Студопедия

КАТЕГОРИИ:



Мы поможем в написании ваших работ!

Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Мы поможем в написании ваших работ!

Методы расчета расхода воздуха для проветривания тупиковых выработок и стволов


Согласно [5], расход воздуха, необходимый для проветривания тупиковых выработок и стволов, определяется:

-по выделению метана или углекислого газа;

-по газам, образующимся при взрывных работах;

-по наибольшему числу людей, находящихся в забое;

-средней минимальной скорости воздуха в выработке и минимальной скорости в призабойном пространстве выработки с учетом температуры и относительной влажности воздуха. Окончательно принимается наибольший результат.

Для тупиковых выработок протяженностью до 300 м и стволов расчет выполняется сразу для максимальной длины. Для тупиковых выработок большей протяженности допускается расчет на отдельные периоды для промежуточных значений длины 300, 600, 900, и т. д., включая максимальную длину.

Расчет расхода воздуха производится для призабойного пространства (Qз.п) и в целом для выработки (Qп).

Расчет расхода воздуха по выделению метана (углекислого газа) производится следующим образом.

При выемке угля в тупиковой выработке комбайнами, отбойными молотками или выбуриванием пласта, а также при проходке стволов, количество воздуха, которое необходимо подавать в забой по выделению метана, определяется по формуле

Qз.п=, (12.3)

где Qз.п. – расход воздуха, который необходимо подавать в призабойное пространство тупиковой выработки, ствола, м3/мин ;

Iз.п – метановыделение на призабойном участке тупиковой выработки длиной 20 м (для стволов принимается Iз.с), м3/мин;

С- допустимая Правилами безопасности концентрация метана в исходящей из выработки вентиляционной струе, %;

С0 – концентрация метана в струе воздуха, поступающего в тупиковую выработку, %. Определяется для тупиковых выработок действующих шахт по результатам измерений, для проектируемых – принимается равной 0.05 %, а для стволов С0=0.

Метановыделение на призабойном участке выработки определяется по формуле

 

Iз.п=Iпов + Iо.у.п (12.4)

где Iпов – метановыделение с неподвижных обнаженных поверхностей пласта на призабойном участке выработки длиной 20 м., м3/мин;



Iо.у.п – метановыделение из отбитого угля, м3/мин.

Согласно [5],

Iпов=2.3 10-2 mп*Vп (х-х0)*kт (12.5)

 

где mп – полная мощность угольных пачек пласта, м;

Vп - проектная скорость подвигания выработки, м/сут;

х - природная метаноносность пласта, м3

х0 – остаточная метаноносность угля, м3/т;

kт – коэффициент, учитывающий изменение метановыделения во времени; определяется по табл. 3.2 [5].

Природная метаноносность пласта определяется по формуле

 

х=хг kW.Aз (12.6)

 

где хг - природная метаноносность пласта, м3/т.с.б.м (тонну сухой беззольной массы) ; значение хг принимается по данным геологической разведки.

Остаточная метаноносность угля х0, для каменных углей и антрацитов с объемным выходом летучих веществ V>165 мл/г с.б.м. определяется по формуле (6.7), а для антрацитов с Vот 100 до 165 мл/г с. б. м. - по формуле (6.8)

 

х0о.г kW.Аз (12.7) х1= kW Аз (0.15 V-13.6) (12.8)

 

хо.г – остаточная метаноносность угля, м3/т. с. б. м.; принимается по табл.3.1 [5] или определяется по формуле

 

хо.г=18.3 (V)-0.6 (12.9)

kW.Аз – коэффициент пересчета метаноносности пласта на уголь, (доли ед.) определяется по формуле

kW.Аз = (12.10)

 

kт – коэффициент, учитывающий изменение метановыделения во времени, доли ед.; зависит от времени Тпр, прошедшего от начала проведения выработки до момента определения Iпов; принимается по табл.3.2 [5] или рассчитывается по формуле

kт=1-0.91 exp (-0.022 Тпр) (12.11)

При расчете метановыделения на призабойном участке выработки длиной 20 м., время проведения выработки будет равно Тпр=20/Vп, суток. При расчете метанообильности всей выработки Iп. по формуле (12.4), метановыделение из неподвижных обнаженных поверхностей пласта Iпов, определяется по формуле (12.5), но значение коэффициента kт, определяется по времени проведения всей выработки т.е. Тпр=lп/Vп суток (lп- проектная длина выработки, м).

Метановыделение из отбитого угля зависит от способа проведения выработки и определяется следующим образом. При выемке угля комбайнами, выбуриванием или отбойными молотками по формуле

 

Iо.у.п=(х-х0) j kту (12.12)

 

где j – техническая производительность комбайна, бурового станка или суммарная производительность проходчиков по выемке угля, т/мин. Принимается для комбайнов по табл.5.3 [5], для буровых станков – по их техническим характеристикам, а при выемке угля отбойными молотками, определяется по формуле

j= (12.13)

nпр – число проходчиков, одновременно работающих в смене по выемке угля;

Nв – норма выработки одного проходчика по выемке угля отбойным молотком, т/смену;

Тсм – время работы проходчиков в смене по выемке угля, ч.

Kту - коэффициент, учитывающий степень дегазации отбитого угля, доли ед.; определяется по формуле

Kту=а T (12.14)

 

где а, b – коэффициенты, характеризующие газоотдачу из отбитого угля; принимается при дегазации отбитого угля (время транспортирования угля) Ту≤ 6 мин, соответственно равными 0.052 и 0.71, а при Ту> 6 мин а=0.118, а b=0.25.

Значение Турассчитывается по формуле

 

Ту= (12.15)

 

Sуг- площадь сечения выработки по углю в проходке, м2;

- подвигание забоя за цикл непрерывной работы комбайна, бурового станка, отбойных молотков, м; принимается для комбайнов при мощности пласта, меньшей диаметра резцовой коронки (барабана), равным длине коронки (барабана), а при мощности пласта, большей диаметра резцовой коронки, - расстоянию между арками (рамами), но не менее одного метра, при выбуривании пласта – подвиганию забоя за цикл, а при выемке отбойными молотками – шагу установки крепи;

-плотность угля, т/м3.

При проведении выработки буровзрывным способом Iо.у.п определяется по формуле

Iо.у.п=9 10-3 Sуг lвз (х-х0) (12.16)

Lвз – подвигание забоя за взрывание, м.

При взрывном способе выемки в тупиковых выработках, проводимых по угольным пластам (для шахт, опасных по газу), расход воздуха, который необходимо подавать в забой определяется по формуле



Qз.п= (12.17)

 

где S – площадь поперечного сечения выработки в свету, м2;

lз.тр – расстояние от конца трубопровода до забоя выработки, м; принимается согласно требованиям ПБ;

kт.д – коэффициент турбулентной диффузии; принимается равным 1.0 при S≤10 м2 и 0.8 при большем сечении выработки в свету;

Сmax – допустимая максимальная концентрация метана в призабойном пространстве после взрывания по углю, %; принимается равной 2 %;

Iз.п.max – максимальное метановыделение в призабойном пространстве после взрывания по углю, определяется по формуле

 

Iз.п. max =0.05 Sуг lвз (х-х0) (12.18)

 

При проведении вертикальных выработок (стволов, шурфов), количество воздуха для их проветривания по выделению метана, определяется по формуле

 

Qз.п.= (12.19)

 

где-Iз.с - ожидаемое метановыделение в призабойном пространстве ствола при пересечении пласта стволом, м3/мин;

С- допустимая ПБ концентрация метана в исходящей струе ствола,%;

С0-концентрация метана в поступающей струе, %.

Метоновыделение в забое ствола определяется по формуле

 

Iз.с.= Iпов.с + Iо.у.с. (12.20)

Iпов.с- метановыделение из неподвижных обнаженных поверхностей пласта, м3/мин;

Iо.у.с- метановыделение из отбитого угля, м3/мин.

Метановыделение Iпов.с , Iо.у.с определяется по формулам

 

Iпов.с, =3.3 10-2 mп Д1 Х [ 0.0004(Vdaf)2+0.16] (12.21)

 

Iо.у.с =2.0 10-3 mп Дg (х-х0) (12.22)

 

При пересечении нескольких пластов, расчет ожидаемого метановыделения производится для каждого пласта и к дальнейшим расчетам принимается наибольшее из полученных значений.

Расход воздуха по средней минимально допустимой скорости движения воздуха в выработке

 

Qз.п=60 Vп.min S, (12.23)

 

где Vп.min- минимально допустимая ПБ скорость движения воздуха в выработке, м/с; принимается в соответствии с требованиями ПБ.

Расход воздуха по минимальной скорости в призабойном пространстве с учетом температуры и относительной влажности воздуха определяется по формуле

 

Qз.п=20 Vз.min S, (12.24)

 

где Vз.min-минимально допустимая ПБ скорость воздуха в призабойном пространстве м/с; принимается по табл.8.3 ПБ.

Расход воздуха, который необходимо подавать в забой по наибольшему числу людей определяется по формуле

 

Qз.п = 6 n м3/мин (12.25)

 

где n – наибольшее число людей, работающих в забое.

Количество воздуха, которое необходимо подавать в забой по ядовитым газам, образующимся при взрывных работах, определяется по формуле

 

Qз.п=, (12.26)

где Т-время проветривания выработки, мин;

Для шахт опасных по внезапным выбросам угля и газа Т£30 мин, для прочих шахт не нормируется;

Vвв- объем вредных газов, образующихся после взрывания, л;

 

Vвв=100 Вуг.+40 Впор., л (12.27)

 

Вуг., Впор -масса одновременно взрываемых ВВ по углю и по породе, соответственно, кг;

Если взрывание по углю и по породе производится раздельно, то при расчете Qз.п. принимается большее из произведений входящих в формулу (12.27).

-длина тупиковой части выработки, м; для горизонтальных и наклонных тупиковых выработок длиной 500 м. и более в место подставляется критическая длина равная 500 м, а в том случае меньше 500м, подставляется . При расчете величины Qз.п для проветривания стволов по формуле (12.26), критическая длина выработки определяется расчетом;

Kоб- коэффициент, учитывающий обводненность выработки; принимается по табл.5.1 [5].

Кут.тр.- коэффициент ,учитывающий утечки воздуха в вентиляционном трубопроводе; для гибких труб определяется по табл.5.4 [5], а для жестких определяется расчетом. При длинеменьше критической длины, значение Кут.тр. принимается для длины , и при ³ lп.кр для критической длины.

Критическая длина выработки для расчета проветривания стволов определяется по формуле

 

Lп.кр=12.5 Vвв Кт.с Кс.1/S, м (12.28)

 

где Кт.с- коэффициент турбулентной диффузии полной свободной струи; определяется по таблице 5.2 [5] в зависимости от величины lз.тр/dтр.п;

lз.тр- расстояние от конца трубопровода до забоя ствола, м; Согласно ПБ ‘это расстояние должно быть не более 15 м, а при погрузке грейфером - 20 м;

dтр.п- приведенный диаметр трубопровода, м; при расположении трубопровода в углу выработки равен 2 dтр, а при расположении у стенки выработки или у

стенки ствола 1.5 dтр

Кс.1- коэффициент, учитывающий влияние обводненности и глубины ствола, а также температуры пород в стволе на процесс разбавления вредных газов; определяется по формуле

Кс.1= (12.29)

 

Кс.2- коэффициент, учитывающий влияние обводненности ствола; зависит от притока воды в забой и определяется согласно [5] стр.77. tп- температура пород на глубине Нc, определяется по формуле

tп=t1+,С (12.30)

 

t1-температура пород на глубине зоны постоянных температур Н0,; для Донбасса t1=8-10 , а Н0=26-33 м;

Нг- геотермический градиент, м/град; для Донбасса Нг=25-30 м/град;

t0- среднемесячная температура атмосферного воздуха для июля, ; принимается по данным , приведенным в «Единой методике прогнозирования температурных условий в угольных шахтах». Для Донбасса t0=21.4 с;

Значение коэффициента утечек воздуха для жестких вентиляционных труб определяется по формуле

Кут.тр.=( (12.31)

 

где Куд.ст- коэффициент удельной стыковой воздухопроницаемости при фланцевом соединении трубопровода; принимается по табл.5.5. [5];

Rтр.ж- аэродинамическое сопротивление жесткого трубопровода без утечек воздуха, кm; определяется по формуле

 

Rтр.ж=1.2 Rтр.+ Rм, кm (12.32)

 

где 1.2-коэффициент, учитывающий нелинейность трубопровода и несоответствие стыков;

Rтр- аэродинамическое сопротивление жесткого трубопровода без утечек воздуха, кm; определяется по табл.5.7 [5].

Для выбора ВМП принимается наибольшее из полученных Qз.п..

 

12.1.5 Выбор вентиляторов для проветривания тупиковых выработок и стволов

 

Необходимая производительность вентилятора определяется по формуле

 

Qв=Qз.п Кут.тр. м3/мин (12.33)

 

Необходимое давление вентилятора, работающего на гибкий трубопровод, определяется по формуле

hв=, кг/м2 (даПа) (12.34)

 

где Rтр.г- аэродинамическое сопротивление гибкого трубопровода, кm; определяется по формуле

Rтр.г = rтр (lтр+20 dтр n1+10 dтр n2) (12.35)

 

rтр- удельное аэродинамическое сопротивление гибкого трубопровода без утечек воздуха кm/м; принимается согласно [5], стр.87;

dтр- диаметр гибкого трубопровода, м;

n1, n2-число поворотов трубопровода под углом 900 и 450 соответственно.

Давление вентилятора работающего на жесткий трубопровод определяется по формуле

hв=, кг/м2 (даПа) (12.36)

 

Выбор вентиляторов производим путем нанесения расчетного режима его работы Qв, hв на график аэродинамических характеристики вентиляторов (см. приложение 1 [5].и приложение 4 [3]). Если аэродинамическая характеристика вентилятора (или нескольких вентиляторов установленных последовательно или параллельно) выше точки с координатами расчетного режима Qв и hв, то для определения фактической подачи Qв.ф и напора hв.ф выбранного вентилятора (вентиляторов) необходимо нанести аэродинамическую характеристику трубопровода (сети) на график аэродинамической характеристики вентилятора. Точка «А» (см. рис.12.8) определяет расчетный режим работы вентилятора, а точка пересечения характеристик (точка «Б»), определяет фактический режим работы вентилятора Qв.ф и hв.ф. В этом случае расход воздуха у забоя составит

 

Qз.п.ф=1.69 -0.69*Qв.ф (12.37)

Построение аэродинамической характеристики жесткого трубопровода , производится следующим образом. Задавая значения расхода воздуха 1, 2, 3, и т.д. в м3/с, определяют значения hв по формуле (12.36). По парным значениям Qв и hв наносятся точки и соединяются плавной кривой ( рис.12.8, кривая 1).

Аналогичным образом наносится аэродинамическая характеристика гибкого вентиляционного трубопровода. При этом задаются произвольными значениями Qз.п в м3/с и для каждого из них определяются значения: kут.тр, расход воздуха в начале трубопровода (подача ВМП) Qв по формуле (12.28) и депрессия трубопровода hв (давление ВМП) по формуле (12.29). По парным значениям Qв и hв наносятся на графике точки, по которым проводится кривая.

Количество воздуха, которое необходимо подавать к вентилятору, определяем по формуле

Qвс≥1.43 Qв kр (12.38)

 

где kр – коэффициент, принимаемый равным 1.0 для ВМП с нерегулируемой подачей и 1.1 – с регулируемой.

 

 
 

 


Рис.12.8 Определение режима работы вентилятора местного проветривания на трубопровод

 

<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Вентиляторы и воздухопроводы установок местного проветривания | Расчет проветривания тупиковой выработки

Дата добавления: 2014-01-03; Просмотров: 925; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



ПОИСК ПО САЙТУ:


Рекомендуемые страницы:

Читайте также:
studopedia.su - Студопедия (2013 - 2021) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление
Генерация страницы за: 0.031 сек.