книги из ГПНТБ / Рудничная вентиляция учебное пособие для студентов горных вузов и факультетов канд. техн. наук М. Н. Бодягин.1960 - 23 Мб

Известны шесть типовых номеров эжекторов [71], данные

о которых приведены в табл. 42.

Таблица 42

Размеры типовых эжекторов, мм

Подбор номера эжектора, необходимого для проветривания, производится по графикам, представленным на рис. 212, а, б, в, а расход сжатого воздуха определяется по диаграммам

(рис. 212, г, д, е).

Пример. Подобрать эжектор для подачи 55 м3/мин воздуха в глухой забой длиной 75 м. Пользуясь диаграммой, приведенной на рис. 212, б, по координатам 75—55 находим точку А в области V. Следовательно, при наличии труб диаметром 400 мм подходит

для проветривания эжектор V. По диаграмме на рис. 212, д нахо­

дим (по тем же координатам 75—55) точку А'показывающую,

что в этом случае расход сжатого воздуха эжектором составит

4,9 м3/мин.

Применение эжекторов целесообразно при малых расходах воздуха и небольшой протяженности тупиковой части забоя.

Проветривание глухих забоев сжатым воздухом без применения

эжекторов запрещено Правилами безопасности, как весьма не­ экономичное.

Гидравлический вентилятор (эжектор) для частичного про­ ветривания. Аналогично действию эжектора сжатого воздуха работают так называемые гидравлические вентиляторы, приме­

няемые в Китайской Народной Республике. Схема такого вен­ тилятора дана на рис. 213, а. Вода из магистрали, пройдя сет­ чатый фильтр 4, направляющую втулку 3, придающую воде вращательное движение, разбрызгивается из форсунки 2. Дви­ жением воды в трубе 1 создается движение воздуха. Характе­ ристика гидравлического вентилятора показана на рис. 213, б.

Положительные стороны гидравлического вентилятора заключа­ ются в том, что он прост, дешев и безопасен.

Вентиляционные трубы. При проветривании вентиляторами или эжекторами, а иногда и при проветривании за счет обще-

шахтной депрессии воздух доставляется к забою по трубам.

Трубы бывают матерчатые (прорезиненные), металлические, тек-

стовинитовые, деревянные.

Основным типом матерчатых труб являются трубы типа М [46], получившие широкое распространение в угольной промыш­ ленности в последние годы. Эти трубы изготовляются путем машинной сшивки полотнищ двусторонней прорезиненной ткани

Рис. 213. Гидравлический вентилятор

толщиной 0,8—1,2 мм таким образом, что вдоль трубы полу­

чается гребешок, в который заделываются через каждые 0,8 м

крючки для подвески трубы. На концах звеньев труб в материал заделываются пружинящие стыковые кольца из стальной про­ волоки. При стыковке труб кольцо одного става сжимают и про­ совывают в кольцо следующего става. Натяжение ткани при

распрямлении кольца создает достаточную плотность стыка (рис. 214). Такое устройство стыка обеспечивает его самоуплот­ нение при повышении давления внутри труб за счет увеличения

растяжения. Характеристика труб типа М приведена в табл. 43. Для выполнения различных поворотов и отводов выпуска­ ются соответствующие фасонные части: колена, угольники,

341

Таблица 43

Вес прорезиненных труб типа М в зависимости от диаметра и длины звена, кг

Рис. 214. Конструкция вентиляционных труб типа М

тройники и т. д. Основное достоинство матерчатых труб — их легкость и удобство сборки; недостаток — непригодность для проветривания всасыванием.

Металлические трубы изготовляются из листового железа толщиной от 0,7 до 3 мм в зависимости от диаметра труб. По­ следний принимается от 200 до 1000 мм. Длина звеньев труб составляет обычно 2—4 м. Соединение труб между собой выпол­ няется различными способами, например по типу водосточных труб, т. е. вставление,м несколько суженного конца одной трубы

в начало другой, или по типу водоотливных труб — при помощи

фланцев, причем предпочтительнее последний способ, как наибо­ лее удобный и дающий прочное соединение. Есть и другие спо­ собы соединения: ленточное, муфтами и т. д. Во всех случаях соединения стремятся обеспечить максимально возможную плот­ ность стыков путем применения прокладок из резины и картона, обмазки стыка специальной замазкой и использования других способов уплотнения.

342

действием кислотных вод, большой вес.

Текстовинитовые трубы — это трубы из плотной ткани, покры­ той с двух сторон полихлорвиниловой пластмассой. Трубы изго­ товляются звеньями по 5, 10, 15 и более метров с диаметром

500, 600, 700 мм. Соединение звеньев труб производится при помощи металлических соединительных муфт и скрепляющих хомутов. По весу текстовинитовые трубы примерно в 10 раз легче металлических. В последнее время разработана рецептура но­ вого материала для'труб — пластиката. Пластикатовые трубы не поддаются коррозии, удобны для транспортировки и хране­ ния, при лабораторных испытаниях они показали хорошие аэро­ динамические данные.

Деревянные трубы делают из досок или фанеры. Дощатые трубы обычно имеют прямоугольное сечение. Доски между со­ бой соединяются в паз. Фанерные трубы могут быть как прямо­ угольными, так и круглыми. Отдельные звенья труб соединяются

между собой муфтами, глухими или съемными.

Вентиляционные перегородки. Перегородки, применяемые для разделения одной выработки на две части в целях прове­ тривания подготовительного забоя, могут быть парусиновыми,

деревянными, кирпичными.

Парусиновые перегородки состоят из полотнищ

парусины, прибитых к ряду стоек. Под кровлей парусина укреп-

.ляется на набитой рейке, а на почве—подсыпкой породной ме­ лочи. Полотнища прибиваются внахлестку, т. е. частично пере­ крывают друг друга. Такая перемычка легко возводится, но весьма неплотна. Утечки воздуха составляют до 80% на про­

тяжении 40 м.

Деревянные перегородки устраиваются из досок, прибиваемых к стойкам впритык или внахлестку с одной или

двух сторон. При двойной перегородке пространство между

343

досками заполняется песком, глиной или другим изолирующим материалом. Для увеличения воздухонепроницаемости перегоро­ док они обмазываются глиной или покрываются бетоном.

Кирпичные перегородки выкладываются толщиной от 0,5 до 1,5 кирпича; при наличии давления со стороны кровли в кладку для придания ей эластичности вставляют деревянные' прокладки. Для защиты от сотрясений при взрывных работах

перегородки иногда снабжаются окнами с клапанами. При на­ личии давления такие перегородки также поддаются разруше­ нию и утечки воздуха через них достигают 10—20% на каждые-

100 м перегородки.

§ 52. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ ДЛЯ ВЫБОРА ВЕНТИЛЯЦИОННОГО ОБОРУДОВАНИЯ

Основными параметрами при решении вопроса о проветри­ вании подготовительной выработки являются количество воз­ духа, которое требуется подавать в ее забой, и депрессия, которая должна быть создана, чтобы подать воздух в забой выбранным

способом.

1.Подсчет количества воздуха

Впринципе расчет необходимого количества воздуха должен производиться по максимальному количеству людей, находя­ щихся в выработке в смену; по количеству газов (СН4 и СО2),.

выделяющихся в выработке; по расходу ВВ при взрывании в выработке. Кроме того, должны учитываться условия запы­ ленности выработки, температурные условия в забое, скорость-

движения воздуха по выработке.

Поскольку все эти факторы должны учитываться одновре­ менно, то расчет следует вести по каждому из них в отдельно­ сти, принимая за окончательное наибольшее из получившихся количеств воздуха.

1. Подсчет количества воздуха по расходу ВВ. Процесс ос­

вобождения выработки от ядовитых продуктов взрыва ВВ до­

вольно сложен и различные исследователи по разному решаютвопрос о зависимости между количеством воздуха и способом его подачи в забой и временем проветривания забоя. Наиболее старой и еще не потерявшей значения является расчетная фор­

мула

344

При установленном действующими в настоящее время Пра­

вилами безопасности значении с = 0,008 % и при & = 0,04 я?/кг имеем

Q = м31мин. (271)

Как видно из формулы, здесь просто подсчитывается общий объем вредных газов и количество воздуха, необходимого для разжижения этих газов до безопасной концентрации в условиях свободного и равномерного расширения загазированного объ­ ема. Зависимость Q от способа проветривания этой формулой не учитывается.

С учетом способов проветривания тупиковой выработки А. И. Ксенофонтова предлагает следующие расчетные формулы для подсчета количества воздуха, который необходимо подавать в забой:

И15 + -5-

Расстояния конца трубопровода от забоя при этом должно

быть I 6 fAS;

при всасывающем проветривании

Расстояние конца трубопровода от забоя при этом должно

быть I <3>/ 5;

при комбинированном проветривании двумя вентиляторами

чем нагнетаемого в забой (во избежание просачивания газов ВВ в выработку через перемычку).

В формулах (270)—(273):

А — расход ВВ, кг;

V—объем тупиковой выработки, м3;

345

са = —у------начальная концентрация условной окиси углерода

в заперемыченной зоне, %;

с— максимально допустимая концентрация условной окиси углерода (согласно ПБ с = 0,008%).

однократного обмена в выработке;

а— коэффициент аэродинамического сопротивле­

ния, выраженный в стотысячных;

__ Овен_ — коэффициент потерь воздуха,

ч/заб

Для расчета количества воздуха при проходке шахтных стволов ВНИИОМШС рекомендует пользоваться формулой

где L—длина ствола, м\

К—коэффициент, меняющийся в пределах от 0,8 до 0,15

в зависимости от глубины и обводненности ствола.

Этой же формулой можно пользоваться и для расчета дру­ гих выработок при наличии их обводненности.

Формула В. Н. Воронина предусматривает зависимость ко­ личества воздуха, необходимого для проветривания выработки, от ее длины только в определенных пределах — до длины /макс, ■на протяжении которой концентрация газа в воздухе упадет до допустимой. Для рудничных условий /Макс, по В. Н. Воронину,

обычно более 500 -:-600 м.

Есть и другие подобного рода расчетные формулы, которые в той или иной степени в зависимости от конкретных условий дают удовлетворительные решения. В условиях действующей шахты является, однако, обязательным проверять соответствие расчетного времени проветривания фактическому путем отбора контрольных проб воздуха в забое согласно § 209 Правил безо­

пасности.

2. Подсчет количества воздуха по максимальному количе­ ству занятых в выработке людей (т) производится исходя из

346

3. Подсчет количества воздуха по метановыделению произ­ водится из расчета разбавления выделяющегося газа до допу­

п—допустимый процент содержания метана в струе, пре­ дусмотренный Правилами безопасности.

Для определения метановыделения в подготовительную вы­ работку имеется ряд методов, предложенных разными авто­ рами. Так, по И. М. Печуку

Большие коэффициенты в формуле (279) берутся для пластов с повышенной газоносностью.

В. Л. Божко на основе исследований в шахтах Донбасса ре­ комендует считать, что практически при неизменных условиях залегания пласта и его физико-химических свойствах общее метановыделение в равномерно продвигающуюся выработку до­ стигает постоянной величины по истечении 4—5 месяцев с на­ чала ее проходки.

Ожидаемое метановыделение, близкое к предельному Gnp,

можно определить по фактическому метановыделению бф в ко­

роткой выработке, пройденной в течение менее 5 месяцев, по формуле

Для выработок, пройденных в течение 5 и более месяцев, коэффициент а можно принять равным 1.

Исходя из полученного положения о том, что отношение метанообильности подготовительных выработок к метанообиль-

ности разрабатываемых пластов имеет практически постоянную

величину, В. Л. Божко считает возможным также рекомендовать

определение предельного газовыделения в подготовительную вы-

347

работку в зависимости от расчетной относительной метанообильности разрабатываемого пласта q, м31пг по формуле

где А — среднесуточная добыча угля в подготовительной выра­ ботке, т\ она определяется по суточному подвига­ нию забоев выработки при ширине забоя, равной

4 м.

Если выработка проходится узким ходом в течение продол­ жительного времени и отбойка угля выполняется вручную или машинами, то общее метановыделение при выемке угля G определяется по формуле

G = 1,2Опр, м?]мин.

Если забой проходится с помощью ВВ, суммарное метано­ выделение в течение первых 30 мин. после взрыва будет состав­ лять при скоростях проходки выработки от 50 до 150 м/месяц

приближенно от 1,67 до 3 Gnp.

Общее метановыделение из штрека и просека при пологом

падении пласта и целиках примерно 30 м рекомендуется при­ нимать равным 2G, м3/мин, а на крутых пластах при целиках

8—10 м—1,5 G м31мин, где G — метановыделение в выработку при ее проведении одинарным забоем.

Для определения общего количества воздуха Q„, необходи­ мого и достаточного для проветривания находящейся в проходке в условиях газовой шахты подготовительной выработки, прохо­ димой при помощи комбайна ПК-3, В. С. Орехов рекомендует следующую формулу:

Коэффициент неравномерности метановыделения находится из выражения

г,___ GMaKC

Оср ’

где Омакс— максимальное значение метановыделения по данным наблюдения;

Оср — среднее значение метановыделения в течение смены.

348