Lengo kuu la uingizaji hewa wa mgodi ni utoaji wa kiasi cha kutosha cha hewa kwa maeneo yote ya kazi na njia za kusafiri katika mgodi wa chini ya ardhi ili kuondokana na kiwango kinachokubalika uchafu huo ambao hauwezi kudhibitiwa kwa njia nyingine yoyote. Ambapo halijoto ya kina na miamba ni kiasi kwamba halijoto ya hewa ni ya kupita kiasi, mifumo ya majokofu ya kimitambo inaweza kutumika kuongeza athari za uingizaji hewa.

Mazingira ya Mgodi

Muundo wa bahasha ya gesi inayozunguka dunia hutofautiana kwa chini ya 0.01% kutoka mahali hadi mahali na katiba ya hewa "kavu" kawaida huchukuliwa kama nitrojeni 78.09%, oksijeni 20.95%, argon 0.93% na dioksidi kaboni 0.03%. Mvuke wa maji pia upo kwa viwango tofauti kulingana na joto la hewa na shinikizo na upatikanaji wa nyuso za bure za maji. Wakati hewa ya uingizaji hewa inapita kupitia mgodi, mkusanyiko wa mvuke wa maji unaweza kubadilika sana na tofauti hii ni somo la utafiti tofauti wa psychrometry. Ili kufafanua hali ya mvuke wa maji na mchanganyiko wa hewa kavu katika hatua fulani inahitaji sifa tatu zinazoweza kupimika za shinikizo la barometriki, balbu kavu na joto la balbu ya mvua.

Mahitaji ya uingizaji hewa

Vichafuzi vinavyopaswa kudhibitiwa na uingizaji hewa wa dilution ni gesi na vumbi, ingawa mionzi ya ionisi inayohusishwa na radoni inayotokea kiasili inaweza kuleta matatizo, hasa katika migodi ya urani na ambapo viwango vya usuli vya uranium vya mwenyeji au miamba iliyo karibu huinuliwa. Kiasi cha hewa kinachohitajika kwa udhibiti wa dilution kitategemea nguvu ya chanzo cha uchafuzi na ufanisi wa hatua nyingine za udhibiti kama vile maji kwa ajili ya kuzuia vumbi au mifumo ya mifereji ya methane katika migodi ya makaa ya mawe. Kiwango cha chini cha mtiririko wa hewa ya dilution huamuliwa na uchafu unaohitaji kiwango kikubwa zaidi cha dilution kwa ufahamu wa kutosha wa uwezekano wa athari za mchanganyiko na ushirikiano ambapo uchafuzi mmoja unaweza kuongeza athari ya mwingine. Kupindua thamani hii kunaweza kuwa hitaji la chini la kasi ya hewa ambayo kwa kawaida ni 0.25 m/s na kuongezeka kadri halijoto ya hewa inavyoongezeka.

Uingizaji hewa wa vifaa vinavyotumia dizeli

Katika migodi iliyotengenezwa kwa kutumia vifaa vya rununu vinavyotumia dizeli na kwa kukosekana kwa ufuatiliaji unaoendelea wa gesi, dilution ya gesi ya kutolea nje hutumiwa kuamua mahitaji ya chini ya hewa ya uingizaji hewa ambapo hufanya kazi. Kiasi cha hewa kinachohitajika kwa kawaida ni kati ya 0.03 na 0.06 m³/s kwa kila kW ya nguvu iliyokadiriwa mahali pa kufanya kazi kulingana na aina ya injini na ikiwa kiyoyozi chochote cha gesi ya kutolea nje kinatumika. Maendeleo yanayoendelea katika teknolojia ya mafuta na injini yanatoa uzalishaji wa chini wa injini ilhali vibadilishaji vichocheo, visusuo vya mvua na vichujio vya kauri vinaweza kupunguza zaidi viwango vya kuacha vya monoksidi kaboni/aldehidi, oksidi za nitrojeni na chembe za dizeli mtawalia. Hii husaidia katika kufikia viwango vikali vya uchafuzi wa mazingira bila kuongeza kwa kiasi kikubwa viwango vya upunguzaji wa moshi. Kikomo cha chini kinachowezekana cha dilution cha 0.02 m³/s kwa kW huamuliwa na utoaji wa hewa ya kaboni dioksidi ambayo ni sawia na nguvu ya injini na haiathiriwi na kiyoyozi cha gesi ya kutolea nje.

Injini za dizeli zina ufanisi wa takriban theluthi moja katika kubadilisha nishati inayopatikana katika mafuta hadi nguvu muhimu na nyingi ya hii hutumiwa kuondokana na msuguano unaosababisha pato la joto ambalo ni takriban mara tatu ya pato la nishati. Hata wakati wa kuinua mwamba juu ya kushuka kwa lori, kazi muhimu iliyofanywa ni karibu 10% tu ya nishati inayopatikana kwenye mafuta. Nguvu za juu za injini ya dizeli hutumiwa katika vifaa vikubwa vya rununu ambavyo vinahitaji uchimbaji mkubwa ili kufanya kazi kwa usalama. Kuruhusu vibali vya kawaida vya gari na kiwango cha kawaida cha dilution ya gesi ya kutolea nje ya dizeli ya
0.04 m³/s kwa kW, kasi ya chini ya hewa ambapo dizeli hufanya kazi wastani kuhusu 0.5 m/s.

Uingizaji hewa wa njia tofauti za uchimbaji madini

Ingawa uwekaji wa mahitaji ya jumla ya kiasi cha hewa haufai ambapo maelezo ya kina ya mgodi na upangaji wa uingizaji hewa yanapatikana au inawezekana, yanaunga mkono vigezo vinavyotumika kwa usanifu. Mkengeuko kutoka kwa maadili ya kawaida kwa ujumla unaweza kuelezewa na kuhalalishwa, kwa mfano, katika migodi yenye matatizo ya joto au radoni. Uhusiano wa jumla ni:

Kiasi cha mgodi = αt + β

ambapo t ni kiwango cha uzalishaji cha kila mwaka katika tani milioni kwa mwaka (Mtpa), α ni kipengele cha kiasi cha hewa kinachobadilika ambacho kinahusiana moja kwa moja na kiwango cha uzalishaji na β ni kiasi cha hewa kisichobadilika kinachohitajika ili kuingiza hewa kwenye miundombinu ya mgodi kama vile mfumo wa kushughulikia madini. Thamani za kawaida za α zimetolewa kwenye jedwali 1.

Jedwali 1. Tengeneza vipengele vya kiasi cha hewa

Kiasi cha hewa β mara kwa mara inategemea zaidi mfumo wa utunzaji wa ore na, kwa kiwango fulani, kwa kiwango cha jumla cha uzalishaji wa mgodi. Kwa migodi ambapo mawe husafirishwa kwa kupungua kwa kutumia lori linaloendeshwa na dizeli au hakuna kusagwa kwa miamba iliyochimbwa, thamani inayofaa ya β ni 50 m.³/s. Hii kawaida huongezeka hadi 100 m³/s wakati wa kutumia visulizo vya chini ya ardhi na ruka kuinua na maeneo ya matengenezo ya chini ya ardhi. Kadiri mfumo wa ushughulikiaji wa madini unavyozidi kuwa mkubwa (yaani, kwa kutumia vidhibiti au mifumo mingine ya uhamishaji wa madini), β inaweza kuongezeka zaidi kwa hadi 50%. Kwenye migodi mikubwa sana ambapo mifumo mingi ya shimoni hutumiwa, idadi ya hewa ya mara kwa mara β pia ni nyingi ya idadi ya mifumo ya shimoni inayohitajika.

Mahitaji ya Kupoeza

Kubuni hali ya joto

Utoaji wa hali ya joto inayofaa ili kupunguza hatari na athari mbaya za mkazo wa joto inaweza kuhitaji kupozwa kwa mitambo pamoja na uingizaji hewa muhimu ili kudhibiti uchafu. Ingawa mkazo wa joto unaotumika ni kazi changamano ya vigeuzo vya hali ya hewa na majibu ya kisaikolojia kwao, katika hali halisi ya uchimbaji madini ni kasi ya hewa na joto la balbu mvua ambayo ina ushawishi mkubwa zaidi. Hii inaonyeshwa na nguvu za kupoeza hewa zilizosahihishwa (W/m²) iliyotolewa katika jedwali 2. Chini ya ardhi halijoto ya kung'aa inachukuliwa kuwa sawa na halijoto ya balbu kavu na 10 °C juu kuliko joto la balbu mvua. Shinikizo la barometriki na utawala wa nguo ni wa kawaida kwa kazi ya chini ya ardhi (yaani, 110 kPa na vitengo vya nguo 0.52).

Jedwali 2. Nguvu za kupoeza hewa zilizosahihishwa kwa nguo (W/m²)

Kasi ya hewa ya 0.1 m/s huonyesha athari ya upitishaji wa asili (yaani, hakuna mtiririko wa hewa unaoonekana kabisa). Kasi ya hewa ya 0.25 m/s ndiyo kiwango cha chini kinachoruhusiwa katika uchimbaji madini na 0.5 m/s ingehitajika ambapo halijoto ya balbu ya mvua inazidi 25 °C. Kuhusiana na kufikia usawa wa mafuta, joto la kimetaboliki linalotokana na viwango vya kawaida vya kazi ni: kupumzika, 50 W/m.²; kazi nyepesi, 115 hadi 125 W / m², kazi ya kati, 150 hadi 175 W / m²; na kazi ngumu, 200 hadi 300 W / m². Masharti ya muundo wa ombi mahususi ya mgodi yatabainishwa kutokana na utafiti wa kina wa uboreshaji. Kwa ujumla, halijoto bora ya balbu ya mvua ni kati ya 27.5 °C na 28.5 °C huku halijoto ya chini ikitumika kwa utendakazi mdogo wa mitambo. Utendaji wa kazi hupungua na hatari ya ugonjwa unaohusiana na joto huongezeka sana wakati halijoto ya balbu ya mvua inapozidi 30.0 °C, na kazi kwa kawaida haipaswi kuendelea wakati halijoto ya balbu mvua ni kubwa kuliko 32.5 °C.

Mizigo ya joto ya mgodi

Mzigo wa friji ya mgodi ni mzigo wa joto wa mgodi chini ya uwezo wa baridi wa hewa ya uingizaji hewa. Mzigo wa joto wa mgodi ni pamoja na athari za mgandamizo otomatiki wa hewa kwenye njia za uingizaji hewa (ubadilishaji wa nishati inayoweza kuwa enthalpy hewa inaposhuka ndani ya mgodi), mtiririko wa joto ndani ya mgodi kutoka kwa mwamba unaozunguka, joto kuondolewa kutoka kwa mgodi. mwamba uliovunjika au maji yoyote ya mpasuko kabla ya kuondolewa kwenye sehemu za kuingizia au kufanyia kazi mgodi, na joto linalotokana na uendeshaji wa vifaa vyovyote vinavyotumika katika mchakato wa kuvunja na usafirishaji wa madini. Uwezo wa baridi wa hewa ya uingizaji hewa unategemea wote kubuni hali ya mazingira ya joto katika maeneo ya kazi na hali halisi ya hali ya hewa juu ya uso.

Ingawa michango ya jamaa ya kila chanzo cha joto kwa jumla ni mahususi ya tovuti, kwa kawaida mgandamizo wa kiotomatiki ndio mchangiaji mkuu kati ya 35 na 50% ya jumla. Kadiri kina cha uchimbaji wa madini kinavyoongezeka, mgandamizo otomatiki unaweza kusababisha uwezo wa kupoeza hewa kuwa hasi na athari ya kusambaza hewa zaidi ni kuongeza mzigo wa majokofu ya mgodi. Katika kesi hiyo, kiasi cha uingizaji hewa kinachotolewa kinapaswa kuwa cha chini kinachoendana na udhibiti wa uchafuzi wa mazingira na kuongeza kiasi cha friji kinahitajika kutoa hali ya kazi na salama. Kina cha uchimbaji wa madini ambapo friji inakuwa muhimu itategemea hasa hali ya hewa ya uso, umbali ambao hewa husafiri kupitia njia za uingizaji hewa kabla ya kutumika na kiwango ambacho vifaa vikubwa (dizeli au umeme) vinatumiwa.

Mifumo ya Uingizaji hewa wa Msingi

Mitandao

Mifumo ya msingi ya uingizaji hewa au mitandao inahusika na kuhakikisha mtiririko wa hewa kupitia fursa za migodi zilizounganishwa. Mtandao wa uingizaji hewa wa jumla una makutano ambapo njia tatu au zaidi hukutana, matawi ambayo ni njia ya hewa kati ya makutano na meshes ambayo ni njia zilizofungwa zinazopitishwa kupitia mtandao. Ijapokuwa mitandao mingi ya uingizaji hewa wa migodi imeimarishwa na mamia au hata maelfu ya matawi, idadi ya ulaji mkuu (tawi kati ya uso na utendakazi wa mgodi) na urejeshaji au moshi (tawi kati ya kazi na uso) kawaida hupunguzwa hadi chini ya kumi.

Kwa idadi kubwa ya matawi katika mtandao, kuamua muundo wa mtiririko na kuanzisha hasara ya jumla ya shinikizo sio moja kwa moja. Ingawa nyingi ziko katika mfululizo rahisi au mpangilio sambamba ambao unaweza kutatuliwa kwa aljebra na kwa usahihi, kutakuwa na baadhi ya sehemu za mchanganyiko zinazohitaji mbinu za kurudia na muunganiko wa uvumilivu unaokubalika. Kompyuta za analogi zimetumika kwa mafanikio kwa uchanganuzi wa mtandao; hata hivyo, hizi zimebadilishwa na mbinu za dijiti zinazotumia muda kidogo kulingana na mbinu ya kukadiria ya Hardy Cross iliyotengenezwa ili kutatua mitandao ya mtiririko wa maji.

Upinzani wa njia ya hewa na hasara za mshtuko

Upinzani wa mtiririko wa hewa wa handaki au ufunguzi wa mgodi ni kazi ya ukubwa wake na ukali wa uso na hasara ya shinikizo la matokeo inategemea upinzani huu na mraba wa kasi ya hewa. Kwa kuongeza nishati kwenye mfumo, shinikizo linaweza kuzalishwa ambalo hushinda upotezaji wa shinikizo. Hii inaweza kutokea kwa kawaida ambapo nishati hutolewa na joto kutoka kwa mwamba na vyanzo vingine (uingizaji hewa wa asili). Ingawa hii ilikuwa njia kuu ya kutoa uingizaji hewa, ni 2 hadi 3% tu ya nishati hubadilishwa na, wakati wa msimu wa joto, mwamba unaweza kupoza hewa inayoingia na kusababisha mabadiliko ya mtiririko. Katika migodi ya kisasa feni kwa kawaida hutumika kutoa nishati kwa mkondo wa hewa ambayo kisha hushinda upotevu wa shinikizo ingawa athari za uingizaji hewa wa asili zinaweza kusaidia au kuchelewesha kulingana na wakati wa mwaka.

Wakati hewa inapita juu ya uso, molekuli za hewa karibu na uso zinasimama na zile zilizo karibu huteleza juu ya zile zilizopumzika kwa upinzani ambao unategemea mnato wa hewa. Mteremko wa kasi huundwa ambapo kasi huongezeka kwa umbali unaoongezeka kutoka kwa uso. Safu ya mpaka iliyoundwa kwa sababu ya jambo hili na safu ndogo ya laminar pia iliyoundwa kadiri safu ya mpaka inakua ina athari kubwa kwa nishati inayohitajika kukuza mtiririko. Kwa ujumla, ukali wa uso wa njia za hewa za mgodi ni kubwa vya kutosha kwa "matuta" kuenea kupitia safu ndogo ya mpaka. Njia ya hewa basi ni mbaya ya hydraulically na upinzani ni kazi ya ukali wa jamaa, yaani, uwiano wa urefu wa ukali kwa kipenyo cha njia ya hewa.

Njia nyingi za hewa zinazochimbwa na mbinu za kawaida za kuchimba visima na mlipuko zina urefu wa ukali kati ya 100 na 200 mm na hata katika ardhi "iliyozuiwa", urefu wa wastani wa ukali hautazidi 300 mm. Ambapo njia za hewa zinaendeshwa kwa kutumia mashine za kuchosha, urefu wa Ukwaru ni kati ya 5 na 10 mm na bado inachukuliwa kuwa mbaya kwa maji. Ukwaru wa njia za hewa unaweza kupunguzwa kwa kuziweka, ingawa uhalali wa kawaida ni usaidizi wa chini badala ya kupunguzwa kwa nguvu inayohitajika ili kusambaza hewa ya uingizaji hewa. Kwa mfano, shimoni kubwa iliyo na saruji yenye ukali wa mm 1 itakuwa mbaya kwa mpito na nambari ya Reynolds, ambayo ni uwiano wa nguvu zisizo na nguvu na za viscous, pia itaathiri upinzani dhidi ya mtiririko wa hewa.

Kwa mazoezi, ugumu wa kuweka saruji laini shimoni kubwa kama hiyo kutoka juu kwenda chini inapozamishwa husababisha kuongezeka kwa ukali na upinzani juu ya 50% ya juu kuliko maadili laini.

Kwa idadi ndogo ya ulaji na kurudi hewa kati ya kazi na uso, sehemu kubwa (70 hadi 90%) ya hasara ya jumla ya shinikizo la mgodi hutokea ndani yao. Hasara za shinikizo la njia ya hewa pia hutegemea ikiwa kuna kutoendelea na kusababisha hasara za mshtuko kama vile kupinda, mikazo, upanuzi au vizuizi vyovyote kwenye njia ya hewa. Hasara inayotokana na kutoendelea huku kama vile kupinda na kutoka kwenye njia za hewa, inapoonyeshwa kwa mujibu wa hasara ambayo ingetolewa kwa urefu sawa wa njia ya hewa iliyonyooka, inaweza kuwa sehemu kubwa ya jumla na inahitaji kutathminiwa kwa makini, hasa. wakati wa kuzingatia ulaji kuu na kutolea nje. Hasara katika discontinuities inategemea kiasi cha utengano wa safu ya mpaka; hii inapunguzwa kwa kuzuia mabadiliko ya ghafla katika eneo.

Upinzani wa njia za hewa na vizuizi

Athari ya kizuizi juu ya upotezaji wa shinikizo inategemea mgawo wake wa kuvuta na mgawo wa kujaza, ambayo ni uwiano wa eneo la kizuizi cha kitu na eneo la sehemu ya msalaba ya njia ya hewa. Hasara inayosababishwa na vizuizi inaweza kupunguzwa kwa kupunguza utenganisho wa safu ya mpaka na kiwango cha msukosuko wowote kwa kurahisisha kitu. Drag coefficients huathiriwa na sura na mpangilio wao katika shimoni; maadili ya kulinganisha itakuwa: I boriti, 2.7; mraba, 2.0; silinda, 1.2; hexagons iliyoinuliwa, 0.6; na kuratibiwa kikamilifu, 0.4.

Hata kwa vijigawo vidogo vya kujaza na viwiko vya chini vya kukokota, ikiwa kizuizi kinarudiwa mara kwa mara, kama vile mihimili inayotenganisha sehemu za kunyanyua kwenye shimoni, athari limbikizi kwenye hasara za shinikizo ni kubwa. Kwa mfano, upinzani wa shimoni iliyo na mihimili ya heksagoni iliyopanuliwa nusu na mgawo wa kujaza wa 0.08 itakuwa karibu mara nne ya shimoni iliyopangwa ya saruji pekee. Ingawa gharama za nyenzo za sehemu za chuma za muundo wa mashimo ya mstatili zinazopatikana kwa urahisi zaidi ni zaidi ya mihimili yangu, vigawo vya kukokota ni karibu theluthi moja na huhalalisha matumizi yao kwa urahisi.

Mashabiki wakuu na wa nyongeza

Feni zote mbili za axial na centrifugal hutumika kutoa mzunguko wa hewa katika mifumo ya uingizaji hewa ya migodi, na ufaafu wa feni wa zaidi ya 80% unapatikana. Uchaguzi kati ya mtiririko wa axial au centrifugal kwa feni kuu za mgodi hutegemea gharama, ukubwa, shinikizo, uimara, ufanisi na tofauti yoyote ya utendakazi. Katika migodi ambapo kushindwa kwa feni kunaweza kusababisha mkusanyiko hatari wa methane, uwezo wa ziada wa feni huwekwa ili kuhakikisha uendelevu wa uingizaji hewa. Ambapo hii sio muhimu sana na kwa usakinishaji pacha wa feni, karibu theluthi mbili ya mtiririko wa hewa wa mgodi utaendelea ikiwa shabiki mmoja ataacha. Vipeperushi vya wima vya axial vilivyowekwa kwenye njia za hewa vina gharama ya chini lakini ni kikomo cha takriban 300 m³/s. Kwa kiasi kikubwa cha hewa, feni nyingi zinahitajika na zimeunganishwa na kutolea nje kwa ducting na bend.

Ili kupata utendakazi wa juu zaidi kwa gharama nzuri, feni za mtiririko wa axial hutumiwa kwa matumizi ya shinikizo la chini (chini ya 1.0 kPa) na feni za katikati kwa mifumo ya shinikizo la juu (zaidi ya 3.0 kPa). Uchaguzi wowote unafaa kwa shinikizo la kati. Ambapo uimara unahitajika, kama vile vichochezi vyenye kasi ya hewa juu ya safu muhimu, na matone ya maji yanatolewa na kutoka kwenye mfumo, feni ya katikati itatoa chaguo la kuaminika zaidi. Kiwango muhimu cha kasi ya hewa ni kati ya 7.5 m/s na 12.5 m/s ambapo matone ya maji yanaweza kukaa katika kusimamishwa kulingana na ukubwa wao. Ndani ya safu hii, kiasi cha maji yaliyosimamishwa kinaweza kuongezeka na kuongeza shinikizo la mfumo hadi feni itakaposimama. Hili ndilo eneo ambalo baadhi ya hewa huzunguka pande zote za blade na uendeshaji wa feni unakuwa mgumu. Ingawa haifai kwa aina yoyote ya feni, uwezekano wa kushindwa kwa blade ya feni ya katikati ni mdogo sana kuliko kushindwa kwa blade ya axial katika eneo hili la kushuka kwa mtiririko.

Ni nadra kwamba shabiki mkuu anahitajika kufanya kazi katika sehemu moja ya kazi wakati wa maisha ya mgodi, na mbinu bora za utendakazi tofauti wa shabiki zinafaa. Ingawa kasi ya kubadilika husababisha utendakazi bora zaidi kwa feni za axial na centrifugal, gharama, haswa kwa feni kubwa, ni kubwa. Utendaji wa shabiki wa mtiririko wa axial unaweza kubadilishwa kwa kurekebisha pembe ya blade na hii inaweza kufanywa ama wakati feni imesimamishwa au, kwa gharama kubwa zaidi, inapozunguka. Kwa kusambaza kizunguzungu kwenye hewa inayoingia kwenye feni kwa kutumia vijiti vya kugeuza vinavyobadilika, utendakazi wa feni ya katikati unaweza kubadilika wakati inafanya kazi.

Ufanisi wa shabiki wa centrifugal mbali na hatua yake ya kubuni huanguka kwa kasi zaidi kuliko ile ya shabiki wa mtiririko wa axial na, ikiwa utendaji wa juu unahitajika juu ya aina mbalimbali za pointi za uendeshaji na shinikizo zinafaa, shabiki wa mtiririko wa axial huchaguliwa.

Mifumo ya uingizaji hewa

Nafasi ya feni kuu katika mfumo wa jumla kawaida huwa juu ya uso kwenye njia ya hewa ya kutolea nje. Sababu kuu za hii ni unyenyekevu ambapo ulaji mara nyingi ni shimoni la kuinua na kutolea nje ni njia tofauti ya kusudi moja na kupunguza mzigo wa joto kwa kuwatenga mashabiki kutoka kwa njia za hewa za ulaji. Fani zinaweza kusakinishwa kwenye mihimili ya kuinua ama katika hali ya kulazimisha au ya kuchosha kwa kutoa kichwa kilichofungwa. Hata hivyo, ambapo wafanyakazi, vifaa au mwamba pia huingia au kuondoka shimoni, kuna uwezekano wa kuvuja hewa.

Mifumo ya kusukuma-vuta ambapo feni za ulaji na kutolea moshi husakinishwa hutumiwa ama kupunguza shinikizo la juu katika mfumo kwa kushiriki au kutoa tofauti ndogo sana ya shinikizo kati ya utendaji kazi na uso. Hii inafaa katika migodi kwa kutumia njia za uwekaji mapango ambapo uvujaji kupitia eneo la pango unaweza kuwa usiofaa. Pamoja na tofauti kubwa za shinikizo, ingawa uvujaji wa hewa kupitia eneo la pango kwa kawaida ni mdogo, unaweza kuanzisha matatizo ya joto, mionzi au oxidation katika sehemu za kazi.

Mashabiki wa nyongeza wa chini ya ardhi, kwa sababu ya ufinyu wa nafasi, karibu kila mara ni mtiririko wa axial na hutumiwa kuongeza mtiririko katika sehemu za kina au za mbali zaidi za mgodi. Upungufu wao kuu ni uwezekano wa kuzunguka tena kati ya kutolea nje kwa shabiki wa nyongeza na njia za hewa za ulaji. Kwa kutoa tu nyongeza kwa mitiririko midogo ya hewa pale inapohitajika, inaweza kusababisha shinikizo la chini la feni kwa mtiririko kamili wa hewa ya mgodi na kupunguzwa kwa jumla ya nishati ya feni inayohitajika.

Uingizaji hewa wa Sekondari

Mifumo ya msaidizi

Mifumo ya uingizaji hewa ya sekondari inahitajika ambapo kwa njia ya uingizaji hewa haiwezekani, kama vile katika vichwa vya maendeleo. Mipango minne inawezekana, kila moja ina faida na hasara zake.

The mfumo wa kulazimisha husababisha hewa baridi na safi zaidi kufikia uso na kuruhusu njia rahisi ya kunyumbulika kutumika. Kasi ya juu ya hewa inayotolewa kutoka mwisho wa mfereji wa usambazaji hutengeneza ndege ambayo huingiza hewa ya ziada na kusaidia kufagia uso wa uchafu na kutoa kasi ya uso inayokubalika. Vikwazo vyake kuu ni kwamba sehemu iliyobaki ya kichwa ina hewa ya kutosha na hewa iliyochafuliwa na gesi na vumbi linalozalishwa na shughuli za uchimbaji wa madini usoni. Hili ni tatizo hasa baada ya ulipuaji, ambapo nyakati salama za kuingia tena zinaongezwa.

An mfumo wa kuchosha huruhusu uchafu wote wa uso kuondolewa na kudumisha kichwa kilichobaki katika hewa ya kumeza. Vikwazo ni kwamba mtiririko wa joto kutoka kwa mwamba unaozunguka na uvukizi wa unyevu utasababisha joto la juu la utoaji wa uso; shughuli katika sehemu ya nyuma kutoka kwa uso, kama vile kuondoa miamba kwa kutumia vifaa vinavyotumia dizeli, itachafua hewa ya kuingiza; hakuna ndege ya hewa inayozalishwa kufagia uso; na duct ya gharama kubwa zaidi ambayo ina uwezo wa kudumisha shinikizo hasi inahitajika.

Katika mfumo wa mwingiliano wa kutolea nje tatizo la kusafisha uso na ndege ya hewa inashindwa kwa kufunga shabiki mdogo na duct (kuingiliana). Mbali na gharama ya ziada, hasara ni kwamba kuingiliana kunahitaji kuendelezwa na uso.

Ndani ya mfumo wa kurudi nyuma, hali ya uingizaji hewa ya kulazimisha hutumiwa, isipokuwa wakati wa ulipuaji na kipindi cha kuingia tena baada ya mlipuko, wakati mtiririko wa hewa umebadilishwa. Utumizi wake kuu ni katika kuzama kwa shimoni, ambapo nyakati za kuingia tena kwa shafts za kina zinaweza kuwa marufuku ikiwa mfumo wa kulazimisha pekee ulitumiwa. Mageuzi ya hewa yanaweza kupatikana kwa kutumia vizuia unyevu kwenye sehemu ya kuingiza na kutoa feni au, kwa kuchukua fursa ya kipengele cha feni za mtiririko wa axial, ambapo kubadilisha mwelekeo wa mzunguko wa blade husababisha mabadiliko ya mtiririko na karibu 60% ya mtiririko wa kawaida. mikononi.

Mashabiki na ducts

Mashabiki wanaotumiwa kwa uingizaji hewa wa pili ni karibu na mtiririko wa axial pekee. Ili kufikia shinikizo la juu linalohitajika kusababisha hewa kutiririka kupitia urefu mrefu wa njia, feni nyingi zilizo na mipangilio ya chapa inayozunguka-kinyume au inayozunguka inaweza kutumika. Uvujaji wa hewa ndilo tatizo kubwa zaidi katika mifumo ya feni na mifereji kisaidizi, hasa kwa umbali mrefu. Mifereji migumu iliyotengenezwa kwa mabati au glasi ya nyuzi, inapowekwa na gaskets, ina uvujaji mdogo ifaavyo na inaweza kutumika kutengeneza vichwa hadi kilomita kadhaa kwa urefu.

Njia zinazoweza kubadilika ni nafuu sana kununua na ni rahisi kufunga; hata hivyo, uvujaji kwenye viunganishi na urahisi wa kupasuliwa kwa kuwasiliana na vifaa vya simu husababisha hasara kubwa zaidi ya hewa. Vikomo vya ukuzaji kwa vitendo kwa kutumia njia inayoweza kunyumbulika mara chache huzidi kilomita 1.0, ingawa inaweza kupanuliwa kwa kutumia urefu wa mifereji mirefu na kuhakikisha upitishaji wa kutosha kati ya bomba na vifaa vya rununu.

Vidhibiti vya uingizaji hewa

Kwa njia ya uingizaji hewa na mifumo ya feni na mifereji ya usaidizi hutumiwa kutoa hewa ya uingizaji hewa kwa maeneo ambayo wafanyikazi wanaweza kufanya kazi. Vidhibiti vya uingizaji hewa hutumiwa kuelekeza hewa mahali pa kazi na kupunguza mzunguko mfupi au upotevu wa hewa kati ya njia za hewa zinazoingia na za kutolea nje.

Kichwa kikubwa hutumiwa kuzuia hewa kupita kupitia handaki inayounganisha. Vifaa vya ujenzi vitategemea tofauti ya shinikizo na ikiwa itakuwa chini ya mawimbi ya mshtuko kutoka kwa mlipuko. Mapazia nyumbufu yaliyoambatishwa kwenye sehemu za miamba inayozunguka yanafaa kwa matumizi ya shinikizo la chini kama vile kutenganisha njia ya hewa inayoingia na kurejesha hewa katika paneli ya chumba-na-nguzo iliyochimbwa na mchimbaji mgodi anayeendelea. Vichwa vya mbao na zege vinafaa kwa matumizi ya shinikizo la juu na vinaweza kujumuisha mpira mzito unaoweza kufunguka ili kupunguza uharibifu wowote wa mlipuko.

Mlango wa uingizaji hewa unahitajika ambapo njia ya watembea kwa miguu au ya gari inahitajika. Vifaa vya ujenzi, utaratibu wa ufunguzi na kiwango cha automatisering huathiriwa na tofauti ya shinikizo na mzunguko wa kufungua na kufunga. Kwa matumizi ya shinikizo la juu, milango miwili au hata mitatu inaweza kusanikishwa ili kuunda kufuli za hewa na kupunguza uvujaji na upotezaji wa hewa ya kuingia. Ili kusaidia katika kufungua milango ya kufuli hewa, kawaida huwa na sehemu ndogo ya kuteleza ambayo hufunguliwa kwanza ili kuruhusu usawazishaji wa shinikizo kwenye pande zote za mlango kufunguliwa.

Kidhibiti hutumiwa ambapo kiasi cha hewa inayopita kwenye handaki inapaswa kupunguzwa badala ya kusimamishwa kabisa na pia ambapo ufikiaji hauhitajiki. Mdhibiti ni orifice ya kutofautiana na kwa kubadilisha eneo hilo, kiasi cha hewa kinachopita ndani yake pia kinaweza kubadilishwa. Ubao wa kushuka ni mojawapo ya aina rahisi zaidi ambapo sura ya saruji inasaidia njia ambazo mbao za mbao zinaweza kuwekwa (imeshuka) na eneo la wazi linatofautiana. Aina zingine, kama vile vivutio vya vipepeo, vinaweza kuwa kiotomatiki na kudhibitiwa kwa mbali. Kwenye viwango vya juu katika baadhi ya mifumo iliyo wazi ya kusimamisha, ufikiaji wa mara kwa mara kupitia vidhibiti unaweza kuhitajika na kukazwa kwa usawa, paneli zinazonyumbulika zinaweza kuinuliwa au kupunguzwa kwa urahisi ili kutoa ufikiaji huku kupunguza uharibifu wa mlipuko. Hata milundo ya miamba iliyovunjika imetumiwa kuongeza upinzani katika sehemu za kiwango ambacho hakuna shughuli za uchimbaji kwa muda.

Mifumo ya Jokofu na Kupoeza

Mfumo wa majokofu wa mgodi wa kwanza uliwekwa huko Morro Velho, Brazili, mwaka wa 1919. Tangu tarehe hiyo, ukuzi wa uwezo wa ulimwenguni pote umekuwa sawa kwa takriban megawati 3 za majokofu (MWR) kwa mwaka hadi 1965, wakati jumla ya uwezo huo ulifikia MWR 100 hivi. . Tangu 1965 ukuaji wa uwezo umekuwa mkubwa, na kuongezeka mara mbili kila baada ya miaka sita au saba. Ukuzaji wa majokofu ya migodini umeathiriwa na tasnia ya viyoyozi na ugumu wa kushughulika na mfumo unaobadilika wa uchimbaji madini ambamo uchafuzi wa nyuso za kibadilisha joto unaweza kuwa na athari kubwa kwa kiwango cha kupoeza kinachotolewa.

Hapo awali, mitambo ya friji iliwekwa juu ya uso na hewa ya mgodi ilipozwa. Umbali wa chini ya ardhi kutoka kwa mmea wa uso ulipoongezeka, athari ya ubaridi ilipunguzwa na mimea ya friji ilihamishwa chini ya ardhi karibu na kazi.

Mapungufu katika uwezo wa kukataa joto chini ya ardhi na unyenyekevu wa mimea ya uso imesababisha kusogezwa kwa eneo la uso. Hata hivyo, pamoja na kupozwa hewa hiyo, maji yaliyopozwa sasa yanatolewa chini ya ardhi. Hii inaweza kutumika katika vifaa vya kupoeza hewa vilivyo karibu na maeneo ya kazi au kama maji ya huduma yanayotumika katika kuchimba visima na kuzuia vumbi.

Vifaa vya kupanda friji

Mifumo ya friji ya ukandamizaji wa mvuke hutumiwa pekee kwa migodi, na kipengele cha kati cha mmea wa uso ni compressor. Uwezo wa mmea mmoja mmoja unaweza kutofautiana kati ya MWR 5 na zaidi ya MWR 100 na kwa ujumla kuhitaji mifumo mingi ya kushinikiza ambayo ni ya muundo wa skrubu ya katikati au chanya ya uhamishaji. Amonia kawaida ni jokofu lililochaguliwa kwa mmea wa uso na halocarbon inayofaa hutumiwa chini ya ardhi.

Joto linalohitajika ili kufinya jokofu baada ya kukandamizwa kukataliwa kwenye angahewa na, ili kupunguza nguvu zinazohitajika ili kutoa upoaji wa mgodi, hii huwekwa kwa kiwango cha chini kama inavyotumika. Halijoto ya balbu ya mvua daima huwa chini ya au sawa na halijoto ya balbu kavu na kwa hivyo mifumo ya kukataa joto-nyevu huchaguliwa kila mara. Jokofu linaweza kufupishwa katika ganda na bomba au sahani na kibadilisha joto cha fremu kwa kutumia maji na joto linalotolewa na kisha kukataliwa kwenye angahewa katika mnara wa kupoeza. Vinginevyo, michakato hii miwili inaweza kuunganishwa kwa kutumia condenser ya kuyeyuka ambapo jokofu huzunguka kwenye mirija ambayo hewa hutolewa na maji hunyunyizwa. Ikiwa mtambo wa friji umewekwa chini ya ardhi, hewa ya kutolea nje ya mgodi hutumiwa kukataa joto isipokuwa maji ya condenser yanapigwa kwa uso. Uendeshaji wa mtambo wa chini ya ardhi ni mdogo kwa kiasi cha hewa inayopatikana na joto la juu la balbu ya mvua chini ya ardhi ikilinganishwa na zile zilizo juu ya uso.

Baada ya kupitisha jokofu iliyofupishwa kupitia vali ya upanuzi, uvukizi wa kioevu cha joto la chini na mchanganyiko wa gesi hukamilishwa katika mchanganyiko mwingine wa joto ambao hupoa na kutoa maji yaliyopozwa. Kwa upande mwingine, hii inatumika wote kupoza hewa ya kuingiza na kama maji ya huduma baridi yanayotolewa kwa mgodi. Mgusano kati ya maji, hewa ya uingizaji hewa na mgodi hupunguza ubora wa maji na huongeza uchafuzi wa kibadilisha joto. Hii huongeza upinzani kwa mtiririko wa joto. Inapowezekana, athari hii hupunguzwa kwa kuchagua vifaa vyenye sehemu kubwa za uso wa maji ambazo ni rahisi kusafisha. Juu ya uso na chini ya ardhi, vyumba vya kunyunyizia dawa na minara ya kupoeza hutumiwa kutoa ubadilishanaji wa joto wa moja kwa moja unaofaa zaidi kati ya hewa inayopozwa na maji yaliyopozwa. Mizunguko ya kupoeza ambayo hutenganisha hewa na vijito vya maji huziba na vumbi na chembechembe za dizeli na ufanisi wao hupungua haraka.

Mifumo ya kurejesha nishati inaweza kutumika kukabiliana na gharama za kusukuma maji kutoka kwenye mgodi na magurudumu ya pelton yanafaa kwa programu hii. Utumiaji wa maji baridi kama maji ya huduma umesaidia kuhakikisha kuwa ubaridi unapatikana popote palipo na shughuli za uchimbaji; matumizi yake yameboresha kwa kiasi kikubwa ufanisi wa mifumo ya kupoeza migodini.

Mifumo ya barafu na vipozaji vya doa

Uwezo wa kupoeza wa 1.0 l/s ya maji yaliyopozwa yanayotolewa chini ya ardhi ni 100 hadi 120 kWR. Kwenye migodi ambapo kiasi kikubwa cha majokofu kinahitajika chini ya ardhi kwa kina zaidi ya m 2,500, gharama za kuzunguka maji yaliyopozwa zinaweza kuhalalisha badala yake na barafu. Wakati joto la siri la mchanganyiko wa barafu linazingatiwa, uwezo wa baridi wa kila 1.0 l / s huongezeka takriban mara nne, na hivyo kupunguza wingi wa maji ambayo yanahitaji kusukuma kutoka kwenye mgodi kurudi kwenye uso. Kupungua kwa nguvu ya pampu inayotokana na matumizi ya barafu kusafirisha ubaridi hurekebisha nguvu ya mtambo wa majokofu unaohitajika ili kuzalisha barafu na kutowezekana kwa ufufuaji wa nishati.

Maendeleo kwa kawaida ni shughuli ya uchimbaji madini yenye mizigo ya juu zaidi ya joto inayohusiana na kiasi cha hewa kinachopatikana kwa uingizaji hewa. Hii mara nyingi husababisha joto la tovuti ya kazi kuwa kubwa zaidi kuliko zile zinazopatikana na shughuli zingine za uchimbaji madini kwenye mgodi huo huo. Ambapo uwekaji wa friji ni suala la mpaka kwa mgodi, vipozaji vilivyolengwa mahususi kwa uingizaji hewa wa ukuzaji vinaweza kuahirisha matumizi yake ya jumla. Kipoezaji cha doa kimsingi ni mtambo mdogo wa kuweka majokofu chini ya ardhi ambapo joto hukataliwa kwenye hewa inayorudi kutoka kwa ukuzaji na kwa kawaida hutoa kWR 250 hadi 500 za kupoeza.

Ufuatiliaji na Dharura

Uchunguzi wa uingizaji hewa unaojumuisha mtiririko wa hewa, uchafuzi na vipimo vya joto hufanywa kwa utaratibu ili kukidhi mahitaji yote mawili ya kisheria na kutoa kipimo kinachoendelea cha ufanisi wa mbinu za udhibiti wa uingizaji hewa zinazotumiwa. Pale inapowezekana, vigezo muhimu kama vile uendeshaji wa feni kuu hufuatiliwa kila mara. Kiwango fulani cha udhibiti wa kiotomatiki kinawezekana ambapo uchafuzi muhimu unafuatiliwa kila mara na, ikiwa kikomo kilichowekwa mapema kimepitwa, hatua ya kurekebisha inaweza kuombwa.

Uchunguzi wa kina zaidi wa shinikizo la barometriki na halijoto hufanywa mara chache na hutumiwa kuthibitisha ukinzani wa njia ya hewa na kusaidia katika kupanga upanuzi wa shughuli zilizopo. Taarifa hii inaweza kutumika kurekebisha ukinzani wa uigaji wa mtandao na kuonyesha usambazaji halisi wa mtiririko wa hewa. Mifumo ya majokofu pia inaweza kuigwa na kupima mtiririko na halijoto ili kubaini utendakazi halisi wa vifaa na kufuatilia mabadiliko yoyote.

Dharura ambazo zinaweza kuathiri au kuathiriwa na mfumo wa uingizaji hewa ni moto wa migodi, milipuko ya ghafla ya gesi na kukatika kwa umeme. Moto na milipuko inashughulikiwa mahali pengine katika sura hii na hitilafu za nishati ni tatizo tu katika migodi ya kina ambapo joto la hewa linaweza kuongezeka hadi viwango vya hatari. Ni kawaida kutoa feni chelezo inayotumia dizeli ili kuhakikisha mtiririko mdogo wa hewa kupitia mgodi chini ya masharti haya. Kwa ujumla, dharura kama vile moto hutokea chini ya ardhi, ni bora kutoingilia uingizaji hewa wakati wafanyakazi ambao wanafahamu mifumo ya kawaida ya mtiririko bado wako chini ya ardhi.

Back