Введение. Роль и задачи вентиляции шахт. (1-2 стр).

1.Характеристика шахты.

Дать характеристику шахты (описательного характера) пользуясь такими исходными данными как: схема вскрытия, способ подготовки, система разработки, размеры шахтного поля, характеристика пласта, категория шахты по газу, опасность по пыли. (Объем 1 стр.)

2 Способ проветривания и схема вентиляции шахты.

В зависимости от способа вскрытия, способа подготовки, системы разработки, категории шахты принимается и обосновывается способ проветривания (нагнетательный, всасывающий, комбинированный), а также схема проветривания (центральная, фланговая или комбинированная) их сущность, достоинства и недостатки.(Л-1, стр 146-149).

3.Расчет количества воздуха, необходимого для проветривания (6 -7 стр.).

Количество воздуха, необходимого для проветривания шахты, определяется как сумма количества воз уха, необходимого для обособленного проветривания выемочных участков, обособленно проветриваемых подготовительных выработок и камер, поддерживаемых выработок, а также утечек через вентиляционные сооружения.

3.1 Расчет количества воздуха для очистных выработок.

3.1.1 Количество воздуха, необходимое для проветривания очистных выработок, рассчитывается по следующим факторам:

- по выделению метана СН₄, углекислого газа СО₂;

- по выделению газов образующихся при взрывных работах;

- по числу людей;

- по допустимой скорости движения воздуха;

- при последовательном проветривании очистных и подготовительных выработок

Окончательно принимается наибольший результат.

3.1.2 Расчет по выделению углекислого газа СО₂;

(3,1) (Л-3, стр. 77)

где: I_оч – абсолютное газовыделение в лаве м³/мин

К_н – коэффициент неравномерности газовыделения (Л-3, стр. 78 таб.2.2), (Л-2, стр. 67 табл.25)

С – допустимая концентрация газа в исходящей струе воздуха из лавы, % (согласно ПБ не более 1%)

С_о – концентрация газа в поступающей на выемочный участок вентиляционной струе, % (0-0,5)

К_оз – коэффициент учитывающий движение воздуха по части выработанного пространства, непосредственно примыкающей к призабойному пространству; (Л-3, стр. 78 таблица 2.1)

3.1.3 Расчет по газам, образующимся при взрывных работах в лаве:

(Л-3 стр 79)

где: Т – время проветривания лавы, мин (не более 30 минут)

В – количество одновременно взрываемых ВВ, кг

V_оч – проветриваемый объем очистной выработки, м³

V_оч =l_л ∙ S = m∙ l_л ∙ b_max, м³

где: l_л – длина лавы, м

S - площадь поперечного сечения призабойного пространства очистной выработки в свету, м²

m – вынимаемая мощность пласта, м

b_max – максимальная ширина при забойного пространства, м

3.1.4 Расчет по числу людей

Q_оч = 6 · n_ч , м³/мин

(Л-3, стр. 82)

где: n_ч – наибольшее число людей, одновременно работающих в очистной выработке.

Принимается максимальное значение Q_оч и проверяется по скорости движения воздуха.

3.1.5 Проверка по скорости движения воздуха.

3.1.5.1 По минимально допустимой скорости движения воздуха

Qoч 60 S Vmіn ,м³/мин

(Л-3, стр 82)

где: S площадь призабойного пространства в свету, м² (Л-3 стр. 83, Л-4 стр.161), - для механизированных крепей, а для лав с индивидуальной крепью определяется по формуле:

S = m · bmax· Кз , м²

где: К_з – коэффициент, учитывающий загроможденность призабойного пространства,

принимается 0.9;

Vmіn – минимально допустимая скорость движения воздуха, принимается по ПБ Л-7 стр.

3.1.5.2 По максимально допустимой скорости движения воздуха в очистной выработке

Qoч 60 · S₁ · Vmax м³/мин

где: Vmах – максимальная скорость движения воздуха в лаве, м/с (принимается по ПБ Л-7)

3.1.6 Проверка по производительности вентилятора местного проветривания.

При последовательном проветривании подготовительных и очистных выработок производится по соблюдению условия:

Qoч Q_вс 1.43 Q_в м³/мин

где: Q_вс – количество воздуха, которое необходимо подать к всасу ВМП, м³/мин; определяется согласно п 3.3.3

Принимается наибольшее количество воздуха для проветривания очистной выработки Qoч. max по фактору газовыделения.

3.2 Расчет количества воздуха для выемочного участка

Под выемочным участком понимается обособленно проветриваемый очистной забой и прилегающие к нему подготовительные выработки.

3.2.1 Расчет для выемочного участка выполняется по количеству воздуха, необходимого для проветривания очистной выработки.

где: К_ут.в - коэффициент утечек воздуха через выработанное пространство (Л-3 стр 88)

Q_oч – принятое количество воздуха для проветривания очистной выработки, м³/мин

3.2.2 При возвратноточной схеме проветривания с применением свежей к исходящей струе к целику, количество воздуха для выемочного участка дополнительно определяется по метановыделению

^{(Л-3 стр 88)}

где: К_н - принимается по таблице 2.2 (Л-3 стр 78)

I_уч – абсолютная метанообильность выемочного участка, м³/мин

С, С_о – соответственно допустимая концентрация метана (СО₂) в поступающей и исходящей струях в % принимается согласно ПБ Л-7

3.2.3 При этом должно соблюдаться условие

Qoч К_ут.в · Qуч

3.2.4 Общее количество воздуха для обособленного проветривания выемочных участков проветриваемых одним вентилятором главного проветривания составит

м³/мин

3.3Расчет проветривания подготовительной выработки и выбор ВМП.

3.3.1 Указать для какой выработки проводится расчет, выбрать и обосновать способ проветривания (за счет общешахтной депрессии или при помощи ВМП, нагнетательный, всасывающий или комбинированный), составить схему проветривания и привести ее в пояснительной записке. Выбрать тип вентиляционных труб, их диаметр, тип ВМП (Л-1 стр 122- 127).

3.3.2 Количество воздуха для проветривания подготовительных выработок рассчитывается по следующим факторам:

- по выделению метана или углекислого газа;

-по газам образующимся при взрывных работах;

- по числу людей;

- по допустимой скорости движения воздуха.

Окончательно принимается наибольший результат.

Для выработок протяженностью до 300м расчет выполняется сразу для максимальной длины выработки, а для выработок большей протяженности допускается расчет на отдельные периоды для промежуточных значений 300, 600, 800. и.т.д. включая максимальную длинную

3.3.2.1 Расчет по выделению СН₄ (СО₂)

м³/мин

где: I_пз – абсолютная метанообильность в подготовительном забое, м³/мин

С, С_о – соответственно концентрация метана в исходящей и поступающей струе воздуха, принимается согласно ПБ.

К_н = коэффициент неравномерности газовыделения в выработке.

3.3.2.2 Расчет по газам образующимся при взрывных работах

Определяем расход воздуха по газам, образующимся при взрывных работах по формуле:

м³/мин, м³/с

где: Т- время проветривания выработки после взрывания, мин.

В – количество одновременно взрываемого ВВ ,кг:

Iвв- газовость ВВ,л/кг;

, литра.

lп- длина тупиковой части выработки, м;

Кобв- коэффициент, учитывающий обводнённость выработки;

Кут.тр – коэффициент утечек воздуха в вентиляционных трубах. Кут.тр = 1.01 (таблица 5.4 Руководство по проектированию вентиляции угольных шахт.)

Принимаем диаметр трубопровода dтр= 0.6 м.

При определении Кут. тр. принимаем расход воздуха определяемый по формуле:

м³/мин или м³/с

где:Vmin- минимальная скорость движения воздуха согласно ПБ; Vmin= 0.25 м/с.

Количество воздуха по максимальному числу людей в выработке;

Qзп =60 n_ч ;

где: n -число людей, одновременно работающих в забое, чел.

К дальнейшим расчетам принимаем максимальное значение количества воздуха из полученных факторов Qзп = 3.58 м³/с.

Определяем количество воздуха, необходимое для проветривания с учетом потерь:

Qв = Qзп · k_ут ; м³/с

Определяем депрессию вентилятора по формуле:

dаПа

трубопровода без утечек воздуха, где:

где: Rтр.г.- аэродинамическое сопротивление гибкого вентиляционного трубопровода без утечек воздуха, м

R_тр.г = r_тр(l_тр + 20d_тр·n₁+ 10d_тр · n₂) ; кμ/м

.

где: -n₁- n₂ – число поворотов 90 - 45˚ градусов соответственно.

r_тр – удельное аэродинамическое сопротивление гибкого вентиляционного трубопровода без утечек воздуха, κμ/м

Принимаем предварительно тип вентилятора по таблице 5.10 (3) с. 93 .Нашей депрессии и расходу воздуха удовлетворяет вентилятор ВМ–?????.

Приводим характеристику вентиляционной сети, задаваясь значениями расхода воздуха Q и депрессией h_в:

Таблица 1.3

Qв2	12	32	4 2	52	62
hв

Точка Б (Qвр;hвр) определяет расчетную депрессию и расход вентилятора. В этом случае расход воздуха у забоя составит:

; м³/с

Расход воздуха в месте установки ВМП составит:

Qзп≥1,43·Qв·Kр ; м³/с

Где: К_р - коэффициент, принимаемый равным 1.0 для ВМП с нерегулируемой подачей и 1.1 – с регулируемой.

3.4 Расчет количества воздуха для проветривания камер.

Расход воздуха для особленного проветривания камер определяется по следующим формулам:

3.4.1 Для склада ВМ

Qк._ВМ = 0,07 · Vк , м³/хв

где: Vк - сумарній объем віработок склада ВМ, м³; принимается согласно завдания.

3.4.2. Для електромашинных камер

де: Nі - мощность електроустановки, квт; учитываются одновременно работающие установки;

η - к.п.д. електроустановки;

Кзг.і- коеффициент загрузки в течение суток; для установок с продолжительностью без остановки работы больше 1 часа принимается равным 1,0 , а для установок с продолжительностью периодов без остановки работы менше 1 ч. определяется по формуле:

,

Tрі - сумарная продолжительность работи установки на протяжении суток, ч.;

t₀ - температура повітря, що надходить у камеру в найбільш теплий місяць року, °С.

Тип насосной установки - выбирается в зависимости от глубины горных работ, а потом по таблице 18 принимается мощность двигателя (N)b коэффициент полезного действия (η). Тип стацыонарних лебедок для транспортирования грузив и людей по наклоннім віработкам указуется на схеме вентиляции, мощность двигателя и его к.п.д. определяется по таблице 20 . Значение коеффициент загрузки принимается по согласованию с руководителем проекта.

3.4.3. Для зарядних камер

Qз.к = 30∙К_э∙ n_а , м³/хв

де: Кэ - коеффициент , который учитывает тип принятых аккумуляторных електровозов; определяется по таблице 19;

n_а - число одновременно заряжаемых аккумуляторних батарей, шт. принимается согласно завдания.

3.4.4 Общее количество воздуха для обособленного проверивания всех камер опредляется по формуле:

∑Q_к = Qк._ВМ + Qк.эл + Qз.к ; м³/мин и м³/с.

3.5 Учеки воздуха через вентиляционные сооружения.

3.5.1. Указать какие вентиляционные сооружения находятся на схеме проветривания шахты на 1 и 2 периоды и кратко описать их. Выбрать типы кроссингов. Утечки воздуха рассчитываются в соответствии со схемой прветривания и нормами утечек через вентиляционные подземные сооружения.

3.5.2 Утечки воздуха через глухие перемычки в капитальных выработках

Qут.гл = Qгл · n_пер , м³/мин,

где: Qгл – норма утечек через глухую перемычку, м³/мин(Л – 3 стр 107 таб. 8.1)

n_пер – количество перемычек.

3.5.3 Утечки воздуха через воздушные шлюзы определяются по формуле

(Л – 3 стр 108)

Qут.шл = Кпер ·Qут · nшл , м³/мин,

где: Кпер – коэффициент зависящий от числа перемычек в шлюзе, принимается равным; 0,76 при двух перемычках; 0,56 при трех и 0,57 при четырех

Qут – норма утечек воздуха через одну перемычку, м³/мин (Л – 3 стр 107)

nшл - число шлюзов

3.5.4 Утечки через кросинги определяются по формуле:

Qут.кр ·Кпер = 1.25 · · n_кр , м³/мин,

(Л – 3 стр 108)

где: - суммарные утечки через шлюзы кроссингов, м³/мин

n_кр – число кроссингов

3,5.5 Общая величина утечек через подземные вентиляционные сооружения составит:

+ Q_{ут.кр ;} м³/мин

3.6 Общее количество воздуха, необходимое для проветривания шахты определяем по формуле:

Q_ш =

где: 1,1 – коэффициент учитывающий неравномерность распределения воздуха

- сумма количества воздуха, необходимого для проветривания выработок проводимых за пределами выемочных участков, м³/мин

– суммарное количество воздуха для обособленного проветривания подготовительных выработок проводимых за пределами выемочных участков, м³/мин

- суммарное количество воздуха для обособленного проветривания камер, м³/мин

- сумма утечек воздуха через вентиляционные сооружения за пределами выемочных участков, м³/мин