По данной проблеме проводятся в работы в МакНИИ. Черниченко В. К., Коптиков В. П., Подгорный Н. Е. в статье «Обоснование требований безопасности к огневым калориферам воздухоподающих стволов» изложили требования безопасности к огневым калориферам воздухоподающих стволов. Алябьев В. Р. провел анализ потенциальной опасности при использовании огневых калориферов для обогрева воздухоподающих стволов угольных шахт. Автором разработан функциональный состав системы обогрева.

Унифицированная аппаратура АКУ-3.1.1М, АКУ-3.2.1М предназначена для автоматизации шахтных калориферных установок, имеющих в качестве первичного теплоносителя пар или перегретую воду. Она устанавливается в надшахтных зданиях (помещениях калориферной установки), где допущено применение электрооборудования в исполнении общего назначения, кроме термодатчика ствола ТДС-1, предназначенного для применения в стволах в соответствии с «Правилами безопасности в угольных и сланцевых шахтах».

Модификации:

-  АКУ-3.1.1М - для автоматизации калориферных установок по схеме с двумя контурами регулирования и контуром контроля отдельных секций калорифера;

-  АКУ-3.2.1М - для автоматизации калориферных установок по схеме с одним контуром регулирования.

Модификации различаются станциями управления и регулирования калорифера: СУРК-4 - для АКУ-3.1.1М, СУРК-4.1 - для АКУ-3.2.1М.

Аппаратура осуществляет:

- поддержание на заданном уровне температуры воздуха в стволе шахты и отработанного теплоносителя на выходе из калорифера;

- контроль температуры секций калорифера;

- формирование и воспроизведение аварийных сигналов в помещении калориферной;

- формирование и воспроизведение известительных сигналов в помещении калориферной;

- передачу к диспетчерской и в котельную аварийных сигналов.

Большие затруднения при эксплуатации оборудования создает обледенение шахтного ствола и вызывает аварии с тяжелыми последствиями. 7 февраля 1997 г. на шахте имени К. Маркса (г. Енакиево) вследствие обрушения ледяной глыбы в стволе погибло 5 человек и травмировано 10 человек, которые находились в клети. Причиной трагедии явились обмерзание крепи ствола вследствие прекращения отопления калориферной установки и доставка людей по аварийному стволу. Для предотвращения подобных случаев предусматривается обогрев ствола.

Водяные (паровые) калориферы. Длительное время на угольных и рудных шахтах традиционно для обогрева воздуха, подаваемого в шахтный ствол, применяли водяные (редко - паровых) калориферы типа КСК/КВС/КВБ либо BHB (арктическое исполнение КСК). Недостатком водяных калориферов является сложный монтаж, опасность размораживания калориферов, даже при кратковременных авариях, связанных с подачей перегретой воды. Применяемые водяные калориферы имеют крайне низкий КПД. Новые калориферы серии KCK имели фактическую производительность по теплу 40 % от расчетной.

В качестве теплоносителя применяется высокотемпературная вода или насыщенный пар. В котельных применяют котлы большой мощности, так как для вентиляции шахты необходимо порядка 400 м3/с и более. Теплоноситель передается от котельной до калорифера по теплотрассе. В практике обогрева воздухоподающих стволов традиционными калориферными установками зафиксированы случаи обмерзания вследствие резкого снижения температуры атмосферного воздуха, нарушения в подаче теплоносителя. Это обусловлено, главным образом, большой тепловой инерцией калориферных установок, т.е. неспособностью оперативно реагировать на резкие колебания температуры воздуха. Рассматриваемая система имеет низкий КПД, не превышающий 60-65 %.

1. Калориферы KCK предназначены для нагрева воздуха в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. Воздух должен быть с предельно допустимым содержанием химически агрессивных веществ ГОСТ 12.1.005-76, с запыленностью не более 0,5 мг/м3 и несодержать липких веществ и волокнистых материалов.

Представляет интерес применение когенераторов на базе газификации органического топлива в технологических схемах подогрева воздуха, подаваемого в шахту. Технологическая схема внедрена на шахте «Южно-Донбасская №3» в Донецкой области. При этом в режиме комбинированной генерации получают механическую, тепловую в пределах до 11,6 МВт и электрическую энергию - до 7,7 МВт на базе газификации органического топлива...

Эта установка предназначена для получения горячего воздуха, используемого для отопления и теплоснабжения вентиляции в условиях шахт и производственных помещений большого объема. Применение «сухого» способа подогрева шахтного воздуха позволяет исключить строительство дорогой водонагревающей или паровой котельной со сложной водоподготовкой и избежать риска замерзания воды в прямой и обратной ветвях водяного трубопровода от котельной до шахтного ствола и в самом водяном калорифер.

Предлагаемая установка полностью исключает попадание топочных газов в воздух, подаваемый в шахту. Кроме того, установка может работать при любых перепадах температур атмосферного воздуха с обеспечением заданной температуры подаваемого в шахту воздуха за счет регулирования параметров воздушных потоков в воздухоподогревателе и в камере смешения. В качестве теплоносителя в них применяют горячий «присадочный воздух» (вместо воды или водяного пара), нагреваемый в теплообменнике дымовыми газами, которые поступают из камеры сгорания. Температура поступающих газов достигает 500°С, а температура «присадочного воздуха», выходящего из теплообменника, составляет около 300°С. Имеется опыт применения на шахтах Кузбасса. Изготовляется ОАО «Кемеровский экспериментальный завод средств безопасности».

Проблема отопления производственных помещений и подогрева шахтного воздуха всегда являлась актуальной и особенно остро стоит перед предприятиями горнодобывающего комплекса. Программой Кабинета Министров Украины в 2002 г. Министерству угольной промышленности Украины поручено разработать отраслевой стандарт «Руководство по обогреву воздухоподающих стволов и скважин на основе огневых калориферов, используемых шахтный метан».

Утвержден нормативный документ СОУ 10.1.00174088.004-2005. «Системи oбігріву повітроподавальних стволів вогневими калориферами з використанням метаноповітряної суміші (Системы обогрева воздухоподающих стволов огневыми калориферами с использованием метановоздушной смеси)»...