![](/user_photo/_userpic.png)
книги из ГПНТБ / Машковцев И.Л. Проветривание горных выработок
.pdf*♦
ая
;
j
‘
О
\ /
V V
V
Рис.40. Схемы совместной ра боты вентиляторов:
а / последовательная схема с установкой на одном стволе 'двух вентиляторов, работаю
щих на нагнетание;
б / последовательная схема с установкой вентиляторов на каждом стволе, работающих комбинированно;
в/ последовательная схема о установкой основного всасывающего и вспомогательного вентиляторов;
г / последовательная схема установки трех вентиляторов. _
в подготовительной выработ ке;
>д / параллельная схема с ус тановкой вентиляторов на одном стволе, работающих на всасывание
проветривания соответственно при параллельной работо вен тиляторов на малое сопротивление и последовательной ра боте на большое сопротивление.
Анализ показывает, что последовательная работа венти ляторов целесообразна при больших значениях сопротивлений сети.Так Q. и h в точке Г больше аналогичных величин пои
индивидуальной работе вентиляторов /точки £, и |
/ и |
при параллельной - на сеть с данным сопротивлением /точка 3 /. Точнее можно сказать, что последовательная работа вен тиляторов выгодна при нахождении точки I на кривой ПС
левее точки В,®.которой -депрессия меныиегі'. вентилятора рав-
ГТО
на нулю. Характерно, что правее точки В работа меньшего вентилятора становится вредной. Эффект от последовательной работы вентиляторов при большом сопротивлении сети может составлять около 40%.
.41. Схема к анализу совместной после довательной и параллельной работы вентиляторов
I - индивидуальная характеристика меньшего вентилятора; Г1-- индивидуальная характеристика большего вентилятора; ПС- .суммарная характеристика совместной последователь ной работы вентиляторов; ПРсуммарная характеристика, совместной параллельной работы вентиляторов; I , 2;, 3 ій-точки, характеризующие режимы работы вентиляторов
Теперъ^цроизведем анализ совместной параллельной работы вентиляторов.
Параллельная' работа вентиляторов целесообразна при
в алых значениях/ ? , так как |
Q и h |
л точке 2больтіе ана |
логичных величин в толках |
if.jcfj и |
Ч , означающих соот |
ветственно режимы индивидуальной работы вентиляторов при
I I I
параллельной соединении и режим, последовательной работы вентиляторов при небольшом сопротивлении. Точнее, парал лельная работа вентиляторов выгодна правее точки А, в ко торой дебит меньшего вентилятора равен нулю.
Область между точками А и В является переходной, а
точка К вообще |
нейтральной, в которой и последовательная |
|
и параллельная |
работа вентиляторов одинаково эффективна. |
|
В точке |
3, |
означающей режим параллельной работы вен |
тиляторов при |
большом сопротивлении, общий дебит сети |
меньше дебита большего вентилятора. Последний в этом слу чае будет пропускать.через себя воздух шахты и засасывать часть воздуха через меньший вентилятор, хотя тот будет вращаться в другую сторону.
Индивидуальные дебиты вентиляторов находятся при по
следовательной |
работе |
с помощью |
ординаты, проходящей через |
||
точку I /точки |
М , и |
/ ^ / ; |
при |
параллельной работе-с по |
|
мощью абсциссы, |
проведенной |
через |
точку 2 /точки М, и /% /. |
||
|
Определение |
режима |
проветривания |
||
в разветвленной сети |
при параллельной работе |
||||
|
|
вентиляторов |
|
. J J а |
|
Г |
, |
г |
|
с |
D |
|
|
|
|
s |
|
i —1 |
Рис.42. Параллельная рабо та вентиляторов на двух
стволах:
I и П- вентиляторы
Для фланговой схемы' проветривания шахты, пока занной на рис.42, требуется определить режим вентиляции в каждом из участков сети
flC-flB ВС
иflJb=flß^Q.t>,
Решение задачи осуществляется графически, с использо ванием метода суммарных приведенных характеристик источни-
іов тяги, заключающегося' в том, что как последовательное, так и параллельное соединение выработок приводится к про стейшему виду, при котором вентиляционная сеть состоит из одной ветви и источников тпги. Приведение состоит в ио - строении новой кривой путем исключения ординат при после довательном соединении и абсцисс-при параллельном.
Строим кривые вентиляторов /I и I I / и сопротивление участков сети /АВ, 83) и ВС/, рис.A3 а , Далее ртроим при - веденные к точке В характеристики вентиляторов, учитывая, что участки АВ и ВС к вентилятору*I, как и АВ и 83) к вен тилятору I I , присоединена последовательно.
О а |
е н |
Q. |
|
|
Рис.A3. Построение характеристик совместной параллельной работы вентиляторов при установке двух вентиляторов на одном стволе
а / график; б / схема вентиляционных струй на '»пзвѳтвлении
Для кривой вентилятора I по вертикалям вычитаем орди
наты участка |
ВС. Например, |
ордината |
вычитается |
из а £ ' |
||||
и получается |
точка |
приведенной кривой. То же |
делает |
|||||
ся для |
других |
произвольных |
сечений кривых |
I |
и I I . |
Получаем |
||
приведенные характеристики |
вентиляторов |
I |
и |
I I . |
|
|||
Эти приведенные характеристики отвечают схеме провет |
||||||||
ривания, показанной |
на ри с.A3 б. Складывая |
|
приведенные ха |
|||||
рактеристики |
по абсциссам, |
получим суммарную характеристи |
||||||
ку I I I |
и точку К пересечения ее с характеристикой |
участка |
АВ. Координаты точки К определяют режим проветривания это-
'го участка. |
U 3 |
|
Дебиты вентиляторов находятся на абсциссе, проведен |
||||||||||||||
ной |
через точку К, |
они равны соответственно |
о б я /и |
<£е‘ . |
|||||||||||
|
• Потеря напора вентиляторов находится на ординатах, |
||||||||||||||
построенных |
в |
точках |
пересечения |
абсциссы |
<£к |
и приве |
|||||||||
денных характеристик |
вентиляторов /точки |
Я ' |
и б ' / . |
Ор |
|||||||||||
динаты |
o ta ' |
и |
е е ' равны |
2-К |
и равны потери напора на |
||||||||||
общем участке AB. Части ординат |
a ' S ' |
и |
е Ѵ ' равны потери |
||||||||||||
напора соответственно на участках ВС и |
В В |
, |
так |
как |
< |
||||||||||
a'ê\.= |
a ê |
|
и |
e .'d ’= e d |
по построению, |
,!т.огда |
точ |
||||||||
ки |
6 ' |
и |
d ' |
определяют |
депрессии вентиляторов |
I |
и |
I I . |
|||||||
|
' Следовательно, вентиляторы I |
и II выбираются по сопро |
|||||||||||||
тивлениям и количеству воздуха в ветвях AB, ВС |
и |
ВТ) |
, |
||||||||||||
Можно решить также |
иную задачу - |
найти |
характеристику |
од |
ного из вентиляторов, если |
известны |
вентиляционные |
пара |
|
метры участков и характеристика другого вентилятора. |
||||
Определение |
режима |
проветривания шахты. |
||
имеющей |
утечки |
в устье ствола |
|
|
Вентиляционная ееть с |
утечками |
в устье ствола |
назы |
вается неплотной, как как характеристика сети,, на которую работает вентилятор,неодинакова с характеристикой шахты.
Решение задачи, показанной па рис.44, прАизводится графически, как и в предыдущем примере, методом приведен
ных |
характеристик |
исгичника тяги. |
На рис.44 |
показа |
||||
но |
проветривание |
шахты с |
применением всасывающего вен |
|||||
тилятора. В вентиляционном стволе герметизация устья ус |
||||||||
ловно заменена перемычкой. |
|
|
|
|
|
|||
|
Приведенную характеристику вентилятора строим после |
|||||||
довательно от сечения І - І |
к |
сечению I I —II |
и I I I —I I I , рис. |
|||||
44,а . Для этого из кривой |
і |
вычитаем ‘■fio |
ординатам |
значение |
||||
депрессии в канале вентилятора /кривая |
К |
/ , |
как |
примы- . |
||||
кающем ‘ последовательно к |
вентилятгру, |
рис.45. |
Получаем ха |
|||||
рактеристику вентилятора, |
приведенную к |
сечению |
I I —II /кри |
|||||
вая |
I I / . |
|
|
|
|
|
|
|
Дальнейшие р а с ч е т ы связаны с определением
hK
QK
Рис.4 ^ . -Схема к расчету проветривания шахты при работе вентилятора на неплотную сеть:
а / схема выработок шахты: I - перемычка в устье вентиляционного ствола; 2 - вентилятор; 3- под водящий канал;
б / схема вентиляционных струй: I —I , П-П и Ш-Ш- характерные сечения
- п р и в е д е н н о й ха рактеристики вентилятора к сечению Ш- Ш, сече нию вентиляционного ство ла или просто у с т ь я в е н т и л я ц и о н н о г о ствола, как это принято называть.Для этого із кривой П вычи таем по абсциссам значе
ния дебитов в устье ство ла /кривая у / , как при мыкающего параллельно к сечению ІЫІ. Получаем -ха рактеристику вентилятора,
Рис.45. Построение характе ристик сети и вентиляторов при наличии утечек в устье
ствола
привѳ-
деану» к сечению |
I I I —II I /кривая I I I / , 'исключив тем |
самим |
из анализа подсос |
воздуха. |
|
Параметры проветривания шахты определяют координаты |
||
точки I:пересечения кривой характеристики шахты LU |
с при |
веденной характеристикой вентилятора. Депрессию вентилято
ра h g |
и |
Qg |
находим |
обратным путем, т .е . сначала на |
|
кривой |
I I |
- точку 2, для |
которой депрессии шахты и устья |
||
вентиляционного ствола |
равяы /соединение параллельное, рис |
||||
4 4 ,6 /; |
а |
затем |
точку 3 |
на |
кривой I из условия равенства |
количества воздуха в канале и в самом вентиляторе. Коорди наты точки 3 соответствуют Q g и h g .
âocamacca 1-2 и ордината 2-3 соответственно |
обозначают |
подсос воздуха в устье вентиляционного ствола и |
потерю на |
пора в канале вентилятора. Меняя эти величины, |
можно регу |
лировать и вентиляционными параметрами шахты / Ош \\ Ьш/ . |
|||||||
|
Анализ |
совместной работы вентилятора и ес |
|||||
|
|
|
тественной тяги |
|
|
|
|
Характеристика естественной тяги графически изобра |
|||||||
жается |
прямой; параллельной оси абсцисс, т .е . |
h e |
= |
const. |
|||
По этой причине при построении характеристики венти |
|||||||
лятора |
величина |
h e |
суммируется или |
отнимается |
от |
hg |
|
на всех |
режимах |
работы вентилятора. |
|
|
|
|
|
’ •Построим совместныо графики длп |
условий, |
когда |
ес |
тественная тяга помогает или препятствует работе вентиля тора, ри с.46.
|
Для |
случая / |
OL |
/ |
Иш -Ьв*Ие._ |
депрессия шахты и |
|
|
, Q g , e |
находятся |
в |
точке I па кривой |
I I , полученной |
||
в |
результате суммирования. Напор вентилятора hgie нахо |
||||||
дится на |
ординате |
Qg +e. |
ь точке |
2. |
пересечения ее |
||
с |
кривой |
I вентилятора. |
|
|
|
|
Следовательно, при совпадении направлений вентилпцион |
|||
ных струй действующая |
депрессия |
вентилятора hg+t < hg ч, |
||
т .е , |
естественная тяга |
помогает |
работе |
вентилятора. Если |
эта |
помощь характерна |
для всего |
года, |
то главный вентиля |
тор |
ддп такой шахты следует выбирать пб депрессии |
|
h g |
= |
h u , - h e . |
|||
Qê,e |
Для случая |
/б / |
И ш |
|
= h g . h e |
|
находятся |
в |
точке |
I |
кривой I I , |
||
тате |
разницы между |
|
hg |
и |
/?е . |
/1 7 V
депрессия шахты и полученной в резуль-
|
Рис.Дб. Построение характеристик совместной |
||||||||
|
работы вентилятора и естественной тяги: |
|
|||||||
|
а / естественная тяга |
помогает |
работе |
венти |
|||||
|
лятора; б / |
естественная тяга |
препятствует |
|
|||||
|
работе вентилятора: I и П - характеристики |
|
|||||||
|
вентилятора; I и 2 - |
режимы |
работы |
вѳнтиля- |
|||||
|
„ |
тора |
|
|
|
|
|
|
|
Кривые характеристик вентилятора, как |
и |
в случае / а / , |
|||||||
-асимптотически приближаются друг |
к другу. П о э т о м у |
||||||||
напор |
вентилятора |
hg+& , |
как и |
в |
случае |
/ |
^ |
/ , нахо |
|
дится |
на ординате |
|
в |
точке 2 кривой I |
вентиля |
тора. Таким образом, при несовпадении струй вентилятора |
и |
|||
естественной |
тши |
действующая |
депрессия hg+e > h g , |
т .е |
естественная |
тяга |
препятствует |
работе вентилятора. Если |
в |
какой-либо из периодов года это происходит, то главный вен
тилятор» следует выбирать по |
депрессии |
|
hg = h uj + h e |
, |
/!7 5 / |
Вентиляционные устройства на поверхности шахты
Вентиляционные устройства на поверхности шахт включа ют: канал вентилятора, вентилятор, диффузор, а также приспиісоЛления.для реверсирования струи, глушения шума, автомати
зации и очистки.
Схема установки с центробежным вентилятором дана на рис.47. С целью раскрытия сущности работы установки рисунок включает три позиции: конструктивную и две технологических, причем последний показывают только р а б о ч и е венти ляторы.
Пригпоооблѳниядля реверсирования струи включают обводные каналы /1 2 /, всасывающую будку /9 /, лебедки и ляды для пе- !рекрытия соответствующих каналов /4 ,8 /, jnic.47 а . млп ре версирования, т .е . изменения движения воздуха с направле ния^ показанного на рисунке 4 7 ,б,на обратное достаточно пе рекрыть подводящее колено /1 3 / и диффузор /3 / основного вентилятора лядами 6 и 4 и подішть ляду 10, отьрыв движе ние впздуха из атмосферы через вентиляционную установку в шахту, как показано на рис.47, в. Аналогично происходит ре версирование резервного вентилятора.
Расположение каналов и ляд в установке с осевым венти лятором отличается от ри с.47 незначительно.
Потеря напора в вентиляторной установке складывается
из |
потери давления в подводящем канале и диффузоре |
на выхо |
де |
в атмосферу. Поэтому сооружению и эксплуатации |
канала |
“и диффузора придает большое значение.
Канал вентилятора делают небольшой длины, без резких поворотов и с небольшим уклоном в сторону ствола для стока из него воды. Сечение канала прямоутольное, арочное или
круглое; крепь: бетон, железобетон, кирпич |
и камень. |
|
Потери депрессии в канале не должны превышать 10-20 |
||
м м .вод.от., а сопротивление - |
' не больше 0,5 - 2 ^ |
|
/для большого оѳчѳния/ и 5-10/4 |
/среднего |
сечения/. |
Диффузоры применяются чаще всего пирамидальные и реке |
||
конические. Назначение диффузора |
уменьшить |
скоростной на- |
РисЛ7. Схема установки центрббежноговенти
|
лятора |
на |
поверхности |
шахты: |
|
||
а / |
общий |
вид; |
б / |
нормальное |
направление |
||
струи; в / |
реверсирование струи: I - ствол; |
||||||
2- |
подводящий |
канал; 3- |
диффузор; |
ляды |
|||
основного |
и резервного |
вентиляторов, |
зак |
рывающий диффузор?при реверсировании струи; 5 и I I - колено диффузора; ь и .14основной и резервный вентиляторы; 7- здание вентиля тора; 8—ляды, обеспечивающие до.туп возду ха к вентиляторам; 9- всасывающая будка; 10ляды, открывающие доступ атмосферному воздуху к вентиляторам при реверсированиг струи; 12обводные каналы; 13колено
вентилятора