Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Машковцев И.Л. Проветривание горных выработок

.pdf
Скачиваний:
2
Добавлен:
24.10.2023
Размер:
9.61 Mб
Скачать

пор 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

в о з д у х а ,

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

 

 

 

 

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.