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

а)

±

г

В)

*

В)

г)

Рис.117. Искусственное проветривание

 

ка^ьров с помощью ВМП:

 

а /

индивидуальная установка вентиля­

тора на уступе: I - вентилятор;

2-

свободнал

вентиляционная струя;

б /,

в /,

и г /

- последовательная, парал-

ллельна:

и смешанная установка

груп­

пы вентиляторов на уступах: I -

вен­

тиляторы;

2- угол раскрытия струи;

3- карьер

На карьерах Кривбасса установлено, что наивыгоднейиеѳ расположение двигателя от дна карьера равно 1/3 общей высоты карьера. При этом угол между струей и горизонталь­

ной плоскостью должен быть равен 15—25°’

Карьеры глубокие, ограниченных 5 плане размеров, эф­ фективно проветриваются мощной вертикальной струей реак­ тивного двигателя. К этой струе происходит подсос и затем внпоо воздуха карьера.

Применение реактивной техники позволяет в некоторых случаях со'ить режим инверсии в карьере и обеспечить про - вѳтривание нииних горизонтов.

Инверсионный режим препятствует перемещениям искусст­ венных струй вверх и вниз по центру карьера из-за действия более тяжелых масс воздуха в нижних слоях, особенно в пер­ воначальный момент. Реактивный двигатель должен работать форсированно, как при взлете.

В карьере применяют рабочие колеса пропеллерного

типа

с числом лопастей для уравновешенной работы не менее

трех.

Использование для проветривания вертолетов подобно пропеллерному винту, установленному над карьером. Из-за слабого напора и опасности полетов среди различных воздуш­ ных потоков применение вертолетов пока ограничено.

Изменение температурного градиента атмосферы карьеров с целью создания воздушных потоков может производиться с

помощью реактивных двигателей

/подогрев

воздуха/, льдооб­

разования /охлаждение воздуха/

и т .д .

 

§2. Выбор главного

вентилятора

шахты

При выборе главного вентилятора производят расчеты общешахтного количества воздуха и его распределение по вы­

работкам, определяют депрессию шахты и параметры

вентиля­

тора.

 

0

 

I .

Расчет общешахтного количества воздуха

 

Общешахтное количество воздуха определяют последова­

тельно

по пяти факторам

/по наибольшему числу людей, мета­

ну и углекислому газу,

газам ВВ, пыли и теплу/,

однако

окончательно принимают

максимальное значение.

 

Количество воздуха по наибольшему числу людей

о

/23 V

а ч г /77.? ,

где

h

норма

воздуха на

одного подземного

рабоче-

 

г ° ,

=

6 ма/мин;

 

 

 

 

 

 

наибольшее

число

людей^одноврѳмѳнно

находя­

 

 

щихся

в подземных выработках,

 

 

 

 

Л сут

 

 

 

 

/77 =і

а г

>

/235/

К - коэффициент, учитывающий неравномерность выхода рабочих на работу, К=І,2;

Дсцт- суточная добыча по шахте; L - число смен по добыче;

Ое - производительность подземного рабочего по шахте на выход, г,

Z- коэффициент sanaca воздуха, учитывающий

утечки, проветривание новых горизонтов и др.,для угольных шахт Z =1,45 - 1 , 5,

рудных-1,3 - 1,6 .

Количество

 

воздуха по

выделению метана и -углекислого

 

 

 

1

газа

 

 

 

 

 

 

т ы

где

-

цорма воздуха на I т

суточной добычи в за­

 

 

висимости от категорийности шахты,табл,2 0.

 

 

 

 

 

Таблица 20

Категория

 

 

 

Норма

воздуха, .с3/мин

вахты

 

 

 

 

 

 

 

 

угольная шахта

рудная шахта

I

 

 

 

I

1,4

П

 

 

 

1,25

1,75 .

Ш

 

 

 

1,5

2 ,1

сверхкатегорная

количество воздуха, подаваемое в

 

 

 

шахту, должно

обеспечивать содержа-

 

 

 

низ газов на

исходящей шахты менее

 

 

 

0,75%.

 

ха

Для свѳрхкатегорных угольных

шахт количество

возду­

Q S 0J

7 JJLAM!L

z

/237/

 

 

п

где

Гс - суточное

газовыделение

в шахте на Іт ,

и8;

п- допустииое содержание гааа на походящей шахты, п =0,75%.

 

Количество воздуха по выделению rasoB ВВ

 

 

a /для

угольной шахты из

условия

разжижения

концентра­

ции газов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q = 100 т т

£

 

/238/

где

/V

-

максимальное'количество

одновременно взрывае­

 

В

 

мого ВВ,

кг}

 

 

 

 

-

количество газов, выделяющихся при

взрыве

 

 

 

I кг ВВ,

В =40

л/кг}

 

 

Р- максимально допустимая концентрация условной окиси углерода, при которой разрешается до-

пуок людей в забой после взрывных работ,

Р =0,008%}

t- время проветривания забоя после взрыва, с целью интенсификации вентиляции время ограни­

 

 

 

чено,

t

= 3 0

мин.

в

 

Р

 

 

 

Подставив в формулу значения

и

, получим

 

 

 

rQ - 5 0 0 - j r i

,

 

 

 

 

/239/

где

500

-

коэффициент,

характеризующий

безопасность

нача­

 

 

 

ла работ

в saöoej

 

 

 

 

 

 

 

б/ для рудной шахты после массового взрыва из условия

замены газов в полном объеме

свежим воздухом

 

 

 

 

 

 

 

fa

'■2

,

 

 

 

/240/

где

К

-

коэффициент,

учитывающий конечную

концентрацию

 

 

 

гаэов ВВ /зависит от системы

разработки/

для

 

 

 

подэтакного

обрушения К

=40,3;

 

 

 

t

-

время проветривания равно

120

мин и более;

 

Р у

-

условный заряд ВВ

с газовыдѳлѳниѳм

при отбойке

 

 

 

равным части

продуктов взрыва, попадающих в

прилегающие к дучкам выработки,

к г ,

/7у =1/1;

/гм/

здесь Д - количество одновременно взрываемого ВВ;

L- коэффициент, учитывающий газовыделение в прилегающие к дучкам выработки; для подэтаж-

 

ного обрушения значение і

приведено в

 

табл .21

 

 

 

 

 

Таблица 21

Характер контакта

отбитой

і

руды с

обрушенными

породами

Только

сверху блока

0,085

Сверху

и сбоку

 

0,058

Овёрху

и с двух боков

0,047

і/} - объем загазировднного воздуха, который дол­ жен быть заменен после массового взрыва на чистый воздух,

 

 

 

lf3 * l f u c x + Ду Во, ; .

/242 '

здесь

\Гисх -

объем

выработок

по исходящей

струе от

 

Ьа_ -

блока

до поверхности;

 

 

объем

всех газов,

образующихся при взрыве

 

 

 

I кг^ВВ,

Во.

=0,9 и3/кг,'

 

в /

для

рудной

шахты после

вторичного

дробления

 

 

 

0.^ п -п,

j Д у '

ffg

Z

,

/243/

г

п

-

число

очистных

блоков;

 

 

 

о,

'ъ-

число

выработок блока, где одновременно произ­

 

i ß

 

водится выпуск

руды;

 

 

°

 

-

время

проветривания

при

вторичном дроблении,

 

 

 

= 5 мин;

 

 

 

 

 

 

Vg - о б ъ е м о д н о й в ы р а б о т к и г о р и з о н т а в ы п у с к а ,

 

 

с ч и т а н о т с к р е п е р н о й л е б е д к и д о с б о р н о й

 

 

в е н т и л я ц и о н н о й о б о й к и ;

 

 

 

fly

- величина

условного

варяда ВВ с газовнделе-

 

 

ниен) равным

сумме

продуктов

взрыва:

при

 

 

вторичном дроблении и из выпускаемой отби­

 

 

той

руды,

 

 

 

 

 

 

 

fly ~ f l ! ' fl2. >

 

/2 1\Ц/

здесь

fl, -

количество

ВВ,

соответствующее

газовыдѳлѳнию

 

 

при выпуске

отбитой

руды,

 

 

 

 

л

. >

Pc Ifca £■6

 

№ Ы

 

 

 

 

fpts, бо

 

-

 

 

интенсивное

 

коэффициент, учитывающий более

 

$

гаэовыделѳние из отбитой руды в начальный

 

 

 

Р г -

период

выпуска,

^

= 2 ,7 ;

 

 

 

количество

руды, выпускаемое в

сутки в

выре

 

бсв~

ботку скреперования из всех дучек;

 

 

свободный объем

руды

или коэффициент,

учи­

 

 

тывающий пустоты в разрыхленной отбитой

 

 

0

руде,

ifca

=0,3

 

 

 

 

 

}\р -

объемный вес руды в

разрыхленном состоянии,

 

t t p -

VF =2,7

т/м3;

 

 

 

 

время

выпуска руды в

теченйе суток, часы;

 

- количество ВВ для вторичного дробления.

 

 

Количество воздуха по эффективному удалению пыли

 

 

а / для угольной

шахты

 

 

 

 

 

Q_*60{(iroiLfloz* Код IX e* )Z -,

/2*6/

где

Ігог и Ѵпод- скорости

двииенип

воздуха в

очистных и

'подготовительных выработках, при которых происходит эффективный вынос пыли из за­

 

боев,

Ѵоъ = I и Ѵпо$=

0,5 м /сек;

1

$ огуі I. 5nof суммарные максимальные

сечения

очистных

 

и подготовительных

выработок,

где одновре­

 

менно

производятся

работы с пылевыделением^

5 /

для

рудной шахты

 

 

 

/гы/

й - б о ^

ф а

, . $[ іг ф

іф

і $ і

Ll=,t K L S I m

где • n

-

число

применяемых

систем

разработки,*

 

 

 

число

очистных блоков;

 

 

 

 

максимальные суммарные сечения выработок гори­

 

 

зонта скреперования и нарезных выработок с одно­

 

 

временным производством работ, связанных с пылѳ-

l'i­

образованиѳм;

 

 

 

 

эффективные о точки зрения удаления пыли скоро­

 

 

сти воздуха на горизонте скреперования и других

 

 

выработках шахты,

\Г, =0,5 т 0,6 и d£= 0,3 ц/сек;

ra

- число

групп подготовительных выработок с раз­

 

 

личным количеством

воздуха;

 

 

 

максимальные суммарные сечения одновременно про­

 

 

ходимых' подготовительных и капитальных вырабо­

M i

-

ток;

 

 

 

 

 

число блоков в

подготовке;

 

Ki - число подготавливаемых горизонтов.

 

Количество

воздуха по тенловому

фактору рассчитывается

в случае

наличия

в забоях

температур

свыше 20с0 .

Расчет ве­

дется аналогично с пылевым фактором и учетом скоростей воз­

духа

по ПБ.

 

 

Q.ш

 

0

 

 

После

выбора

определяют количество

воздуха

на

один

йабой. Например,

для лавы по фактору метановыдѳления

 

 

 

= ч / t *

 

/гад/

где

/7Л

-

суточная

добыча лавы;

 

 

 

К л

-

коэффициент, учитывающий утечки

воздуха

в

 

 

 

лаве,

Ил =1,05.

 

 

Общешахтное количество воздуха распределяют по

выра­

боткам в соответствие с потребностями забоев и допустимыми скоростями воздуха.

Например, скорость воздуха в лаве

где S - сечение лавы, свободное для прохождения воздуха,

m . $ n f K l n . ;

/ 2 « /

здесь /7? - вынимаемая мощность плаота; $„ - ширина призабойного пространства лавы;

f- коэффициент, учитывающий загроможденность лавы, при индивидуальной крепи Y =0,9, при меха­ низированной - 0,8;

°Kg.„- коэффициент, учитывающий разжижение газа в лаве За счет движения воздуха в выработанном прост­ ранстве, прилегающем к призабойному,

*>./».= 1,1 - 1 , 3 .

Получбнная скорость должна быть нс больше максимально допустимой по ПБ. При несоблюдении этого условия необходи­ мо предусмотреть меры по увеличению сечения лавы за счет изменения паспорта крепления и управления кровлей.

В соответствии с допустимыми скоростями должны быть увеличены сечения других выработок шахты.

При необходимости делается расчет вентиляционных

окон или других регуляторов количества воздуха.

 

2. Расчет ^депрессии шахты

 

 

Выбирают струю с максимальным сопротивлением,

чаще

всего на конец отработки шахтного поля.

 

Депрессию

шахты определяют по выражению

 

Ь ш = Z h Tp i

h e i-hM'с.

,

/250/

где £ h Tp-

суммарная потеря

напора на

преодоление

сопротив­

 

ления воздуха о стенки всех выработок выбранно­

 

го

на правления. Для выработки /см . также

§• і ,

 

гл .

Щ,су>ЬЭ/

 

 

 

hТР

X . р

S 3 Q 2 )

a t может быть увеличен на коэффициент аэродина­ мического старения выработок, равный 1,38 при ме­ таллической и 1,26 при деревянной крепи;

h e - величина

депрессии естественной тяги

/см.

танке

§

/

, гл.ЙІл'іог/,

 

 

 

he Чк00Ь7

Н f t " - t ' J ;

 

 

h M c ~ потери

напора

на

местные сопротивления

/повороты,

уширѳния, сужения и т . д . /,

h MC = /0 ,І

- 0,25/h Tp.

Одновременно

с целью определения

области, в которой

будут работать главные

вентиляторы, находится

h ТР для

Т горизонта шахты. Этот расчет производится проще, так как

отличается

от предыдущего всего несколькими значениями.

 

3.

Опраделение параметров

г лавного вентилятора

 

Количество

воздуха, проходящее через вентилятор

 

 

Q r - Q m ( l * W a ) ‘

725 іЯ/

где

/і -

максимально допустимая величина подсоса /или

 

 

утечек/ вентилятора через устье ствола, %; в

 

 

зависимости от занятости ствола другими рабо­

 

 

тами

П =5 - 1*556.

 

 

Диаметр рабочего

колеся вентилятора

 

 

 

У

-

j

 

 

/?5Гб/

 

 

 

в/-

 

ѵ

 

 

 

СДР

 

-

эквивалентное отверстие шахты.

 

Сопротивление вентиляторной установки

 

 

о

 

Я

 

 

 

/252/

где

а

-

коэффициент,

зависящий

от

типа вентилятора.

 

Депрессия

вентилятора

 

/253/

 

 

 

 

 

 

 

, 2

 

 

■hg * ( K R u , * K g ) Q f

 

где

Н,

-

коэффициент

подсоса /

или

утечек/ вентилятора,

 

 

 

 

 

/

 

 

 

 

 

 

 

К = —

SL

)

 

/25 V

 

 

 

 

( I t

 

 

 

 

 

 

mar

 

 

здесь

П -

максимальная

допустимая

величина

подсоса

 

R l u -

/или

уточек/,

°/о;

 

 

 

сопротивление

шахты.

 

 

 

По полученным

Q g , h g

и £)

подбирают

главный

вентилятор. Уточняют по данным проветривания I горизонта возможность использования вентиляторов в течение срока службы шахты. Определяют мощность двигателя и расход электро­ энергии вентилятора.

Пример: составить проект вентиляции бремсбѳргового поля угольной шахты для следующих условий: разрабатывают­ ся три пологих пласта мощностьюw,= 0 ,9 ,/лг= 1,4 илі3- 0,7 м; пласты вынимаются одновременно по системе лава-этан от гра­ ниц шахтного поля. Всего в бремсберговом поле 3 этажа и 6 лав. Длина шахтного поля по простиранию 4000 м. Суточная

добыча

шахт

ДСут

=2000т. Режим работы трехсменный,

произ­

водительность

подземного

рабочего на

выход

=5 т. Рас­

ход

ВВ

на

I

т

А

=0,12

кг. Ступень

мѳтанообильнооти

(X

=10

м.

Температура входящего воздуха

£ ' =25°С,

выхо­

дящего

t "

=15°. Среднее сечение лав 4,3 м2, нарезной вы­

работки

5 м2,

просека 4 м2 и откаточного штрека 15

м2 .

 

Проветривание выработок всасывающее при центрально -

отнесенном

расположении стволов, Газообильность І-го

этажа

9 U

^

’ 5

м 3 / т -

представлены на р и с .П 8 .

 

 

 

Другие

данные

 

 

 

Количество воздуха

 

 

 

 

 

ѳ /

по

людям

 

 

 

 

 

 

 

/77

 

г-2222—

= 160 чел;

 

 

 

 

 

 

 

 

3*5

 

 

 

 

Ü=6*160*1,45=1390 м3/мин;

б/ по метану

І-й

этаж

 

 

 

=1-2000*1,45=2900 к3/иин;

3

этаж

 

/ д

а , ' 1' ' 5

* І3 ' 9 “3 /,;