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

книги / Рудничная вентиляция

..pdf
Скачиваний:
21
Добавлен:
12.11.2023
Размер:
18.73 Mб
Скачать

kt — коэффициент, учитывающий утечки и распределение воз­ духа в зависимости от числа одновременно разрабатываемых горизонтов (при одном горизонте принимается равным 0 , при двух — 0,1, при трех — 0,15); k-, = 0,1 — коэффициент, учиты­ вающий обособленно проветриваемые камеры; ke — коэффициент, учитывающий число проветриваемых участков (при одном— четырех участках принимается равным 0,15; при пяти—десяти — 0,2; при более десяти — 0,3); kt — коэффициент, учитыва­ ющий схему вентиляции шахты (при центральной равен 0 ,2 , фланговой крыльевой — 0,15; фланговой групповой — 0,1, флан­ говой участковой — 0 ); k10 — коэффициент, учитывающий обо­ собленно проветриваемые подготовительные выработки (при стол­ бовой системе, мощных пластах и проведении выработок без подрывки боковых пород принимается равным 0 ,2 , на пластах малой мощности при подрывке боковых пород — 0 ,1, при сплош­ ной системе — 0,05. Другие системы разработки приравниваются к сплошной или столбовой в зависимости от наличия или отсут­ ствия обособленно проветриваемых подготовительных выработок, проводимых по углю).

При п о л н о м р а с ч е т е расход воздуха для вентиляции очистного забоя * по постоянно выделяющимся газам (м3/мин) при нагрузке на лаву, принятой по газовому фактору, опреде­ ляется по формуле

Qo4 = бОощ^о,;

(23.104)

при нагрузке, принятой по другим факторам,

 

Сеч = Ю0/оч/(с -

с0),

(23.105)

где / 0, — абсолютная газообильность

очистной

выработки по

метану или углекислому газу (м*/мин).

При последовательной вентиляции п очистных забоев, если

Л—1

Яочп^оч п Î J Яоч

(=\

где q04l — относительная газообильность i-ro забоя, м*/т; Лоч, — добыча из t'-ro забоя, т/сут; i = 1 , 2 , ..., л, то

QoHn = OMkB T ,q04lA04l.

(23.106)

если

л—!

ЯочпАочп^* Zj 9 оч1^ оч1»

то

л

Qo4 п Œ 0,07АН2 q0HtA04(.

• Расчет расхода воздуха для вентиляции тупиковой выработки приведен в разд. 18.

Для очистного забоя при щитовой системе разработки и ком­ бинированной системе с гибким перекрытием (КГП) при выемке слоя столбами по падению

Qo, =

7,92- WGtA j[k , (с - с0)] + QyI,

(23.107)

где А ъ — количество отбиваемого за один цикл угля,

т.

Для щитовой системы

 

 

А ш-

1,78k,

(с - c0)/(1 0 3Gt);

(23.108)

для КГП с выемкой нижнего слоя столбами по падению

А, = кащ

К (с - с0)/(7,92 • 103G,),

(23.109)

где Ущ — объем подщитового пространства, м®.

Утечки воздуха через щит или гибкое перекрытие (м8/мин)

Qy, = /5„ .p/Â r4,

(23.110)

где для щитовой системы разработки / = 0,04; для КГП с вы­ емкой нижнего слоя столбами по падению / = 0,08; 5пвр — пло­ щадь щитового или гибкого перекрытия по всей длине действую­ щего забоя (произведение мощности слоя, отрабатываемого одним забоем при КГП, на ширину отрабатываемого столба), м*.

Определенный по формуле (23.107) расход воздуха Q04 дол­

жен удовлетворять

условиям:

 

 

для

щитовой системы разработки

 

 

 

 

Q o , < 1 4 / Â ^ ; +

QyT.

(23.111)

для КГП с выемкой столбами по падению

 

 

 

Qo, < кащ

+ Q„.

(23.112)

Расход воздуха для вентиляции очистного забоя, рассчиты­

ваемый по газам, выделяющимся при взрывных работах:

 

для

лав

Q0, = ( 3 4 /r ) /5 V ^

(23.113)

 

 

для

забоев типа

камер

 

 

 

 

Q04 = [U /(k,T ))V B V Ï,

(23.114)

где Т — время проветривания выработки, мин; В — количество одновременно взрываемого ВВ, кг; V04 — наибольший проветри­ ваемый объем очистной выработки, м3.

Расчет расхода воздуха для вентиляции очистного забоя по наибольшему числу людей лч, одновременно находящихся в забое, производится по формуле

Qo, =

6 пч;

(23.115)

при последовательной вентиляции п забоев

 

Q0, =

6 S r t 4j.

(23.116)

 

(= 1

 

Расчет расхода воздуха для вентиляции очистного забоя по пылевому фактору производится, если скорость воздуха, опре­ деленная по температуре или газовыделению, меньше оптималь­ ной по пылевому фактору. При мощности пласта менее 1,5 м и обособленной вентиляции выработок

Q04= 6(К. опт-So,;

 

(23.117)

при последовательной вентиляции выработок

 

Q0 4 = 60оп min5 оч “H 60omin 2

Snp. ш,

(23.118)

где OQ. опт> 0 ПШ1П— соответственно оптимальная и минимальная скорости движения воздуха в очистной выработке по пылевому фактору, м/с; ош1п — минимальная по ПБ скорость движения воздуха по выработке, м/с; 2S„P. ш — суммарная площадь по­ перечного сечения промежуточных штреков, по которым подается подсвежающая струя, м*.

Значеи

 

 

Выработки

Очистные

Подготовитель­

 

 

ные с конвейер­

м/с:

 

ной доставкой

0,9

0,7

минимально допустимая

оптимальная . . .

1,6

1,3

максимально допустимая

4

1,8

В призабойном пространстве верхней лавы скорость движения

воздуха

1 , 6 < 1»оч

4 м/с.

Для

вентиляции

очистного забоя принимается наибольший

из рассчитанных выше расходов воздуха. Для резервных лав расход воздуха составляет 50 % от расхода при их нормальной работе.

Расход воздуха для вентиляции выемочного участка (м*/мин) по постоянно выделяющимся газам рассчитывается по формулам:

при схемах вентиляции без обособленного разбавления газа

по источникам выделения и

/уч/ / 0, К £ут. в.

 

QT, = QOA T.

(23.119)

если Iy J Iоч > кут. » то

 

 

Q y, =

Q o ,(/y ,//o O -

(23.120)

При расчете по формуле (23.120) для схем без подсвежения должно выполняться' условие

Q y , < * , T . » Q o , .

( 2 3 . 1 2 1 )

где Qo, определяется по формуле (23.104) или (23.105);

при схемах вентиляции с обособленным

разбавлением газа

по источникам выделения

 

Qj% ~ Сочтут, в 4" Qaon»

(23.122)

373

где Qnon — расход воздуха в дополнительной выработке для обособленного разбавления газа, м3/мин. При выделении в эту выработку метана из транспортируемого угля и выработанного пространства лавы

СдОП == АочЧЪ' П(1

^в. п)0

^Двг* с. п)/14,4 (с

С0) -f-

+ 100/Ço. у/(с - с0) -

Q04 (kyr. в -

1),

(23.123)

где q0. у — относительная

метанообильность,

обусловленная вы­

делением метана из отбитого угля,

м3/т; с0 — начальная концен­

трация метана в выработках по пути движения подсвеживающих

струй, %.

 

 

По наибольшему числу людей необходимый расход воздуха

0уч =

6 пч*Ут.в.

(23.124)

По газам, образующимся при взрывных работах,

Qy4 =

ФочАут. в»

(23.125)

где Qoq — максимальный из

расходов воздуха для

разбавления

газов при взрывных работах в лаве или в других выработках

участка.

Кузбасса

и аналогичных условий

 

Для

 

 

 

 

 

Qy4 = QoA,

(23.126)

где кд — коэффициент доставки.

 

 

 

 

Значения коэффициента кд при различных системах

 

 

 

 

 

разработки

 

Система разработки длинными столбами по простиранию (лава—этаж)

 

при мощности пласта,

м:

1,7

до

1

 

2

 

от

1 до

 

1,3

более

 

 

 

1,2

Система разработки длинными столбами по простиранию с двумя-

 

тремя подэтажами при мощности пласта, м:

1,5

до

1

1

 

.

более

 

1,2

Система разработки длинными столбами по простиранию (более трех

1,6

подэтажей)

 

 

Система разработки длинными столбами по восстанию

1,3

Щитовая система разработки (жесткие, эластичные щиты):

2

мощныепласты

 

пласты мощностью до 3,5 м

1,7

Разработка

парными штреками:

1,4

прямой

порядок отработки

обратный порядок отработки

1,2

Разработка

слоями:

 

1,6

с обрушением

 

с закладкой

 

1,3

Разработка

подэтажными штреками

1,6

Гидродобыча

 

1,7—2

Комбинированная система разработки с гибким перекрытием:

 

при работе только монтажного слоя и числе подэтажей:

1,5

два

 

 

 

три

 

 

 

1,6

при работе только нижних слоев с выемкой:

3,8

по простиранию, один скат вблоке

по падению, один скат в блоке

4

по простиранию, два ската вблоке

4,5

по падению, два ската в блоке

4,7

Слоевые системы разработки с гидрозакладкой выработанного про­

l tl

странства

Система разработки длинными столбами по простиранию:

 

с управлением кровлей плавным опусканием при прямоточной схе­

1,7

ме вентиляции

то же, при возвратноточной схеме вентиляции с промежуточными

1,8

штреками

При разработке тонких крутых пластов с восходящим движе­ нием воздуха

Qyq — Qy4 . max^n. у»

(23.127)

где Qy4. max — максимальный расход воздуха из определенных по постоянно выделяющимся газам, числу людей, газам, обра­ зующимся при взрывных работах; kUt у — коэффициент, учиты­ вающий уменьшение расхода воздуха под действием падающего

угля

(табл.

23.16).

по формуле (23.257); hy4 =

В

табл.

23.16

Лт определяется

= ЯучФуч. max*» Ry4 — аэродинамические сопротивление

выемоч­

ного

участка.

для вентиляции

склада ВМ (м3/мин)

 

Расход воздуха

 

 

 

 

QKвм = 0»07КВМ,

(23.128)

где VBM“

суммарный объем выработок склада, м3.

 

Расход

воздуха для вентиляции электромашинных и транс­

форматорных камер

3/мин):

 

 

Qк. э

(1 — TU)Л-г/(2б — /„),

(23.129)

где Шу — число одновременно работающих электроустановок в ка­ мере; Nt — мощность электроустановки, кВт; — КПД уста-

Т а б л и ц а

23.16

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Значения коэффициента

 

 

 

 

 

 

 

 

Па

 

 

 

&п

у при Ауц,

Пв

 

 

 

 

200

 

 

 

 

 

 

 

 

 

150

250

300

350

400

450

500

550

600

50

1.1

1,08

1,07

1,06

1,05

1,04

1,04*

1,03

1,03

1,03

100

1,31

1,23

1,18

1,15

1,13

1,11

1,1

1,09

1,08

1,08

150

1,5

1,37

1,3

1,25

1.21

1,19

1,17

1,15

1,14

1.12

200

1,69

1,53

1.42

1,35

1.3

1,26

1,23

1,20

1,19

1,17

250

1,89

1,67

1,53

1,44

1,38

1,36

1.3

1.27

1,24

1,22

300

2.08

1.81

1,65

1,54

1.45

1,39

1.33

1,3

1,27

1.25

новки; k3r — коэффициент загрузки в течение суток; при продол­ жительности работы 1 ч и более kgT — 1, при продолжительности работы менее 1 ч

k3r = Т р/24;

(23.130)

Тр — суммарное время работы установки в сутки, ч; t0 — тем­ пература воздуха, поступающего в камеру в наиболее теплый месяц года, °С;

*о = * о .д + Е

U0.064 (^п< — /,) -I- 1,18]/f/Q a

0,0045Д //; (23.131)

 

1

 

 

 

 

 

/0. д — температура воздуха

в околоствольном дворе;

 

*о. д = 19,8 +

 

 

 

+ / 1 8 5 +

1,33<р, (208 + Э.Нпов +

й о .) +

30,& (/„ „ + 0,01Я С);

 

 

 

 

 

 

(23.132)

для Донбасса

 

 

 

 

 

 

t0.„ = 25,8 -

10фо. д +

0,0045Я С;

(23.133)

Фг — средняя

относительная

влажность

воздуха на

поверхности

в самый теплый месяц, доли ед.;

tn0B — средняя

температура

воздуха

на поверхности в самый теплый месяц, °С; Н0 — глубина

ствола,

м;

ф0. д — относительная

влажность

воздуха в

около­

ствольном

дворе

(ориентировочно для

сухих

стволов

ф0. д =

= 0,75ч-0,8;

при

влажных стенках

ствола

ф0. д = 0 ,8 4-0 ,8 5;

при капеже

ф0. д = 0,854-0,9);

пв — число выработок,

прохо­

димых воздушной струей от околоствольного двора до ее входа

в камеру;

tnl — температура

пород в середине ï-й

выработки,

°С; U — температура

воздуха

в начале t-й выработки, ЪС; /( —

длина t-й

выработки,

м; Qt — расход воздуха в t-й

выработке,

м3/мин; Л Я — разность высот околоствольного двора и камеры, м

(«плюс» при

нисходящем движении

струи, «минус» — при вос­

ходящем).

 

 

 

 

При обособленной

вентиляции камеры через

отдельную вы­

работку

 

 

 

 

QK. э =

{[0,3 ((„ -

t0) + 3] Р в1, +

Q;on}/[60 (26

- /о)1, (23.134)

где tu — температура пород в середине выработки, °С; Рв — пе­ риметр выработки, м; — ее длина, м;

Qkon = 8602Я , (1 - ri,) k3T.

(23.135)

Расход воздуха для вентиляции зарядной

камеры (м*/мин)

QH.» = ЗО М а,

(23.136)

где kg — коэффициент, учитывающий тип применяемых аккуму­ ляторных электровозов; пл — число одновременно заряжаемых аккумуляторных батарей.

376

Рис. 23.3. График зависимости коэффи­ циента ftB от расхода воздуха на выемоч­ ном участке Qy4 ПРИ схемах вентиляции:

/ — воэвратноточных I и II групп; 2 — воэвратноточных н прямоточных при спаренных лавах, прямоточных I н II групп; 3 — воэ­ вратноточных 1-го типа III группы; 4 — воэ­ вратноточных 2-го ■ 3-го типов III группы; 5 — IV н V групп

Рис. 23.4. График зависимости коэффи­ циента приведения ka от площади пере­ мычки S

 

 

 

Значения коэффициента fc9

 

 

 

Тип электровоза

4,5АРП

А10-1 (8АРП-600) А10-2 (8АРП-900)

13АРП-900

ft,

 

0,6

 

 

1,5

 

1,6

 

 

2,2

Утечки воздуха в подземных выработках

шахты

 

3/мин)

 

Q,T. Ш=

2QyT. в.„

+ 2QyI.„ар +

2Qjt. о.д,

 

(23.137)

где 2

QyT. в. уч,

2

QyT. пар,

2

Qyi. 0. д

— суммарные

утечки

воздуха

соответственно

в

пределах вентиляционных

участков,

в параллельных

выработках

и

околоствольных

дворах

шахты;

Q7T. в. уч — kjr (^Qy4 +

ЗДп +

^Qo. в +

ЗДочо + 2 Q«);

 

(23.138)

 

 

 

^ут =

^в^н. оч^я^гр^под^А»

 

 

(23.139)

k„, kK_0„ k„, kj.pt кпож, kh — коэффициенты, учитывающие соот­ ветственно расход воздуха на выемочном участке (рис. 23.3), число одновременно отрабатываемых на вентиляционном участке выемочных участков пуч, число ярусов в панели, группу вентиля­ ционных участков, особенности подготовки и отработки выемоч­ ных участков, расчетную депрессию вентиляционного участка 1табл. 23.17 (для случаев, не предусмотренных в таблице, коэф­ фициенты принимаются равными 1), 23.181; если известно рас­ пределение депрессии по вентиляционной сети, то kh принимается

Значения

коэффициентов

Лк. оч, Ля,

Лгр, Лпод» *Л

 

 

 

Группа

 

 

 

 

 

Коэф­

схем

Схема вентиляции выемочного

Значения

фициент

вентиля­

 

 

участка

коэффициента

ционных

 

 

 

участков

 

 

 

 

 

^к. оч

I.

и

Возвратноточная

1; 0,75 **

 

III

Прямоточная

1; 0,55 **

 

Возвратноточная

1; 0,5 *•

I,

Н

Возвратноточная

0,9;

1;

 

 

 

Прямоточная

1,1

1;

 

 

 

0,85;

 

II

Возвратно-

или прямоточная

1,2 ***

^гр

0,95

 

III

Прямоточная

0,05

^под

Подготовка спаренными штреками при возвратно­

1,5

 

точных схемах 1-го типа

 

 

 

 

Пластовая подготовка при разделении свежей и

1,4

 

исходящей струи кроссингами

0,7

 

Отработка парными штреками (с повторным ис­

 

пользованием

ярусных штреков)

1

 

кн

При неизвестном распределении депрессии

 

• В соответствии с раэд. 17 и [37].

 

 

••

Значения

соответствуют

луч =

2 н 4.

 

 

• • •

Значения

соответствуют

числу

ярусов, равному 4, 6, 8.

 

 

Т а б л и ц а 23.18

 

 

 

 

 

Значения коэффициента &ут для схем вентиляции VI—VIII групп

 

Группа

 

Вариант системы разработки

 

 

схем вен­

 

 

к у Г

тиляции *

 

 

 

 

 

 

VI

С параллельными штреками

 

и

 

С параллельными и промежуточными штреками

 

0,15

 

С послойной выемкой мощных пластов

 

0,2

VII

С разделением на два и три слоя

 

0,1

 

С разделением каждого из двух слоев на три подэтажа

0,15

VIII

Наклонно-поперечные слои с гидрозакладкой

на кру­

0,15

 

тых пластах

 

 

 

 

 

Наклонные

слои

с гидрозакладкой на пологих

пластах

0,1

• В соответствии о разд. 17.

fcB . у ч /Ав. уч

о

kh

*в. у ч /^ в . уч о

н

1 *в.

у ч /лв. у ч

о

 

0 ,3

 

0 ,5 6 3

0 ,9

0 ,9 5 9

 

1 . 6

 

1 ,1 7 6

0 ,4

 

0 ,6 9 3

1

1

 

1 .6

 

1 ,2 0 7

0 ,5

 

0 ,7 5 8

1.1

1,039

 

и

 

1,2 3 7

0 ,6

 

0 ,8 1 5

1 .2

1 ,0 7 6

 

1 .8

 

1 ,2 6 5

0 ,7

 

0 ,8 6 7

1 .3

1 ,1 П

 

1 .9

 

1,2 9 3

0 ,8

 

0 ,9 1 5

1 .4

1 ,1 4 4

 

2

 

1,319

П р и м е ч а н и е . &в> уч — депрессия

вентиляционного

участка; &в

уч 0 —

то же, базовая величина (равна 1600 Па для вентиляционных

участков

I—III

групп,

400 Па — для

IV и V групп).

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

2 3 .2 0

 

Т а б л и ц а

2 3 .2 1

 

 

 

Значения приведенных утечек воздуха ft„p

 

для

*пр

 

пород

Перемычки

нетрещи­ новатых

ки

 

о

 

 

и

 

 

«и

 

 

^2

 

 

0) н

 

 

р. СО

Шлако- и бутобетон­

0 ,6

СП

ные

 

 

Каменные

0 ,7

 

Шлакоблочные

0 ,8

СЛСЛ

Дощатые

1,4

Чураковые

1

 

Определение группы околоствольвого двора

 

 

 

Наличие

 

 

 

 

(отсутствие)

Пути утечек

 

путей утечек

 

IVOЛ1/ЛПЛЛТПЛ

воздуха

 

^«1/1 vfwvivvaovMiD

 

ных дворов групп

 

 

I

II

ш

IV

Сбойка между ство­

+

+

+

+

лами

 

 

 

 

+

Ходок чистки зумпфа

+

+

+

Угольная

разгрузоч­

+

+

+

+

ная яма

разгрузоч­

 

 

+

+

Породная

1

1

ная яма

 

 

+

 

+

Вспомогательные вы­

1

I

работки

 

 

 

 

 

по табл. 23.19; 2 Qy4, 2 Q„, 2 Qo. в» 2 Q04 0, 2 QK— суммарные расходы воздуха для вентиляции соответственно выемочных

участков, подготовительных выработок, обособленно проветри­ ваемых выработок, погашаемых лав и камер, м3/мин; Q0. в рас­ считывается по фактической газообильности выработок и прове­ ряется по минимально допустимой скорости движения воздуха.

Утечки в параллельных выработках

Q y T . п а р “ OiOl/ljfcnpQiiog/fcj,

(23.140)

где пп — число перемычек между параллельными выработками; &пр — приведенные утечки через перемычку (табл. 23.20); QK0H— расход воздуха в конце параллельных выработок, м3/мин; k8 — коэффициент приведения площади перемычки (рис. 23.4).

Группа околоствольного двора для установления в нем нормы утечек 2 QyT. 0. д определяется по табл. 23.21. К V группе от­ носятся схемы вентиляции с двумя воздухоподающими стволами.

Утечки

в

околоствольных дворах вентиляционных горизонтов

в этом

случае удваиваются.

 

Нормы утечек воздуха через вентиляционные сооружения

приведены

в разд.

1 2.

 

 

Нормы утечек воздуха в околоствольных дворах 2 QyT. 0. д

Схема вентиляции шахты

Центральная или

Централыю-отне-

 

 

 

 

комбинированная

сенная или флан­

2 QyT< 0< д,

м3/мин,

в околоствольном

говая

 

дворе группы:

 

330

120

I

 

 

 

II

 

 

 

450

180

III

 

 

 

570

240

IV

 

 

 

660

300

V

 

 

 

210

Для

Кузбасса

и

аналогичных условий утечки по шахте

 

 

 

QyT.m = M*A2QyT + 2Qn),

(23.141)

где й4 — см, выше; kA = 1,15 — коэффициент возможного увели­ чения добычи.

Расход воздуха для вентиляции шахты

Qm 1 »1 (&аЗ Д уч + 2 Qn + 2 Q0. в + 2 Qoq 0 4" ЗДн + ЗДут. ш)>

 

 

 

(23.142)

Где

Q04 о =

^u^i2^iaQy4;

(23.143)

klx — коэффициент, равный 1

при четырех и менее одновременно

отрабатываемых лавах в пределах вентиляционного участка и равный 2 при числе лав пять и более, а также при поддержании хотя бы одного выемочного штрека в течение всего периода от­ работки; k12 — коэффициент, равный 0,4 для негазовых

и шахт, разрабатывающих одиночный газоносный пласт, и 0,5 для шахт, разрабатывающих свиту пластов; k13 коэффициент, равный 0,85 при проветривании одним вентилятором одного вентиляционного участка и 0,45 — двух и более участков.

Избыток воздуха, вызываемый введением kA>распределяется

по основным горным выработкам.

Условие допустимого (не выше 0,75 %) содержания метана

вобщей исходящей струе шахты:

1.1& i2Q „ + 2Qn + 2Q0. » + SQ0, 0 + 2 Q„I + 2QyTi) >

> 133 ( 2 / y, + 2 / „ + 2 / CT + 2 / 0. »).

P 3 - 144>