Вентиляция

Расчет количества воздуха необходимого для проветривания очистных и подготовительных выработок.

Количество воздуха, необходимое для проветривания по фактору «взрывоопасные газы», определяется по формуле:

где g – газоносность пласта по взрывоопасным газам (метан и его гомологи), принимается для Третьего горизонта – 0, 2;

К_н – коэффициент неравномерности газоносности пласта, принимается для Третьего горизонта – 1, 72;

К_g – коэффициент дегазации отбитой горной массы, при комбайновой отбойке принимается равным – 0, 9;

С – предельно допустимая концентрация метана в исходящий струе лавы, С = 1, 0%;

С_о – концентрация условного метана в струе воздуха, поступающего в лаву; при отсутствии данных принимается равным нулю;

Ј – производительность комбайна, т/мин.

Результаты вычислений сведены в таблицу 3.4.

Таблица 3.4 - Количество воздуха по фактору «взрывоопасные газы»

Количество воздуха, необходимое для проветривания выработок при комбайновом способе отбойки руды по фактору «температура воздуха», определяется по формуле:

где 60 – переводной коэффициент кВт установленной мощности в кДж/мин;

N_эл – суммарная установленная мощность электродвигателей, кВт;

η – средневзвешенный коэффициент полного действия электродвигателей;

К_з – средний коэффициент загрузки электродвигателей, принимается равным 0, 3÷ 0, 7. При отсутствии данных принимается 0, 5;

С_v – объемная теплоемкость воздуха, кДж/м³х⁰К; (при температуре от 0 до 30^°С, С_v = 1, 3кДж/м³х^°К);

Т – температура поступающего в выработку воздуха, ^°С, при отсутствии данных принимается для Третьего горизонта – 22;

К_т – коэффициент, учитывающий вынос тепла, для лав принимается равным 1.

Результаты вычислений сведены в таблицу 3.5.

Таблица 3.5 –Количество воздуха по фактору «температура»

Расчет количества воздуха для проветривания выработок при комбайновом способе отбойки руды по фактору “Пыль” определяем по формуле:

м³/мин

где V_л – эффективная скорость по выносу пыли, м /с;

S_л - площадь призабойных частей лавы до передвижки крепи, м²;

S_м – миделево сечение крепи и скребкового конвейера, м²;

Таблица 3.6 – Количество воздуха по фактору «пыль»

Количество воздуха, необходимое для проветривания призабойного пространства, а также действующих выработок, по фактору “минимальной допустимой скорости” воздушных потоков (в забоях лав 0, 5 м/с и проходческих комбайнов 0, 15 м/с), определяется по формуле:

Q_З = 9∙ S, м³/мин,

где S – площадь сечения призабойного пространства в лавах и одиночного хода для проходческих комбайнов, м²

Таблица 3.7–Количество воздуха по фактору «минимальная допустимая скорость»

Количество воздуха, необходимое для проветривания выработок по наибольшему количеству людей в смене:

Q_л = g_ч N_л, м³/мин,

где g_ч - норма воздуха на одного человека, (6 м³/мин);

N_л - максимальное число людей в смене; N_л = 10;

Q_л =60 м³/мин.

К дальнейшему расчету принимается наибольший расход воздуха, полученный по вышеуказанным факторам.

Таблица 3.8 – Результаты расчета количества воздуха по максимально влияющему фактору

Количество воздуха, необходимое для проветривания панелей, определяется по формуле:

Q_п= 1, 43 ∙ Q_под + K_{ут.п ∙} Q_пр. + Q_ут.в.,

где Q _пр - суммарный расход воздуха для проветривания лав панели, м³/мин;

Q_под - суммарный расход воздуха для проветривания подготовительных забоев панели, м^з/мин;

К_ут.п. = 1, 5 - коэффициент, учитывающий движение воздуха за пределами призабойной части лав

Q_ут._в. - утечки через вентсооружения, м³/мин

На горизонте у нас работают 10 подготовительных комплексов ПКС-8

Q_под= Q_подг ∙ П_к = 175∙ 10= 1750 м³/мин.

На горизонте - 4 панели. Суммарный расход воздуха для проветривания лав составит:

Q_пр=Q_т ∙ 4 = 369∙ 4 = 1476 м³/мин

Утечки через вентсооружения принимаем Q_ут.в. = 450 м³/мин

Q_п = 1, 43∙ 1750 +1, 5 ∙ 1476 + 450 = 5197 м³ /мин

Количество воздуха, проходящее по выработкам, в которых предусмотрено использование самоходного транспорта (машин) с ДВС, должно быть достаточным для разжижения выхлопных газов ДВС, т.е. быть меньше, чем определенное по формуле:

где q – расход воздуха, приходящего на 1л.с. номинальной мощности двигателя, м³/мин (q = 3 м³/мин – для дизельных ДВС, 1л.с. = 0, 76 кВт);

Σ N – суммарная номинальная мощность одновременно работающих в выработке машин с ДВС, л.с.;

К_од – коэффициент одновременности работы машин с ДВС. Принимается –0, 85.

Произведем расчет:

Расчет количества воздуха, необходимого для проветривания камер служебного назначения

Количество воздуха, необходимое для проветривания КСН рудника, определяется суммированием потребностей в свежем воздухе складов ВМ и ГСМ, гаража, подземных механических мастерских для каждого горизонта.

Q_КСН = Q_ГСМ + Q_ВМ + Q_Г + Q_ПЭММ

Количество воздуха, необходимое для проветривания гаража, складов ВМ и ГСМ определяется, исходя из четырехкратного часового обмена по формуле:

Q_ГСМ = V / 15, м³/мин,

где V – объем всех выработок соответствующей камеры служебного назначения, м³.

Таблица3.9 - Количество воздуха по машинам с ДВС.

Количество воздуха, необходимое для проветривания подземных механических мастерских (ПЭММ), определяется суммированием потребностей по электросварочным и газосварочным работам, по кузнечным работам и по станкам с абразивным инструментом.

Q_ПЭММ = Q_ЭС + Q_ГС + Q_КУЗ+ Q_СТ

Количество воздуха, необходимое по электросварочным работам выполняется по формуле:

Q_ЭС = (G_Э ∙ q_Э + n_Э∙ q_ПЭ) / 60, м³/мин,

где G_Э – расход электродов, кг/ час;

q_Э – норма расхода воздуха на 1 кг электродов, м³/кг;

n_Э – количество постов электросварки;

q_ПЭ – норма расхода воздуха на 1 пост электросварки, м³/час.

Q_ЭС = (2 ∙ 2800 + 3∙ 2000) / 60 = 193 м³/мин,

Расчет расхода воздуха по газосварочным работам выполняется по формуле:

Q_ГС = (G_Г∙ q_Г +n_Г∙ q_ПГ) / 60, м³/мин,

где G_Г – расход ацетилена, м³/час;

q_Г - норма расхода воздуха на 1 м³ ацетилена, м³/ м³;

n_Г - количество постов газосварки;

q_ПГ - норма расхода воздуха на 1 пост газосварки, м³/час.

Q_ГС = (1∙ 2500 +2∙ 1700)/60 = 98, 3 м³/мин,

Расчет количества воздуха по кузнечным работам выполняется по формуле:

Q_КУЗ = 42 ∙ S_А∙ n, м³/мин,

где S_А – площадь сечения входа вытяжного зонта над горном, м²;

n - число вытяжных зонтов.

Q_КУЗ = 42 ∙ 1, 5∙ 2 = 126 м³/мин,

Расчет количества воздуха для станков с абразивным инструментом выполняется по формуле:

Q_СТ = q_А∙ D∙ n / 60, м³/мин,

где q_А – норма расхода на 1 мм диаметра абразивного круга, м³/час∙ мм;

D – диаметр абразивного круга, мм;

n – число заточных станков.

Q_СТ = 1∙ 400∙ 4 / 60 = 27 м³/мин,

Q_ПЭММ = 193 + 98, 3 + 126+ 27 = 444, 3 м³/мин.

Q_КСН = 174+409+967+360+444, 3 = 2354, 3 м³/мин.

Расчет количества воздуха, необходимого для проветривания горизонта

Q_гор = k₃ ∙ (Q_п +Q_кам) = 1, 2 (5197 + 2354, 3) = 9061 м³/мин

где k_з = 1, 2 - коэффициент запаса;

Для проветривания горизонта необходимое количество воздуха составляет:

Q_гор = 9061 м³/мин.

С учетом подсоса воздуха через неплотности зданий, бетонных копров и вентканалов в размере 30 % от общего количества воздуха и потерь напора на преодоление местных сопротивлений в самих вентустановках в размере 5% расчетные параметры будут составлять для горизонтов:

Q_гор = 9061 ∙ 1, 3 = 11780 м³/мин = 196 м³/сек.

Вышеуказанные расчетные параметры вентиляции могут быть обеспечены двухсторонним центробежным вентилятором ВЦД-47”Север”.

Таблица 3.10 -Техническая характеристика вентилятора ВЦД-47 «Север»

Таким образом, для проветривания рудника принимаем вентиляторную установку состоящую из 2-х вентиляторов ВЦД-47, один из которых является резервным.

Приведенные выше расчетные показатели и техническая характеристика вентиляторной установки показывают, что производительность главной вентиляторной установки достаточны для обеспечения всех забоев и выработок рудника воздухом, а также позволит увеличить объем воздуха подаваемого в шахту в случае увеличения производственной мощности рудника.