![](/user_photo/_userpic.png)
книги из ГПНТБ / Машковцев И.Л. Проветривание горных выработок
.pdfпор и уносимую баслолеэно энергию при выходе вентиляцион ной струи из кожуха. Потери энергии могут достигать 30 и более процентов от всей энергии, потребляемой вентилятором. Уменьшение скорости воздуха на выходе из диффузора дости гается пропуском воздуха через диффузор определенной длины
/сравнительно короткой/ с определенным |
углом |
раскрытия |
/ Ѳ / . В практике принимают Ѳ = 8 - |
10° |
\ \ ^ Ыя :1Імож~3’^. |
S3. Регулирование количества воздуха в вентиля ционной сети выработок шахты
Различают регулирование общешахтіюго количества воз духа и перераспределение воздуха между отдельными выработ ками.
Необходимость в регулировании общешахтного количества воздуха возникает при вводе новых горизонтов, изменении газообильности шахты, массовых взрывах и др. Перераспреде ление воздуха между выработками производится при проходне и нарезке новы, выработок, дегазации, увеличении или „ уменьшении чи' .а работающих людей и т .д .
I . Регулирование общешахтного количества воздуха.
Полное сопротивление, на которое работает главный вентилятор
|
|
R полн. - R ê 2 |
+ R OSLU, , |
|
/176/ |
|
где |
RS.y - сопротивление |
вентиляторной |
установки; |
|||
|
ReSiu ~ общее сопротивление сети подземных |
выработок |
||||
|
|
и устья ствола, представляющих параллельное |
||||
|
|
соединение, |
R OSUJ, ' |
KRu-/,, |
|
|
здесь |
К |
коэффициент подсоса |
воздуха |
через |
устье. |
|
Тогда |
|
|
|
|
|
|
R полн ~ 1^8-у + R R и/ . |
/ І И! |
В сцязи с этим регулирование общешахтного количества воздуха может быть произведено изменением числа оборотов вентилятора, угла установок лопаток рабочего колеса или направляющего аппарата,опусканием шибера вентилятора умень шением -подсоса, упразднением вентиляционных окон и дверей, раскреплением выработок и их очисткой, сокращением длин вентиляционных струй, делением струй на параллельные и т .д .
|
Выбор способа регулирования производится на основе |
||||||||
экономической оценки |
условий |
проветривания. |
|
|
|
||||
|
Например, согласно схеме,показанной на рис.08, увели |
||||||||
чение |
Q |
век.чіллтора |
с характеристикой |
/ f |
может |
быть |
|||
достигнуто |
либо ростом числа |
оборотов вентилятора с |
п |
||||||
до |
/7г |
|
, либо уменьшением полного сопротивления с |
R |
|||||
до |
/?£ |
; |
уменьшение |
Q - |
снижением числа оборотов |
или |
|||
увеличением полного сопротивления. В области повышенных Q |
|||||||||
более выгодным является |
уменьшение полного |
сопротивления, |
|||||||
в |
области |
пониженных |
Q |
- снижение числа оборотов венти |
|||||
лятора, |
так как при |
этом |
уменьшается депрессия |
вентиляторов. |
Рис.48. График к выбору числа оборотов • вентилятора с целью регулирования обще шахтного количества"воздуха
Изменение полного сопротивления опусканием в канал вентилятора шибера является неэкономичным способом, часто даже при®увеличении к .п .д . ведет к повышению потребляемой
16-882 |
121 |
мощности вентилятора. Больший эффект дает изменение сопро тивления сети выработок.
Новое число оборотов'рабочего колеса рассчитывается^ исходя из прямо пропорциональной и квадратичной зависимости от дебита и депрессии
|
^ 2 = п, |
о , |
/178/ |
» и |
пг= п , |
( ¥ ■ |
/179/ |
|
Увеличение Q за счет снижения сопротивления вентиляторной установки / R ê . y / и уменьшения подсосов про изводится с учетом нормальных значений
Я
|
|
|
|
, |
|
|
/180/ |
где |
€Х |
- |
множитель, зависящий от типа |
вентилятора; |
|||
|
3) |
- |
диаметр |
рабочего |
колеса. |
' |
|
|
При |
нормируемых |
утечках |
в надшахтном |
здании |
10%-нор- |
РисЛЭ. Построение характеристик вен тилятора и сети с целью установления режима проветривания шахты
|
|
На |
схеме рис.49 показаны характеристики вентилятора, |
||||||||||||||
полного |
сопротивления |
сети, шахты, |
вентиляторной |
установки |
|||||||||||||
и надшахтного |
здания. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
Характеристику вентилятора стриим по |
заводским |
данным, |
|||||||||||||
полного |
сопротивления |
сети / П |
/ |
- |
по данным |
замеров |
и |
||||||||||
расчетов |
0 6 |
и |
h g |
или графически. Количество воздуха |
|||||||||||||
Q S |
|
находим по замеру в канале |
вентилятора, |
h g - |
Q |
||||||||||||
помощью ординаты, |
проведенной из |
точки 2 'до пересечения с |
|||||||||||||||
характеристикой вентилятора. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
Построение характеристики полного сопротивления сети |
|||||||||||||||
графическим методом может быть произведено на основе заме |
|||||||||||||||||
чаний, |
приведенных на |
с т р Л ІЗ -ІІ5 . |
- |
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
Необходимые для этого построения характеристики шах |
|||||||||||||||
ты |
/ |
Ш |
/ , |
устья |
/ |
У / и вентиляторной установки |
/ в . у . /■ |
||||||||||
строят |
на основе |
Ош и |
hui , |
Оу |
и |
h ( у. . Дебит |
шах |
||||||||||
ты |
|
Ош |
определяют по замерам в выработках шахты, деп |
||||||||||||||
рессию |
шахты - |
по замеру |
в устье |
ствола |
, подсос |
воздух |
|||||||||||
из |
выражения — Оу = 0 ( - Ош |
|
и депрессию |
вентилятор |
|||||||||||||
ной установки |
- из |
hg ^ |
- hg-h„ . |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
Допустим, что по условиям производства требуется при |
|||||||||||||||
неизменном сопротивлении увеличить количество воздуха,про |
|||||||||||||||||
ходящее |
по выработкам |
шахты с |
Ош |
до |
О ш , |
. Необходи |
|||||||||||
мо установить новый режим работы вентилятора. |
|
|
|
|
|||||||||||||
|
Старый р саи м раоиты вентилятора определяет точка 4 .харак |
||||||||||||||||
теристику проветривания |
шахты точки |
I ,утѳчки-абсциоса |
h nг |
||||||||||||||
3 |
или |
I - 2. Точка 2 характеризует в сумме режим |
провет |
||||||||||||||
ривания |
шахты и утечки через устье, |
причем находят |
ее |
на |
|||||||||||||
пересечении |
абсциссы |
Ьш - і .с |
кривой суммарного |
сопротив |
|||||||||||||
ления |
hm + h у |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
Новую депрессию шахты находим по ординате 2,1 - |
|
. |
|||||||||||||
Тогда |
утечки |
в |
устье ствола выразятся абсциссой h ш,- 3 ,, |
||||||||||||||
или |
I, |
- |
2 ,, что соответствует |
Оу, = ûë, - Ош,. , |
|
|
|
||||||||||
|
|
Режим работы |
вентилятора |
следовательно , |
должен |
на |
|||||||||||
ходится |
на продолжении ординаты |
|
2 ,'- 2, |
|
и пересече |
||||||||||||
нии ее с кривой полного сопротивления сети в точке 5, ко |
|||||||||||||||||
ординатами каждой будут |
Qê, |
и |
hg, |
|
|
|
|
|
После подсчета нового числа оборотов можно построить ■характеристику вентилятора, проходящую через точку 5.
2. Перераспределение воздуха между выработками
Поступивший в шахту воздух распределяется между за боями и отдельными выработками естественно, под действием главных вентиляторов. Естественное распределение воздуха может не отвечать проектному, т .е . не удовлетворять факти ческой потребности.
Например, на горизонте скреперования в зависимости от мощности рудного тела может одновременно находится в работе несколько выработок, представляющих сложное диаго нальное соединение, рис.50'.
Рис.50. Распределение воздуха на горизон те скреперования в "двусторонних панелях:
а/-план участка; б / |
диаграмма распределе |
||
ния в каждом штреке |
в процентах |
от |
общего |
количества воздуха, |
поступающего |
в |
блок; |
I - штреки скреперования; 2 - хозяйственный блок; 3- ходовой восстающий; 4- вентиля ционные гезенки; 5- вентиляционный орт;
.6- вентиляционный восстающий
Как видно из ри с.bu, в состав блока входят ІА штре ков скреперования с заходом воздуха по концам выработки. Все выработки на время замеров были, действующие и сбиты для гірохода воздуха с вентиляционным ортом.
Было произведено несколько замеров количества воздуха одновременно во всех штреках. На диаграмме замеры предста--
вленм отдельными '.сридоѵя.
Фактическое распределение воздуха между штреками скреперования крайне неравномерно - меньше у воздухоподаю щих гезенков и больше у крайних вентиляционных, что объяс няется повышенной величиной местных сопротивлений и сту пенчатой аэродинамической загруженностью вентиляционного орта. Поѳтому часть рабочих мест на горизонте скреперова ния может испытывать недостаток воздуха.
Все расчеты по управлению распределением воздуха ос
нованы па свойствах различных вентиляционных соединений. Так, в параллельном соединении после искусственного изме нения. количества воздуха в одной из выработок.добиваются равенства депрессий ветвей. В сложном соединении после рреоуемиго воздухораспрёделения производят поконтурноѳ вы равнивание депрессий.
Перераспределение воздуха производят двумя основными способами: положительным и отрицательным . регулированием. При положительном регулировании депрессию уменьшают за счет улучшения аэродинамических качеств выработки (умень шают,. dL , увеличивают сечение или устанавливают вентилятор толкач). При отрицательном регулировании депрессию выра ботки наоборот увеличивают, что достигается установкой вентиляционного окна, воздушной или водяной, завес, калюзѳй или устройством воздушного лабиринта, кармана и т .д . При этом количество воздуха в параллельной выработке уве личивается.
Автоматизация перераспределения воздуха предусатри^ вает быстрое установление существующего расхода
сравнение его с нормальным, изменение |
а |
в нужную сто |
рону и контроль. Выполнение указанных |
работ |
возм ож но с |
применением ЭВМ. |
|
|
В связи с этим в качестве регулирующего органа при автоматизации могу* быть приняты вентиляторы-толкачи или некоторые простейшие отрицательные регуляторы.
Вспомогательные вентиляторы (вентиляторы-толкачи) мо гут быть установлены через перемычку или открыто. При ус тановке,с перемычкой вентилятор, пропуская весь воздух, может более эффективно создать необходимый напор.
Расчет вспомогательного вентилятора сводится к устаг. новленив1требуемого расхода воздуха в выработке и величи
ны снижения депрессии. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Например, |
в параллельном соединении, |
ри с.51, |
|
|
|||||||||
h r |
- h 2, |
= 25 мм Soà. cm. |
|
|
|
, |
Q j |
|
и |
0,7 |
|||
соответственно |
3,5 |
и 1,75 ы ^/сек, |
в вет™ |
I |
требуется уве |
||||||||
|
|
|
|
|
личить |
Qx до 5 м3/с е к . |
При |
||||||
|
|
|
|
|
этом |
увеличенное ftz |
составит |
||||||
|
|
/ |
|
|
35 мм вод. с т ., |
которое |
дол |
||||||
|
|
|
|
жно быть снижено |
установкой |
||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
вспомогательного |
вентилятора. |
|||||||
|
|
|
|
|
|
Подобные |
задачи |
в |
венти |
||||
Рис.51. Схема к рас |
ляции |
шахт приходится |
решать |
||||||||||
довольно часто, |
особенно |
во > |
|||||||||||
чету |
вспомогательно |
||||||||||||
время подготовительных и на- |
|||||||||||||
го венЯгаятера-і—уе^— |
|||||||||||||
резных |
работ. |
|
' |
— |
|
||||||||
тановленного |
в парал- |
|
Величину |
снижения; равную |
|||||||||
. лѳлъноы |
соединении |
|
|||||||||||
депрессии вѳнтилятора,устанав- |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||
ливаѳм |
как |
разницу |
между f i r |
и |
/? . . |
|
|
|
|
|
|||
Получаем |
h g |
= 10 мы вод. ст. и |
Оg |
= 5 |
м5/сек. |
||||||||
Проверка по |
£ . ( h / - |
h g = 0 |
, согласно |
направ |
|||||||||
лениям |
движения |
воздуха^ имеем |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
35 + ( - 25) - 10 |
= 0 . |
|
|
|
|
|
||||
Выбор вентилятора произведен |
правильно. |
|
|
|
|
||||||||
Вспомогательный вентилятор,устанавливаемый |
без |
пере |
мычки, для лучшей работы снабжается коллектором и конфуаором (трубопровод с сужающимся концом на выходе вентиля тора).
|
Н ап ор, с о зд а в а в ш ій таким в ен ти л я то р о м , н ев ел и к , та н |
||||||||||||||||||||
как |
я в л я ет ся |
р езу л ь та т о м |
|
р а зн о ст и с к о р о с т н о г о |
д а в л ен и я и |
||||||||||||||||
п отер ь на |
м ест н о е |
|
со п р о т и в л ен и е |
на |
вы ходе в ен ти л я то р а |
||||||||||||||||
|
|
fa * |
|
( * , - А ) г 1 Q& |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
н ь |
|
|
|
|
|
|
|
ОЁь |
Г |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
V ч |
|
|
|
|
|
- о . т |
[ г ‘- |
т |
|
^ |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
Qg |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
/ІѲ І/ |
|
|
Д ебит |
|
|
|
долж ен быть не |
больш е |
0 , 7 |
|
|
||||||||||||
чтобы |
не |
былЬ |
рециркуляций |
в о з д у х а |
ок ол о в ен ти л я тор а* |
||||||||||||||||
|
В ентиляторы |
б е з |
перемы чки |
н аходя т н ек о т о р о е |
прим ене |
||||||||||||||||
ние |
в |
рудны х |
ш ахтах |
|
для |
интенсиф икации |
п р ов етр и в ан и я выра |
||||||||||||||
боток |
г о р и эо н т а ск р еп ер о в а н и я . |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
Р егу л и р о в а н и е |
|
к о л и ч ест в а в о з д у х е |
с |
поѵощью |
|
в ен ти л я то |
||||||||||||||
ров |
о б л а д а е т |
рядом |
н е д о с т а т к о в : |
п о я в л я ется |
возм ож н ость з а - |
||||||||||||||||
га зи р о в а н и я |
у ч а ст к а |
|
и са м о в о зго р а н и й 'й о л ёэН б Р о |
и с к о п а е м о м |
|||||||||||||||||
и з - з а |
разряж ения |
На |
в о а с е |
и |
рециркуляционны х |
п оток ов* н а |
|||||||||||||||
руш ается |
вен ти л я ц и я |
и з - з а |
возм ож н ого |
вы хода в ен ти л я то р а на |
|||||||||||||||||
с т р о я |
и д р . |
Это огр а н и ч и в а ет |
и х п р и м ен ен и е . |
|
|
|
|||||||||||||||
|
Вентиляционны е |
|
окна |
|
о б р а з у е т с я |
в |
реремы чиѳ |
|
или в ен ти |
||||||||||||
ляционной |
д в е р и . |
Окна бывают |
к в адр атн ы е, прям оугольны е и |
||||||||||||||||||
щ елевидны е, |
с |
регулируем ы м |
иди |
нерегулируем ы м |
сеч ѳ й и ѳ м . |
||||||||||||||||
Окно |
у в ел и ч и в а ет |
со п р о т и в л ен и е, |
П оэтом у |
в |
дайВоЙ |
вы работ |
|||||||||||||||
ке |
ум ен ьш ается |
к о л и ч ест в о |
п р о х о д я щ ем |
в о з д у х а * |
У стан авли |
||||||||||||||||
вая |
окна |
в параллельны х |
и |
слож ны ! с о е д и н е н и я х , |
п р о и зв о д я т |
||||||||||||||||
п ер е р а с п р е д е л е н и е |
|
в о з д у х а |
между |
вы р аботкам и . |
|
|
|
||||||||||||||
|
|
В ен ти ля ц и он н ое |
|
ок н о |
|
с |
изменяемы м |
сеч ен и ем |
может быть |
||||||||||||
и сп о л ь зо в а н о |
в м ест е |
|
с приводом |
в к а ч е с т в а |
а в т о м а т и ч еск о г о |
||||||||||||||||
р е г у л я т о р а . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
С ечен и е ст а ц и о н а р н о го |
вен ти л я ц и он н ого |
о к н а , |
р и с ,5 2 , |
||||||||||||||||
определяю т на |
о с н о в е |
п о т ер и |
напора |
в о з д у х а |
й э - з а |
м ес т н о г о |
|||||||||||||||
соп р оти вл ен и я |
|
|
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
А |
|
- Ù Ü |
J U L r . |
|
|
|
|
|
|
Д 8 2 / |
||||||
|
|
|
|
|
h OK |
|
|
9л |
|
|
V |
J |
|
|
|
|
|
|
|||
г д е |
|
Ч |
- |
|
|
|
|
|
Ч |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ср ед н я я |
|
с к о р о с т ь |
в о зд у х а |
в |
сам ом |
у зк о м м е с т е |
||||||||||||||
|
|
|
|
ст р у и |
|
|
І - І , |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Q
0 ,6 5 . $ ou
!f3 - средняя скорость воздуха в выработке вне места сужения струи из-за окна, в сечении ІІ-П,
, |
а |
|
^ |
г ~ 7 Т ~ ' |
/І8/(/ |
|
Л быр |
|
Подбтавив в /1 8 2 / значения скоростей воздуха ,получим
для SoK/Sêb'p - 0 , 5 |
|
|
|
w |
быр |
Q |
|
* °* " |
0,65. q * 2 ,6 3 .fë b ,p fh 7 ï ' |
/185/ |
|
|
I |
// |
|
•7—7’
II
|
|
Рис.52. Схема к расчету |
вен |
|
|
|
|
|
|
тиляционного окна |
|
|
|
Для $ск/Sêhipi-0,5, когда коэффициент расхода воздуха |
||||||
меняется |
в |
пределах |
0 , 6 5 - 1 , , |
|
|
. |
|
|
w |
S быр О________ |
|
|
|
t |
•' |
***** |
й * 2,3 8 J g v p f h Z |
' |
" |
/186/ |
Вентиляционное окно с изменяемым сечением в простей шем виде представляет раму с различным количеством набивае мых досок. С целью автоматизации изменения сечения приме няют окна с гибкой шторкой, которая, опускаясь, прикрывает окно, а поднимаясірприоткрывает. В действиюшторка приво дится аналогично киноэкрану с помощью двигателя о осью,
128
сматывающей или наматывающей шторку.
Регулирующие органы жалюзийного типа применяют в вы работках с ограниченным движением транспорта и людей. Наи выгоднейшее место для их установки - кроссинги. Работа налюзей поддается автоматизации.
гѳгулированио количества воздуха производится за счет уменьшения сечения для прохождения воздуха при повороте Жалюзей и увеличения сопротивления из-за дополнительного вихреобразования, сужения струй и изменения направления движения воздуха.
|
па |
рис.ЬЗ |
п о к ь в а н ы |
' |
различные |
виды жалюзей. |
|
||
Жалюзи с |
дополнительной |
|
||
лопастью |
/р и с .53, б / поз |
|
||
воляют |
получить |
линейный |
|
|
расход |
воздуха |
в зависи |
|
|
мости |
от |
угла поворота. |
|
|
Это увеличивает |
диапазон |
|
||
изменения дебитов и дает |
|
|||
возможность использовать |
|
для привода простые регу |
Эис.53. |
|
Схемы жалюзей, приме |
|
лируемые механизмы. К по |
няемые |
при |
перераспределении |
|
следним относятся элек |
|
|
|
воздуха : |
трические, механические |
а / простые |
жалюзи; б/жалюзи с |
||
и комбинированные /эл ек - |
дополнительной лопастью: I - |
|||
лопасть; |
2- |
створка жалюзи; |
||
трогидравлические, - напри- |
|
: |
|
ь З я |
в - |
ширина выработки |
мер/ приводы с вмонтированными датчиками на количество воз духа.
Проходное сечение между жалюзями с дополнительными лопастями
n |
S n |
( ‘f - |
* Cos |
1 |
/1 8 7 / |
|
1 |
|
x |
||
где А - проходное |
сечение |
при полностью |
открытых жалю- |
||
зях; |
|
|
|
|
|
оС - угол поворота'жалюзи, град; П - число жалюзийных створок, шт.