Проветривание тупиковых забоев

6.1 Выбор схемы проветривания.

Проветривание горных выработок в процессе проходки осуществляется, как правило, с помощью вентиляторов местного (частичного) проветривания.

Применяем нагнетательную схему, при которой в призабойное пространство по вентиляционным трубам пойдет свежий воздух, скоростной напор струи способствует интенсивному перемешиванию ядовитых газов со свежим воздухом, и забой сравнительно быстро освобождается от вредных продуктов взрыва. При нагнетательной схеме можно применять как жесткие, так и гибкие трубы, что является достоинством этой схемы. В нашем случае используем текстовинитовые трубы.

Вентилятор устанавливается на свежей струе, на расстоянии не менее 10 м. от устья проветриваемой выработки, производительность его не должна превышать 70 % количества воздуха, движущегося по сквозной выработке за счет общешахтной депрессии. При большей производительности вентилятор может начать всасывать воздух из загрязненной газами и пылью исходящей струи.

6.2 Определение количества воздуха для проветривания

Количество воздуха, необходимого для проветривания выработки определяется с учетом следующих факторов:

1)выделение горючих и взрывоопасных газов;

2)разжижение ядовитых газов, образовавшихся при взрыве;

3)максимальное количество одновременно работающих в выработке людей;

4)минимальная допустимая скорость движения воздушной струи.

Количество воздуха для разжижения ядовитых газов, образовавшихся при взрыве, м³/мин:

Если выработки проходятся БВР способом на газовой шахте или руднике, расход воздуха по фактору газовыделения определяется по формуле:

;

м³/мин

где: S_ч - площадь поперечного сечения выработки в черне (в проходке);

1 _стр - расстояние от конца вентиляционного трубопровода до забоя или длина свободной струи в шахтах с взрывоопасной пылью - 8м

К_стр - коэффициент использования струи К_стр=0.8(S ≥ 10м²)

I_mах - максимальное выделение метана после отбойки ПИ, 2,1 м³/мин (исходные данные)

С_mах - допустимая объёмная доля газа: в выработках опасных по газу - 3%;

С_о - объёмная доля газа в поступательной вентиляционной струе - 0,5%

Расход воздуха по количеству взрываемых ВВ для условия растворения окиси углерода до безопасного содержания определяется по формуле

где: S_ч - площадь поперечного сечения выработки в черне (в проходке);

1 _стр - расстояние от конца вентиляционного трубопровода до забоя или длина свободной струи в шахтах с взрывоопасной пылью - 8м

К_стр - коэффициент использования струи К_стр=0.8(S ≥ 10м²)

I_mах - максимальное выделение метана после отбойки ПИ, 2,1 м³/мин (исходные данные)

С_mах - допустимая объёмная доля газа: в выработках опасных по газу - 3%;

С_о - объёмная доля газа в поступательной вентиляционной струе - 0,5%

Расход воздуха по количеству взрываемых ВВ для условия растворения окиси углерода до безопасного содержания определяется по формуле:

157,4 м³/мин

где t - время проветривания выработки после взрыва - 30 мин;

V_ВВ- объем ядовитых газов, образующихся при взрыве;

V_вв=40хА = 40 х 28,8 = 1152 л,

где А - количество одновременно взрываемого ВВ;

S_ч - площадь выработки вчерне, м²;

L_в - длина выработки, м;

К_обв - коэффициент, учитывающий обводненность горных пород - 0,3 (справочная величина);

К_ут - коэффициент, учитывающий утечки воздуха в вентиляционном трубопроводе - 2,27 (справочная величина);

Количество воздуха по максимальному числу работающих в выработке людей определяется по формуле

Q_л = 6 n = 6 х 3 = 18, м³/мин;

где 6 - норма воздуха на одного работающего м³/мин;

n - число одновременно работающих в выработке людей;

Количество воздуха по минимально допустимой скорости движения воздушной струи, м³/мин:

Q_V = 60 V_min S_ч = 60 х 0,15 х 13,1 = 117,9 м³/ мин

где V_min - минимально допустимая скорость движения воздушной струи равная 0,15 м³/с

V_min - минимально-допустимая скорость движения струи для шахт опасных по взрыву пыли - 0,25 м/с;

Максимальное значение количества воздуха для проветривания выработки:

Q_маx = 202 м³/мин

Для выбора вентилятора принимаем максимальное количество воздуха с 20% запасом мощности равное 40,4 м³/мин:

Для выбора вентилятора принимаем

Q_вент= Q_маx+(20% Q_маx) = 202 + 40,4 = 243 м³/мин

6.3 Выбор диаметра вентиляционных труб

Гибкие вентиляционные трубы выпускаются следующих стандартных диаметров: 0.4; 0.5; 0.6;0,7; 0.8;0,9; 1 м.

Диаметр определяется, м:

d_тр = 0,22 .

где S_ч - площадь вчерне

6.4. Выбор вентилятора местного проветривания.

Для выбора вентилятора местного проветривания необходимо определить расчетную подачу и депрессию.

Расчетная подача определяется, м³/ с:

Q_в=К_ут Q_вент= 2,27 х 243 = 551,6 м³/мин = 9,2 м³/с

Расчетная депрессия вентилятора затрачивается на преодоление сопротивлений в вентиляционном трубопроводе, Па:

h_в = К_ут R Q_в² = 2,27 х 22,9 х 9,2² = 4400 Па

где R - аэродинамическое сопротивление вентиляционного трубопровода:

R = 6.45 α L_тр/d_тр⁵ =

где α - коэффициент аэродинамического сопротивления 0,0013 (справочные данные)

Характеристика вентиляционного трубопровода (внешней сети):

Таблица 2.

Для построения графика работы вентилятора при различном расходе воздуха производим расчет депрессии вентилятора, данные расчета занесены в таблицу 2.

h = К_ут R Q²

Исходя из расчетных данных и аэродинамических характеристик вентилятора принимаем для эксплуатации вентилятор местного проветривания ВМЭ-2-10А-01.

Вентилятор предназначен для проветривания тупиковых горных выработок в шахтах опасных по газу и пыли, рудников, тоннелей.

Вентилятор может работать в режиме всасывания и нагнетания и имеет блочно-модульную конструкцию, выполненную по высоконапорным аэродинамическим схемам с меридиональным ускорением потока.

Вентилятор может работать на воздуховод с диаметром 1000 мм.

Технические особенности ВМЭ-2-10А-01

• современная аэродинамическая схема с высоконапорной характеристикой;
• взрывозащищенный двигатель большой мощности, обеспечивающий высокие аэродинамические и технические параметры вентилятора;
• блочно-модульная конструкция позволяющая изменить режимы работы в широких пределах;
• входные направляющие аппараты плавно и быстро регулирующие давление и производительность без разборки вентилятора;
• противосрывнное устройство, расширяющее область работы вентилятора и предотвращающие его вхождение в помпаж;
• динамическая балансировка рабочих колес по высокому классу точности обеспечивают долговечную и надежную работу вентилятора;
• простые глушители шума.

Рабочие параметры