8. Розрахунок провітрювання виробки і вибір вентилятора місцевого провітрювання

Загальні положення

Для газових шахт приймаємо нагнітальний спосіб провітрювання конвеєрного штреку, тому що в цих умовах він найбільш ефективний. Вентилятор місцевого провітрювання встановлюється у виробці зі свіжім струменем повітря на відстані не менш 10м від вихідного з тупикового вироблення струменя для попередження рециркуляції повітря [4]. Відставання вентиляторного трубопроводу від вибою вироблення повинне бути не більш 8м [4]. тупикові вироблення в газових шахтах ІІІ категорії і вище повинні обладнатися резервними ВМП із резервним електроживленням [4], ВМП повинний працювати безупинно. У випадку зупинки основного вентилятора автоматично повинний вмикатися резервний ВМП. Якщо і він відключений усі роботи повинні бути припинені, напруга знята, а люди негайно виведені на свіжий вентиляційний струмінь.

Розрахунок витрати повітря для провітрювання виробки

Розрахунок виконуємо відповідно до „Посібника з проектування вентиляції вугільних шахт” [10].

Витрата повітря, необхідна для провітрювання тупикових виробок, розраховується по наступних чинниках: по виділенню метану; по газах, що утворюються при підривних роботах; по найбільшому числу людей, по мінімальній швидкості повітря.

При виїмці вугілля в тупикових виробках комбайнами чи відбійними молотками, вибурюванням пласту, а також при проходці стовбурів, витрата повітря по виділенню метану розраховується по формулі:

Q_м.п= , м³/хв (8.1)

де; І_з.п.= 3,5 – метановиділення на привибійній ділянці, м³/хв.;

С – припустима, згідно ПБ, концентрація метану у вихідній з виробки вентиляційному струмені, %; С = 1% [4];

С₀ – концентрація метану в струмені повітря, що надходить у тупикову виробку, %; С₀ = 0,05%

Дані підставляємо у формулу (8.1), отримуємо:

Q_м.п=

Розрахунок витрати повітря по числу людей знаходиться по формулі:

Q_з.п. = 6۰n_чел.з.п, м³/хв. (8.2)

де; n_чел.з.п – найбільше число людей, що одночасно працюють у привибійному просторі тупикової виробки (стовбура), чол.;

Дані підставляємо у формулу (8.2), отримуємо:

Q_з.п..= 6

Витрата повітря по мінімальній швидкості у виробці розраховується по формулі

Q_ч.п. = 60۰υ_n.min۰S, м³/хв (8.3)

де; υ_n.min – мінімально припустима, згідно ПБ, швидкість повітря в тупиковій виробці (стовбурі), м/с; υ_n.min = 0,25м/с [4];

S – площа поперечного перетину виробки у світлі, м².

Дані підставляємо у формулу (8.3), отримуємо:

Q_ч.п= 60

Остаточно приймається найбільша розрахункова кількість повітря, отримана по розрахункам Q_м.п=368,42 м³/хв.

Вибір вентилятора місцевого провітрювання

Приймаємо гнучкий вентиляційний трубопровід.

Діаметр трубопроводу орієнтовно розраховуємо по формулі:

d_тр= 0,3 м (8.4)

де; k_тр – коефіцієнт, що враховує витоки повітря у вентиляційному трубопровод.[10], с.84

d_тр

Q_м.п=368,42 м³/хв =6,1 м³/с

Приймаємо стандартний діаметр трубопроводу 1 м.

Аеродинамічний опір гнучкого вентиляційного трубопроводу визначаємо по формулі:

R_тр = r_тр۰ (l_тр + 20d_тр۰n₁۰10d_тр۰n₂), К_л (8.5)

де; r_тр=0,0053 – питомий аеродинамічний опір гнучкого вентиляційного трубопроводу без витоків повітря, К_л; [10];

l_тр =1000– довжина трубопроводу, м;

d_тр =1– діаметр трубопроводу, м;

n₁=1 – число поворотів трубопроводу на 90°;

n₂=0 – число поворотів трубопроводу на 45°;

R_тр=0,0053 (1000+20

Продуктивність вентилятора місцевого провітрювання визначаємо по формулі:

Q_в = Q_з.п۰k_ут._тр.=6,1 , м³/с (8.6)

Депресія вентилятора, що працює гнучкий вентиляційний трубопровід, визначається по формулі: [10,c. 90]

h₂ =Q_в² R_mp( )², да П (8.7)

h₂ =8,2² 5,41( )²=221,2

Попередньо ВМ вибираємо по [10] з об’ємом Q_з.п. Для визначення робочого режиму вентилятора на одному графіку будуємо аеродинамічні характеристики вентилятора і вентиляційного трубопроводу. Приймаємо вентилятор ВМЦ-8

Для побудови аеродинамічної характеристики вентиляційного трубопроводу визначаються координати шістьох крапок.

	0	0,25Qз.п.	0,5Qз.п.	0,75Qз.п.	Qз.п.	1,25Qз.п.
Qз.п.	0	1	2	3	4	5
kут.тр.	0	1,22	1,24	1,26	1,29	1,31
Qв, м3/с	0	1,22	2,48	3,78	5,16	6,55
hв, даПа	0	1,84	24,7	58,1	106,53	171,6

По отриманим даним будуємо характеристику мережі трубопровода (рисунок 8.1 ).

З аеродинамічної характеристики вентилятора береться та, яка знаходиться вище крапки з координатами Q_в і h_в.

Крапка перетинання аеродинамічних характеристик вентилятора і вентиляційного трубопровіду називається робочою крапкою. Вона визначає робочий режим вентилятора.

Робоча крапка вентилятора ВМЦ-8 на даний вентиляційний трубопровід буде мати такі параметри:

Q_р.т = 6,4 м³/с; Н_р.т. = 180 даПа

Рисунок 8.1 - Графік аеродинамічних характеристик вентиляційного трубопровіда і вентилятора ВМЦ-8