тепловыравнивающей рубашки» [2]. В холодный период года начальная влажность воздуха, поступающего в воздухоподающий ствол, относительно мала, а потому процесс испарения воды, стекающей по крепи ствола, и увеличения влагосодержания воздуха в стволе должен протекать интенсивно. – коэффициент нестационарного теплообмена с источниками теплоты (крепью и водопритоками) [10], Вт/(м2 С); v – скорость течения воздуха в стволе, м/с; Тm – температура источников теплоты, С; T – средняя по сечению температура воздуха, С; Δm1 > 0 – количество испарившейся влаги вследствие изменения термодинамических параметров воздуха на участке Δх, г/кг; Δm2 > 0 – количество капельной влаги, захваченной воздушным потоком из водяной пленки, г/кг; cw – удельная теплоемкость воды, Дж/(г С); P – абсолютное давление, Па; Δρ – изменение плотности воздуха, кг/м3
Sign-in/Register to view highlights & summary Sign-in/Register to access full text options 
Free) 
Talk to us
Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have
Schedule a call
