Внедрение и экономическая эффективность применения новой холодильной техники на шахтах Украины

1. Внедрение холодильной техники на шахтах

Для кондиционирования рудничного воздуха в глубоких шахтах ОАО ОПО «Холодмаш» освоен серийный выпуск новых образцов холодильной техники. К ней относятся: технологический комплекс холодильного оборудования на базе водоохлаждающей машины МХРВ-1 мощностью 1 МВт, выпускаемый с 2005 года; передвижной кондиционер КПШ 300 мощностью 300 кВт, выпускаемый с 2007 года. Все оборудование отвечает требованиям экологической и промышленной безопасности.

В 2008 г. шахта «Щегловская-Глубокая» ГОАО «Шахтоуправление «Донбасс» осуществила монтаж и ввод в эксплуатацию холодильной установки мощностью 1 МВт. Охлаждение воздуха осуществляется в 3-й восточной и 4-й западной лавах пласта m₃ мощностью 1,4 м. Горно-геологические и горнотехнические условия отработки этих лав приведены в табл. 1. Схема размещения холодильного оборудования в выработках пласта m₃ приведена на рис. 1.

Таблица 1.

Горно-геологические и горнотехнические условия отработки лав на шахте

Рис. 1. Схема размещения стационарной холодильной установки мощностью 1 МВт для охлаждения воздуха на выемочных участках пласта m₃: 1 – холодильная машина МХРВ-1; 2 – водоохладители ОКВШ325; 3 – воздухоохладители ОВ-190Ш; 4 – трубопроводы конденсаторной воды; 5 – трубопроводы хладоносителя

Камера холодильной установки, в которой размещена холодильная машина МХРВ-1, расположена на горизонте 1035 м в ходке между вентиляционным квершлагом №2 и квершлагом на Григорьевский надвиг. Для охлаждения воздуха в 4-й западной лаве трубопроводы хладоносителя проложены по конвейерному ходку 3-й западной лавы и 4-му западному конвейерному штреку. Общая протяженность неизолированных трубопроводов от камеры холодильной установки в этом направлении составляет 1250 м. Учитывая, что удаление 4-й западной лавы от конвейерного ходка составляет 1080 м, для нормализации тепловых условий в этой лаве применена рассредоточенная схема охлаждения. Воздухоохладители ОВ-190Ш, подключенные параллельно, расположены на 33, 38, 49 и 59 пикетах конвейерного штрека (рис.2). При этом температура воздуха в месте размещения воздухоохладителей, согласно проекту, не должна превышать 26,0ºС. По техническим причинам отставание воздухоохладителя №4 от окна лавы составило 480 м, что превышает проектные значения.

Для охлаждения воздуха в 3-й восточной лаве трубопроводы хладоносителя проложены по вспомогательному уклону №2 и 3-му восточному конвейерному штреку, в котором на расстоянии 70 м от лавы установлен воздухоохладитель ОВ-190Ш. Трубопроводы без теплоизоляции, их общая протяженность до пункта охлаждения воздуха на участке составляет 950 м.

Отвод тепла конденсации холодильной машины осуществляется в четырех водоохладителях ОКВШ325, размещенных в вентиляционном квершлаге №2 горизонта 1035 м на удалении 400 м от камеры холодильной установки. Расход воздуха в месте размещения водоохладителей составляет 76,7 м³/с. Температура и относительная влажность воздуха перед водоохладителями составляет 30,0 ˚С и 93%, после водоохладителей – 34,0˚С и 95% соответственно. Температура конденсаторной воды до и после водоохладителей составляет 44,0˚С и 39,0˚С соответственно. Расход воды на водоохладителях составляет 180 м³/час. Таким образом, в подземной градирне отводится примерно 1050 кВт тепла.

Результаты тепловых съемок по маршрутам 4-й западной и 3-й восточной лав пласта m³ приведены в табл.2.

Таблица 2.

Температура воздуха на выемочных участках 4-й западной и 3-й восточной лав шахты «Щегловская-Глубокая»

Как видно из таблицы 2 тепловые условия в 3-й восточной лаве практически полностью нормализованы. Тепловые условия в 4-й западной лаве значительно улучшились, но до конца не нормализованы, что в значительной мере связано с удаленностью воздухоохладителя №4 от окна лавы. Так, температура воздуха в 4-м западном конвейерном штреке после воздухоохладителя №4 составляет 22,5˚С. Однако по пути движения вентиляционной струи к лаве наблюдается интенсивный рост ее температуры и уже на входе в лаву она составляет 25,0 ˚С. Поэтому полная нормализация тепловых условий в 4-й западной лаве возможна только при сокращении расстояния между воздухоохладителями и окном лавы.