На стыке науки и технологий
Система кондиционирования воздуха для охлаждения рабочих зон глубокого медно-никелевого рудника
Разработана в целях нормализации микроклиматических условий на глубоких горизонтах рудника при ведении горных работ на глубине более 1500 м.
Практической реализации системы предшествовала глубокая научная проработка, включавшая обследование условий проветривания, моделирование воздушно-теплового режима рудника и выбор рациональной схемы охлаждения с учетом реальных параметров выработок и тепловых нагрузок.
На таких глубинах температура шахтного воздуха достигала 43 °C, что потребовало перехода от локальных и временных решений к полноценной системе кондиционирования шахтного воздуха.
Практической реализации системы предшествовала глубокая научная проработка, включавшая обследование условий проветривания, моделирование воздушно-теплового режима рудника и выбор рациональной схемы охлаждения с учетом реальных параметров выработок и тепловых нагрузок.
На таких глубинах температура шахтного воздуха достигала 43 °C, что потребовало перехода от локальных и временных решений к полноценной системе кондиционирования шахтного воздуха.
В ходе проработки системы было определено, что поверхностное охлаждение подаваемого воздуха не обеспечивает требуемого эффекта непосредственно в удаленных рабочих зонах.
Поэтому в основу решения была положена подземная система кондиционирования с замкнутым водяным контуром.
Принцип ее работы заключается в следующем: холодильные машины вырабатывают холод и передают его циркуляционной воде, затем охлажденный теплоноситель по трубопроводам подается к воздухоохладителям, размещенным в горных выработках. В этих аппаратах тепло от шахтного воздуха передается воде, после чего нагретый теплоноситель отводится на узлы рассеивания тепла и вновь возвращается в рабочий цикл. Такая схема позволила сделать охлаждение частью общей технологической инфраструктуры рудника.
Поэтому в основу решения была положена подземная система кондиционирования с замкнутым водяным контуром.
Принцип ее работы заключается в следующем: холодильные машины вырабатывают холод и передают его циркуляционной воде, затем охлажденный теплоноситель по трубопроводам подается к воздухоохладителям, размещенным в горных выработках. В этих аппаратах тепло от шахтного воздуха передается воде, после чего нагретый теплоноситель отводится на узлы рассеивания тепла и вновь возвращается в рабочий цикл. Такая схема позволила сделать охлаждение частью общей технологической инфраструктуры рудника.
Принцип работы подземной системы кондиционирования с замкнутым водяным контуром
Холодильные машины вырабатывают холод и передают его циркуляционной воде
Затем охлажденный теплоноситель по трубопроводам подается к воздухоохладителям, размещенным в горных выработках. В этих аппаратах тепло от шахтного воздуха передается воде.
После чего нагретый теплоноситель отводится на узлы рассеивания тепла и вновь возвращается в рабочий цикл.
Такая схема позволила сделать охлаждение частью общей технологической инфраструктуры рудника.
Рудник с глубиной ведения горных работ более 1500 м
Система кондиционирования воздуха
-
5 МВт
Холодильная мощность -
60 га
Охлаждаемая площадь -
5 км
Длинна магистральных трубопроводов
Оборудование
Основу комплекса составляют три холодильные машины, которые обеспечивают выработку холода для всей системы.
Непосредственное охлаждение воздуха в подземных выработках выполняют 14 воздухоохладителей. Это теплообменные аппараты, через которые проходит шахтный воздух и в которых снижается его температура.
Отвод избыточного тепла обеспечивают две градирни. Они принимают тепло, которое система забирает из подземных выработок, и рассеивают его за пределами рабочего контура. Циркуляцию теплоносителя поддерживает насосное оборудование.
Связь между всеми узлами обеспечивает разветвленная сеть магистральных и распределительных трубопроводов протяженностью более 15 км.
Непосредственное охлаждение воздуха в подземных выработках выполняют 14 воздухоохладителей. Это теплообменные аппараты, через которые проходит шахтный воздух и в которых снижается его температура.
Отвод избыточного тепла обеспечивают две градирни. Они принимают тепло, которое система забирает из подземных выработок, и рассеивают его за пределами рабочего контура. Циркуляцию теплоносителя поддерживает насосное оборудование.
Связь между всеми узлами обеспечивает разветвленная сеть магистральных и распределительных трубопроводов протяженностью более 15 км.
- 14 штВоздухоохладитель
- 3штХолодильная машина
- 2штСухая градирня
Система управления
Все элементы комплекса объединены в единую автоматизированную систему управления.
Она позволяет в реальном времени контролировать:
Благодаря этому система функционирует не как набор отдельных установок, а как единый технологический комплекс, встроенный в инфраструктуру рудника.
Она позволяет в реальном времени контролировать:
- работу оборудования
- параметры теплоносителя
- режимы охлаждения
Благодаря этому система функционирует не как набор отдельных установок, а как единый технологический комплекс, встроенный в инфраструктуру рудника.
Реализация системы обеспечила возможность поддержания нормативных параметров микроклимата на глубоких горизонтах, повысила безопасность труда и создала технологическую основу для устойчивого ведения горных работ в условиях высоких естественных тепловых нагрузок.
Уникальность проекта
Для глубокого рудника было реализовано централизованное подземное решение с высокой холодильной мощностью, развитой сетью воздухоохладителей, протяженной трубопроводной инфраструктурой и автоматизированным управлением, разработанное под конкретные горно-геологические и технологические условия объекта.