Расчет параметров вентиляции

Выбор схемы проветривания ствола.

Проветривание ствола осуществляют для обеспечения:

- санитарно-гигиенических условий труда,

- нормального состава воздуха: содержание кислорода не менее 20 % по объему и углекислого газа не более 0,5 %, температуры воздуха не более 26 °С при влажности до 90 %.

После взрыва ВВ, перед допуском людей в забой, содержание ядовитых газов должно быть не более:

• окиси углерода - 0,0024%,

• окиси азота - 0,001%,

• сернистых газов - 0,00035%.

Принимаем нагнетательную схему проветривания с подачей свежего воздуха по трубам. Данная схема полностью удовлетворяет исходным данным, так как может применяться при любых глубинах стволов, c водопритоком W ≤10 м ³ и при категориях по газометану не превышающих II (5-10 м ³).

Схема нагнетательного проветривания:

1 – вентилятор местного проветривания; 2 – переходное колено; 3 – основной стан;

4 – гибкий стан;

Расчет заключается в определении количества воздуха, подаваемого в забой, выборе диаметра вентиляционных труб, определении депрессии и производительности вентилятора, выборе типа вентилятора.

Расход воздуха для проветривания ствола по расходу ВВ:

, где:

– площадь сечения ствола вчерне, ;

– время проветривания забоя;

A – масса ВВ, кг;

– глубина ствола, м;

=0,3 – коэффициент, учитывающий обводненность ствола;

– коэффициент утечек воздуха в трубе;

b= 895 – газовость ВВ. л/кг

Коэффициент утечек воздуха в трубопроводе:

, где:

Н _с – длина става труб, м;

k _y – коэффициент удельной стыковой воздухопроницаемости,

хорошее k _y=0,001–0,002 и удовлетворительное k _y=0,002–0,005;

d_т и l_т – диаметр трубопровода и длина звена труб, м;

R_тр – аэродинамическое сопротивление става труб, .

, где

a – коэффициент аэродинамического сопротивления, ;

Расход воздуха, подаваемого в забой в единицу времени , по наибольшему числу людей, находящихся в забое:

, где:

n_л – наибольшее число людей, одновременно работающих в забое ствола.

Расход воздуха, подаваемого в забой в единицу времени , по минимальной скорости его движения:

, где

=0,15м/с - минимально допустимая скорость движения воздуха в призабойном пространстве.

Расход воздуха для проветривания ствола по газовыделению.

, где:

- максимально допустимое содержание метана в исходящей вентиляционной струе; с₀ – содержание метана в поступающей вентиляционной струе, %;

J_n - суммарное метановыделение с обнаженной поверхности угольного пласта и из отбитого угля, .

При пересечении стволом газоносного пласта количество метана определяют по формуле ВНИИОМШСа:

, где:

- диаметр ствола вчерне;

– мощность пересекаемого пласта без прослойков;

- метаноносность пласта по данным геолого-разведочных работ;

и - газовыделение с 1 м² стенки ствола и из 1 т угля,

q₁ =0,000166 м3/с – газовыделение с 1м² стенки ствола;

q₂=0,00132 м³/с – газовыделение с 1 т угля.

Расход воздуха для проветривания стволов по тепловому фактору

, где

=1,0м/с - минимально допустимая скорость воздуха в выработке по тепловому фактору.

Для подачи в забой принимают максимальное расчетное количество воздуха.

Примем

Подача вентилятора (по количеству воздуха для проветривания ствола по тепловому фактору)

Подача вентилятора выбирается по условию:

Депрессия вентилятора при применении жестких трубопроводов в паскалях (статический напор):

, где

- потеря давления на преодоление поворота трубопровода и других местных сопротивлений, Па, для каждого поворота трубопровода

, где

– угол поворота, рад.;

- средняя скорость движения воздуха в трубопроводе на прямолинейном участке, м/c.

Выбор вентилятора

По расчетным параметрам и принимаем вентилятор местного проветривания ВМ-12. Количество вентиляторов – 2 штуки, в том числе запасной. ВМ-12 - вентилятор местного проветривания с электрическим приводом осевой одноступенчатый, взрывобезопасный, предназначен для проветривания тупиковых горных выработок в шахтах, включая опасные по газу к пыли, при плотности воздуха до 1,3 кг/м³, при температуре от -20°С до +35°С, запыленности до 50 мг/м³ и относительной влажности до 95%.

Технические характеристики вентилятора ВМ-12м:

Производительность	1200 м^3/мин
Статический напор	3000 Па
КПД	0,82
Мощность двигателя	4-110 кВт
Основные размеры:
Длина Ширина Высота	1460 мм 1350 мм 1500 мм
Масса	2000 кг

Вентилятор ВМ-12м

План расположения вентиляторов по отношению к стволу.

1 – локальные шиберы; 2 – общий шибер; 3 – вентиляторы; 4 – трубопровод.

Выбор трубопровода.

Диаметр вентиляционных металлических труб для стволов диаметром 4-9 м и глубиной 200-1400 м можно определить согласно графику:

График зависимости диаметров труб от глубины ствола

Параметры трубопровода:

Диаметр труб , мм
Длина звена труб , м
Толщина стенки, мм	2,5
Масса звена, кг
Размер болта фланца, мм	60 8
Диаметр расположения отверстий, мм
Число отверстий во фланце
Размер зажимных болтов, мм	М16 50
Коэффициент аэродинамического сопротивления,	0,00025
Удельное аэродинамическое сопротивление	0,049

Схема подвески трубопроводов.

Вентиляционные ставы длиной 3; 3,5; 4 м монтируют из ме­таллических труб диаметром 0,3 - 1,2 м (в глубоких стволах диаметром 1,0 - 1,2 м) с толщиной стенки 2 - 2,5 мм. Масса 1 м трубы - 32 — 73 кг. Трубы соединяют на фланцах болтами. Стыки уплотняют прорезиненными или веревочными проклад­ками толщиной не менее 8 - 10 мм.

При подвеске става труб к крепи бурят шпуры длиной 0,6 - 0,8 м, в которые вставляют анкеры. К последним на винтах крепят хомуты вентиляционных труб. При этом спо­собе став труб наращивают снизу, что увеличивает время мон­тажных работ.

Для присоединения трубопровода к вентилятору применяют переходные патрубки. На поворотах трубопровода применяют колена под углом 90, 60, 45, 30 и 15°. Для придания правильного направления вентиляционной струе в конце трубопровода целесообразно использовать при любом типе труб конические металлические насадки.

Т. к. глубина ствола 800 м, то в силу большого веса става труб принимаем подвеску к крепи.

При подвеске става труб к крепи бурим шпуры длиной 0,7 м, в которые вставляют анкеры. К последним на винтах крепим хомуты вентиляционных труб.

Став труб состоит из звеньев длиной 4 м (всего звеньев 223 шт. при длине трубопровода 780 м), соединенных между собой посредством фланцевых соединений при помощи болтов М16 50, гаек и шайб.

Стыки уплотняем прорезиненными проклад­ками толщиной 10 мм. На участке ниже подвесного полка монтируем гибкий став труб диаметром 0,5 м и длиной 20 м.

Схема подвески трубопровода

1-тяга (угол наклона тяги α в зависимости от диаметра труб изменяется в пределах 15-200; длина l =1200-1600 мм);

2-упор;

3-анкер

Конструктивные элементы соединения

1-металлическая труба;

2-фланец;

3-болт;

4-уплотнительная прокладка.

Список использованной литературы.

1. И.Е. Долгий, Д.А. Котиков., Строительство вертикальных выработок.-СПб: НМСУ «Горный» 2012.

2. Б.А. Картозия, Б.И. Федунец, М.Н. Шуплик., Шахтное и подземное строительство: Учебник для ВУЗов 2-е изд., перераб и доп.: в 2т.- М: Издательство Академии горных наук, 2001- Т.1 – 607 с.: илл.

3. Протосеня А.Г., Долгий И.Е., Огородников Ю.Н., Очкуров В.И. Шахтное и подземное строительство в примерах и задачах. – СПГГИ (ТУ), 2002.

4. Справочник инженера-шахтостроителя. В 2-х томах. Том 1. Под общей редакцией В.В. Белого. М, недра, 1983. 439 с.

5. Учебное пособие / В.И. Очкуров, Буровзрывная технология проведения горизонтальнх выработок. Буровзрывные работы, СПб, 2008, 163с.

Дата добавления: 2015-05-06