2843.Разработка калийных месторождений практикум

Все шахтные подъемные установки оснащены регистраторами параметров РПУ-03.5 и РПУ-03.1. Для успешного применения информации с регистраторов обслуживающим персоналом и специалистами рудников разработано специальное пособие, позволяющее разобраться в записях и правильно их расшифровать.

На рис. 2.6 приведен обработанный график одного цикла работы скиповой подъемной установки. Расшифровка записей регистраторов параметров позволяет контролировать выполнение обслуживающим персоналом требований технологического регламента, определить основные параметры работы подъемной установки, оценить качество наладки системы автоматического управления приводом, наметить возможные пути увеличения производительности шахтного подъема. Информация о работе подъемных установок способствует повышению производственной дисциплины и безопасности эксплуатации шахтных подъемных установок

27 июля 2007 г. 14:38:00. Шаг сетки – 10 с

Рис. 2.6. График одного цикла работы скиповой подъемной установки

42

2.4. Общие сведения о вентиляторных установках

Шахтные вентиляторные установки служат для проветривания горных выработок и создания в них нормальных атмосферных условий. По назначению шахтные вентиляторные установки подразделяются на установки главного проветривания, вспомогательные и местного проветривания.

Главные вентиляторные установки (ГВУ) предназначены для проветривания всех выработок рудника, за исключением отдельных глухих (тупиковых) выработок. В соответствии с Правилами безопасности подземные выработки должны проветриваться только непрерывно действущими вентиляторами главного проветривания и вспомогательными вентиляторами главного проветривания, установленными на поверхности или под землей в соответствии с проектом, согласованным с Ростехнадзором.

Способ проветривания рудника может быть нагнетательным, всасывающим или нагнетательно-всасывающим.

При центральной схеме проветривания ГВУ располагаются в центре шахтного поля, а при диагональной – на флангах и перемещают весь воздух, проходящий по шахте или ее крылу.

ГВУ состоит из вентиляторов, электропривода, пускорегулирующей аппаратуры, аппаратуры дистанционного управления и контроля, устройств и приспособлений для реверсирования воздушной струи и переключения вентиляторов, строительных сооружений (здания, выходных частей диффузоров, вентиляционных каналов, всасывающей будки, глушителей шума).

ГВУ должны состоять из двух самостоятельных вентиляторных агрегатов, причем один из них резервный. Вентиляторы для новых и реконструируемых установок должны быть одного типа и размера.

ГВУ должны обеспечивать реверсирование вентиляционной струи, поступающей в выработки. Вспомогательные вентиляторные установки должны обеспечивать реверсирование вентиляционной струи только в том случае, когда это предусмотрено планом ликвидации аварий.

Перевод вентиляторных установок на реверсивный режим работы должен выполняться не более чем за 10 мин.

Расход воздуха, проходящего по главным выработкам в реверсивном режиме проветривания, должен составлять не менее 60 % от расхода воздуха, проходящего по ним в нормальном режиме.

43

Вспомогательные вентиляторные установки предназначены для проветривания стволов, капитальных выработок при строительстве рудников и отдельных участков рудничной вентиляционной сети. Они могут располагаются как на дневной поверхности вблизи ствола, так и в руднике. В зависимости от назначения вспомогательная вентиляторная установка состоит из одного или двух вентиляторов и электрооборудования, пусковой аппаратуры и аппаратуры контроля и автоматизации.

При наличии в краевых частях шахтных полей трудно проветриваемых зон для организации их эффективного проветривания допускается использование подземных передвижных (вспомогательных) вентиляторных установок (ППВУ, ПВВУ)

Вентиляторные установки местного проветривания используются для проветривания отдельных глухих (тупиковых) выработок и располагаются под землей на свежей струе.

Вентиляторная установка местного проветривания состоит из вентилятора местного проветривания (ВМП) с приводом, вентиляционного воздухопровода, пусковой аппаратуры и аппаратуры контроля и автоматизации. Забои действующих тупиковых выработок должны непрерывно проветриваться нагнетательным, всасывающим, комбинированным или другими способами, допущенными к применению Ростехнадзором. Обычно вентиляторная установка местного проветривания оборудуется одним вентиляторным агрегатом.

Забойные установки активного проветривания (ЗУАП) позволяют эффективно проветривать тупиковые горные выработки.

ЗУАП состоит из вентилятора и камеры смешения потоков воздуха, постоянно находится в призабойной части тупиковой горной выработки и установлена на оборудовании проходческо-очистного комплекса.

Средства проветривания вентиляционных сетей калийных рудников показаны на рис. 2.7.

Все шахтные вентиляторы представляют собой турбомашины – лопастные машины, в которых приращение удельной энергии транспортируемого воздуха происходит в результате силового взаимодействия лопаток вращающегося рабочего колеса с обтекающим их потоком воздуха. В зависимости от конструкции рабочего колеса и характера движения через него воздуха шахтные вентиляторы подразделяются на центробежные и осевые.

Основные параметры, характеризующие аэродинамические качества вентилятора: производительность Q, статическое давление Нст (при работе

44

Главная вентиляторная установка (ГВУ)

Рис. 2.7. Средства проветривания вентиляционных сетей калийных рудников

вентилятора на всасывание) или полное давление Н (при работе вентилятора на нагнетание), мощность на валу вентилятора N и его КПД (статический ηст или полный η соответственно при Нст или Н). Зависимость между указанными выше параметрами данного вентилятора при постоянной скорости вращения его ротора (n = const) и определенных углах установки (θ) лопаток рабочего колеса, направляющего и спрямляющего аппаратов называется индивидуальной аэродинамической характеристикой вентилятора.

Основные параметры, которые развивают вентиляторы при работе, зависят от следующих факторов:

–формы лопаток и рабочего колеса;

–количества лопаток (рост их числа ведет к увеличению давления

иподачи вентилятора);

–длины лопаток;

–радиальной длины лопаток;

–геометрии всасывающего отверстия;

–геометрии выходного отверстия вентилятора.

В осевых вентиляторах поток воздуха движется параллельно оси вращения рабочих колес. Вентилятор состоит из металлического кожуха 2 (рис. 2.8), внутри которого вращается рабочее колесо 4 с укрепленными на нем лопатками 1. За рабочим колесом расположено неподвижное устройство с лопатками 3 для выравнивания закрученного рабочим колесом по-

45

тока воздуха. Для уменьшения лобового сопротивления при входе потока воздуха в вентилятор на рабочем колесе устанавливается обтекатель 5.

Вентиляторы подобной конструкции имеют небольшие размеры и применяются для проветривания отдельных забоев и при работе на трубопроводах. Типы выпускаемых вентиляторов – ВМЭ (вентилятор местного проветривания электрический) и ВМП (вентилятор местного проветривания пневматический).

В наименовании типа вентилятора указывается также диаметр рабочего колеса (дм), например ВМЭ-6.

В осевых вентиляторах, используемых для вентиляции шахт и рудников, обычно не одно, а два рабочих колеса, которые называются также ступенями. В настоящее время выпускаются вентиляторы типа ВОД (вентилятор осевой двухступенчатый), самым большим из которых является вентилятор ВОД-50, где цифра 50 означает диаметр рабочего колеса (дм).

Перепад давления – депрессия или разрежение – создается вентилятором при работе на всасывание; напор или избыточное давление создается при работе вентилятора на нагнетание. Эти перепады давления затрачиваются на преодоление сопротивления выработок, воздуховодов, а также самого вентилятора.

Аэродинамические характеристики вентиляторов получают опытным путем в результате испытания вентилятора на стенде или непосредственно на руднике (шахте) и выражают в виде графических зависимостей:

– для ГВУ

где Ну.ст и ηу.ст – статические давление и КПД вентиляторной установки (с учетом примыкающего к вентилятору участка вентиляционного канала

ивыходных элементов вентиляторной установки);

–для вентиляторных установок местного проветривания

46

где Ну и ηу – полные давление и КПД вентиляторной установки (с учетом примыкающего к нагнетательному патрубку участка воздухопровода длиной L = 5d).

На рис. 2.9 приведены индивидуальные аэродинамические характеристики шахтных вентиляторных установок главного проветривания с центробежным и осевым вентиляторами, а также характеристики вентиляционных сетей (кривые Аш), на которые работают эти установки

Точка пересечения кривых давления вентиляторной установки и вентиляционной сети (точка М) позволяет определить рабочий режим вентиляторной установки, т.е. Q, Ну.ст, N и ηу.ст (методика определения рабочего режима показана на рис. 2.9 пунктирными линиями со стрелками).

Рис. 2.9. Индивидуальные аэродинамические характеристики ГВУ: а – с центробежными вентиляторами; б – с осевыми вентиляторами

Для вентиляторов местного проветривания с пневмоприводом приводится обычно полный КПД агрегата ηагр = ηу · ηпн.дв.

Работа вентиляторной установки на внешнюю сеть должна быть экономичной и устойчивой.

Как осевые, так и центробежные главные и вспомогательные вентиляторы, а также многие ВМП имеют поворотные лопатки рабочих колес или направляющих аппаратов, поэтому у каждого из них при одной и той же скорости вращения имеется семейство индивидуальных характеристик,

47

полученных при различных углах установки лопаток рабочего колеса или направляющего аппарата. На рис. 2.10 в качестве примера приведена область промышленного использования главной вентиляторной установки с осевым вентилятором.

Рис. 2.10. Область промышленного использования (а) и нормальная область (б) главных вентиляторных установок

Одним из основных параметров, характеризующих экономичность главной вентиляторной установки, является средневзвешенный КПД в так называемой нормальной области, которая выделяется в области промышленного использования вентиляторной установки.

ВГВУ, оборудованных центробежными вентиляторами, реверсирование воздушной струи происходит с помощью системы ляд с приводом от лебедок и обводных каналов. Для осуществления реверса вентиляционной струи атмосферная ляда всасывающей будки открывается, обеспечивая доступ свежему воздуху в канал вентилятора, а перекрывающая ляда закрывается, разобщая тем самым ствол и главный канал с каналом работающего вентилятора.

ВГВУ, оборудованных осевыми вентиляторами, отсутствуют обводной канал и все ляды, за исключением двух переключающих (с рабочего вентилятора на резервный) ляд. Реверсирование воздушной струи осуществляется изменением направления вращения ротора и поворотом лопаток промежуточного направляющего и выходного спрямляющего аппаратов.

Для увеличения подачи воздуха в шахту (или по выработке, или по вентиляционному воздуховоду) имеющимися в наличии вентиляторами их

48

включают последовательно или параллельно. В данном случае задача совместной работы вентиляторов на один воздуховод сводится к тому, что все источники тяги, имеющие свои индивидуальные характеристики, должны быть заменены одним условным источником с общей эквивалентной характеристикой. Таким образом, независимо от количества совместно работающих источников тяги графически задача должна быть приведена к той, которая изображена на рис. 2.9: одна характеристика сети и одна характеристика источника тяги. В качестве такого источника тяги может быть один вентилятор, два и более совместно работающих вентиляторов, один и более вентиляторов, работающих совместно с естественной тягой.

Надежность, долговечность и экономичность работы вентиляторов

взначительной степени зависят от качества их монтажа и эксплуатации.

Впроцессе эксплуатации должны осуществляться осмотр, ревизия, ремонт и наладка вентиляторных установок.

ГВУ рудников ОАО «Уралкалий» расположены на дневной поверхности у устья грузовентиляционных стволов. На ГВУ всех рудников прошла реконструкция, в результате которой рабочие колеса вентиляторов ВРЦД-4,5 были заменены рабочими колесами вентиляторов ВРЦД-4,5С1.

В табл. 2.4 приведены технические данные вентиляторов ВРЦД-4,5С1 для частоты вращения 375 и 500 мин–1.

Окончание табл. 2.4

Характеристика работы ГВУ, приведенная в табл. 2.5, составлена по результатам последних воздушно-депрессионных съемок, проведенных на рудниках СКРУ-1, СКРУ-2 и СКРУ-3.

Таблица 2.5

Характеристика работы ГВУ рудников

ГВУ всех рудников, как правило, располагаются на грузовых стволах, поэтому часть рудной мелочи и пылевых фракций при разгрузке скипов в поверхностные бункера попадает в ствол, вентиляционные каналы, вентиляторы, диффузор и окружающую среду. В результате на стенках венти-

50