2.10 Розрахунок провітрювання конвеєрного штреку і вибір вентилятора місцевого провітрювання

2.10.1 Загальні положення

Розрахунок провітрювання виконується відповідно до «Посібника з проектування вентиляції вугільних шахт» [4].

Витрата повітря необхідна для провітрювання тупикових виробок, розраховується по наступних чинниках: по виділенню метану, по газу, що утворюється 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.

2.10.2 Розрахунок провітрювання по виділенню метану

Розрахунок повітря по виділенню метану розраховується за формулою:

115,8 м³/хв. (2.20)

де І_з.п. = 1,1 м³/хв. – метановиділення на при забійній ділянці;

С = 1% – припустима, згідно ПБ, концентрація метану у вихідній з виробки вентиляційному струменю [1], с.26;

С_о = 0,05% – концентрація метану в струмені повітря, що надходить у тупикову виробку [1], с.26.

2.10.3 Розрахунок витрати повітря по числу людей

Розрахунок витрати повітря по числу людей знаходиться за формулою:

Q_з.п. = 6 · n_{люд.з.п.} = 6 · 8 = 48 м³/хв. (2.21)

де n_люд.з.п = 10 люд. – найбільше число людей, що одночасно працюють у при забійному просторі тупикового вироблення (стовбура).

2.10.4 Розрахунок витрати повітря по мінімальній швидкості

Витрата повітря по мінімальній швидкості у виробки розраховується за формулою:

Q_з.п. = 60 · V_n.min. * S = 60 · 0,25 · 13,1 = 196,5м³/хв. (2.22)

де V_n.min. = 0,25 м/с – мінімально припустима, згідно ПБ, швидкість повітря в тупиковій виробці [4, п. 3.1.4];

S = 13,5 м² – площа поперечного перерізу виробки у світлі.

Отже Q_з.п. приймаємо рівним 196,5 м³/хв. = 3,3 м³/с.

2.10.5 Вибір вентилятора місцевого провітрювання

Приймаємо гнучкий вентиляційний трубопровід. Діаметр трубопроводу

орієнтовано розраховуємо за формулою:

d_mp = 0,3· = 0,3· = 0,77 м (2.23)

де K_ут.тр – коефіцієнт, що враховує витоки вентиляційного трубопроводу.

Приймаємо стандартний діаметр трубопроводу рівний 0,8 м.

Аеродинамічний опір гнучкого вентиляційного трубопроводу визначаємо за формулою:

R_тр = r_тр · (1_тр + 20d_тр · n₁ + 10d_тр · n₂ ) =

= 0,0161 · (1000 + 20 · 0,8 · 2 + 10 · 0,8 · 0) = 16,6 км. (2.24)

де r_тр – питомий аеродинамічний опір гнучкого вентиляційного трубопроводу без витоку повітря, r_тр = 0,0161 км/м;

1_тр – довжина трубопроводу, 1_тр = 1000 м;

d_тр – діаметр трубопроводу, d_тр = 0,8 м;

n₁ – число поворотів трубопроводу на 90⁰, n₁ = 2;

n₂ – число поворотів трубопроводу на 45⁰, n₂ = 0.

Продуктивність вентилятора місцевого провітрювання визначаємо за формулою:

Q_в = Q_зп · K_ут.тр = 3,3 · 2,01 = 6,63 м³/с (2.25)

Тиск вентилятора, що працює на гнучкій вентиляційній трубопровід (депресія вентилятору) визначається за формулою:

h_b = Q_в²· R_тр · (0,59/K_ут.тр+ 0,41)² = (2.26)

= 6,63² · 16,6 · (0,59/2,01 + 0,41)² = 357,1 даПА

Заздалегідь ВМ вибираємо по [8] с.93 з врахуванням Q_зп ,діаметром

трубопроводу і максимальної довжини виробки. Приймаємо вентилятор ВМЦ-8

Для визначення робочого режиму вентилятора на одному графіку будуємо аеродинамічні характеристики вентилятора і вентиляційного трубопроводу.

Для побудови аеродинамічної характеристики вентиляційного трубопроводу визначаються координати шести крапок.

Таблиця 2.2 – Аеродинамічна характеристика вентиляційного трубопроводу

		0,25Qз.п.	0,5Qз.п.	0,75Qз.п.	Qз.п.	1,25Qз.п.
Qз.п.	0	0,83	1,65	2,48	3,3	4,13
Кут.тр.	0	1,63	1,77	1,85	2,01	2,09
Qв, м3/с	0	1,35	2,92	4,59	6,63	8,63
hв, даПа	0	17,6	76,1	184,7	357,1	580,2

По отриманим даним будуємо характеристику мережі трубопроводу (рисунок 2.4).

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

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

Робоча крапка вентилятора ВМЦ-8 на даний вентиляційний трубопровід буде мати такі параметри: Q_р.т = 7,0 м³/с; Н_р.т. = 190 даПа

Рисунок 2.4 – Графік аеродинамічних характеристик вентиляційного трубопроводу і вентилятора ВМЦ-8.