где 2 QKl — расход воздуха для обособленного проветривания камер за околоствольным двором, м3/мин; 2 QyT1 — утечки воз духа за пределами участков за вычетом утечек в околоствольных дворах, м3/мин; 2 /уч, 2 /п, 2 / ст, 2 / 0# п — соответственно суммарное количество газа, выделяющегося на участках (с учетом неравномерности), в подготовительных выработках, из выбранных пространств ранее отработанных этажей (горизонтов) и из обо собленно проветриваемых выработок.
Дебит главного вентилятора
(23.145)
где kyT' вн —| коэффициент внешних утечек (подсосов); для венти лятора на скиповом стволе равен 1,25, на клетевом— 1,2, в ство лах (в шурфах) без подъемов — 1 , 1 , в шурфах, используемых для спуска материалов, — 1,3.
Расчет для действующих шахт. Расход воздуха для действую щих шахт рассчитывается в соответствии с Инструкцией по рас чету количества воздуха, необходимого для проветривания дей ствующих угольных шахт (1975 г.), по метану, углекислому газу, газам, выделяющимся при взрывных работах, числу людей. Полученные значения проверяются по допустимой скорости дви жения воздуха, а при последовательной вентиляции подготови тельных и очистных выработок — также по подаче ВМП. Оконча тельно принимается наибольший результат. При разработке антрацитовых пластов и температуре воздуха 16 °С и выше расход воздуха рассчитывается также по пылевому фактору.
Расчет расхода воздуха для вентиляции очистного забоя м3/мин (при возвратноточной схеме с примыканием свежей и исходящей струй к целику расчет ведется сразу для выемочного участка) по метану и углекислому газу производится по формуле
Qoq — Ю0/оч&н/[(с CQ) k 0t 8]. |
(23.146) |
Значения ku принимаются по табл. 23.22 (при |
выделении |
СОа в условиях Донецкого и Львовско-Волынского |
бассейнов |
kH== 1,6 , Подмосковного бассейна при механизированных лавах kH= 2,3, с буровзрывным способом добычи ku = 2,6); k0t 8 при нимается по табл. 23.11.
При последовательной вентиляции п лав необходимый расход
воздуха в последней лаве по выделению метана |
|
Qonn = {100V[(c„ - Со) k0.,]} g / 0, , |
(23.147) |
Л -1 |
|
Среднее метано- |
|
Значения к и |
для условий |
|
|
|
|
|
выделение |
|
|
|
|
в очистной |
Донецкого |
Кузнецкого |
Караган |
Читинского и |
выработке, |
и Львовско- |
бассейна н |
м’/мин |
Волынекого |
Воркуте кого |
динского |
Юньягинского |
|
бассейна |
месторождения |
бассейна |
месторождений |
0,2 |
2,14 |
3,44 |
_ |
2,6 |
0,4 |
2,02 |
2,73 |
— |
2,2 |
0,8 |
1,84 |
2,2 |
— |
1,7 |
1,2 |
1,72 |
2,03 |
2,2 |
1,4 |
1,6 |
1,65 |
1,93 |
2 |
1,38 |
2 |
.1,6 |
1,87 |
1,85 |
1,35 |
4 |
1,47 |
1,7 |
1,55 |
1,35 |
6 |
1,45 |
1,59 |
1,45 |
1,35 |
8 |
1,44 |
1,51 |
1,4 |
1,35 |
10 |
1,43 |
1,44 |
1,38 |
1,35 |
12 и более |
1,43 |
1,43 |
1,35 |
1,35 |
ИЛИ
Q0 4 п == {100/гн/[(с ^о) ^о. a]} S ^оч t |
(23.148) |
|
i=i |
|
п — 1 |
|
|
ПрИ / о ч п ^ S |
^оч t • |
|
i=1 |
|
|
Здесь сп — максимально допустимое содержание метана в воз духе, поступающем в л-ю лаву; /оч г — ожидаемое среднее метановыделение в /-ю лаву, считая от выработки с поступающей струей воздуха, м3/мин.
Значения коэффициента неравномерности выделения углекислого газа &в
Среднее выделение углекислого газа в очистной выра |
0,3; 0,6; 0,9; 1,2; |
ботке, м3/мин |
|
1,5; |
1,8; |
2,1 |
и более |
для Кузнецкого, Карагандинского, Печорского бас |
2,1; |
1,53; 1,32; 1,2; |
сейнов. |
|
1,14; |
1,1; |
1,07 |
При |
установлении значения ka следует исходить из общего |
газовыделения во всех лавах. |
|
При |
последовательной вентиляции п лав по углекислому газу |
|
Qo, П= I Ю0£н/[(с - Со)*0. .1} t /о, I, |
(23.149) |
|
i=i |
|
где 1 0Ч I — ожидаемое среднее выделение С02 в t-ю лаву, считая от выработки с поступающей струей, м3/мин.
Расчет расхода воздуха для вентиляции очистного забоя по газам, образующимся при взрывных работах, для лав произво дится по формуле (23.113), для камерообразных забоев— по формуле
Qo, = (27,5/7') V B V17. |
(23.150) |
Расчет расхода воздуха по наибольшему числу людей произ водится по формуле (23.115).
Проверка по скорости движения воздуха в очистной выра
ботке: |
|
605 оч^max > Q0 4 > 60S 0 4 V m ï ü , |
(23.151) |
где ümax, ^min — соответственно максимально и минимально до пустимая скорость движения воздуха в очистной выработке, м/с; S 04 — площадь поперечного сечения призабойного простран ства очистной выработки, м2; принимается по табл. 23.12.
Проверка по минимально допустимой скорости движения воздуха в промежуточных штреках с подсвежающими струями при последовательной вентиляции лав:
Qo, » > бОЯо^тш +-92Snp.ш, |
(23.152) |
где Snp. ш — сумма площадей поперечных сечений промежуточ ных штреков, по которым подаются подсвежающие струи, м2.
Проверка по подаче ВМП при последовательной вентиляции подготовительных и очистных выработок:
где Quo — количество воздуха, подаваемого к всасу ВМП. Расход воздуха по пылевому фактору
Для Донбасса и аналогичных условий расход воздуха для вентиляции выемочного участка (м3/мин):
При |
^уч/АэЧ ^ |
^ут. в |
|
|
|
Qy, = Лут, BQO,> |
(23.155) |
При |
/уч/Л>ч |
^ут. в |
|
|
|
Qy4 = (/y4//o ,)Q o „ |
(23.156) |
где / ,, — ожидаемое среднее газовыделение на выемочном участке, м8/мин; tty? в принимается по табл. 23.10.
При расчете по формуле (23.156) для схем вентиляции без подсвежения исходящей из выемочного участка струи должно соблюдаться условие
Q y, |
SOSo^Umax^yT. в* |
(23.157) |
Расход воздуха для подсвежения исходящей из выемочного участка струи
Зподсв = [ ( I y j l О,) - V в] Qo,. |
(23 Л 58) |
Для Кузбасса и аналогичных условий расход воздуха для вентиляции выемочного участка
Qy, = ^ Q o 4 + 2Qn. уч - 2 Q yT. уч, |
(23Л 59) |
где kn принимается в зависимости от системы разработки согласно приведенным выше данным; 2 Qn. уч — суммарный расход воздуха для обособленного, проветривания подготовительных выра боток на участке, м3/мин; 2 QyT. уч — суммарные утечки воз духа через перемычки, изолирующие участок от старых вырабо танных пространств.
|
Нормы утечек воздуха через глухие перемычки QyTa уч |
Перемычки |
Бетонные, камен |
Чурако |
|
ные, |
кирпичные, |
|
|
шлакоблочные, бе- |
|
QyT-уч» M V M H H , при площади перемычек, ма: |
тонитовые |
|
|
И |
2 . |
|
7 |
4. |
|
10 |
15 |
7 |
|
13 |
20 |
10. |
|
16 |
24 |
15. |
|
19 |
30 |
П р и м е ч а н и я : 1. Покрытие перемычек полиуретаном снижает утечки в 1,6
раза,
2. При известной депрессии перемычки Ь фактические утечки QyT *= Qy^ уч У h/Ь
Расход воздуха для вентиляции выемочного участка при ком бинированной системе разработки с гибким перекрытием на мощных крутых пластах
Qj4 = |
kaQo4. |
|
(23 Л 60) |
Расчет расхода воздуха |
для |
выемочного |
участка |
по метану |
и углекислому газу при |
возвратноточной |
схеме |
вентиляции |
с примыканием свежей и исходящей струй к целику производится по формуле
QJ4 = ЮОI74kJ(c - с0). |
(2 3 .1 6 1 ) |
Для Подмосковного бассейна с0 — содержание С02 в атмосфер ном воздухе на поверхности шахты, a Qyq ^ 2 0 0 м3/мин, если выемочные штреки проведены в массиве угля, и Qy 4 250 м3/мин, если они проведены вприсечку к выработанному пространству или участок отрабатывает целики у штреков главных направлений.
При этом должно соблюдаться условие
Qy4 > 6/гч, |
(2 3 .1 6 2 ) |
где пч — максимальное число людей, одновременно работающих на выемочном участке.
Расход воздуха для вентиляции выемочного участка с меха низированными лавами на тонких крутых пластах
Qj4 = Qj4 шах + |
ДQ ,„ |
(23.163) |
где Qy, шах — максимальный |
расход |
воздуха из рассчитанного |
по формулам (23.155)—(23.157), (23.161), (23.162); |
AQy, — по |
правка на падающий уголь; |
|
|
|
AQy, = (1,4Лу - 29,4) Qy,8max/Луч; |
(23.164) |
Лу, — депрессия выемочного участка при Qy, ш«х или при фак тическом расходе воздуха на участке, Па; Л, — депрессия потока падающего угля, Па;
|
|
|
|
|
|
|
|
Лу = 37,1Мк (V |
+ v7f/b mmkuv7\ |
(23.165) |
Ьк — ширина |
захвата комбайна, |
м; t>„ — скорость |
подачи ком |
байна, м/мин; |
v7 — скорость |
падающего |
угля, м/с (см. ниже); |
6 min — минимальная (но не |
более 1 0 |
м) |
ширина |
призабойного |
пространства, |
м; Ац — коэффициент, |
учитывающий |
загроможде |
ние призабойного пространства; для лав с индивидуальной крепью и кострами равен 0,9; при установке тумб 0,8; при работе с меха низированными крепями 0,7.
Скорость воздушной струи в призабойном пространстве (м/с)
P = Qy,m «/(60So,AyT.B). |
|
|
(23.166) |
Значения скорости фу при различных углах падения пласта |
Угол падения пласта, градус |
45 |
50 |
55 |
60 |
65 |
70 |
Су, м/с |
3,4 |
4,1 |
4,8 |
5,6 |
6,4 |
7,2 |
Приближенно |
|
|
|
|
|
|
AQy, = |
Лп.y/Qy, шах> |
|
|
(23.167) |
где А„. , — коэффициент, учитывающий влияние угла падения.
Значения коэффициента ftn, у в зависимости от депрессии потока угля Ау
Л„ Па . |
|
50 |
100 |
150 |
200 |
250 |
300 |
ka. у 10-* |
|
13 |
35,6 |
58 |
82 |
97 |
120 |
Расчет расхода воздуха для вентиляции подготовительных |
выработок приведен |
в разд. |
18. |
|
|
|
|
|
Расход воздуха для вентиляции камер рассчитывается по |
формулам (23.128), |
(23.129), |
(23.134), |
(23.136). |
|
|
Расход воздуха для вентиляции поддерживаемых выработок
(м3/мин) |
|
QB.n > 6 0 S Btw , |
(23.168) |
где S„ — площадь поперечного сечения выработки в свету, м*.
Расход воздуха для погашаемых участков в Подмосковном бассейне равен расходу его для участков при эксплуатации Qy„ в других условиях он определяется по фактической газообильности погашаемого участка, но должен быть не менее 0 ,5 Qy,.
Расчет утечек воздуха на шахте производится по нормам. Расход воздуха для шахты в целом
Qm~ 1> 1 (2Qy 4 “Ь 2 Qu. ш “Ь 2 QK~t~ |
2 QU. в~~Ь 2 QyT), (23.169) |
где 2 Qy„ 2 Qa, ш, 2 Q„, 2 Qn. в, 2 |
QyT — суммарные рас |
ходы воздуха соответственно для вентиляции выемочных участков, обособленной вентиляции подготовительных выработок за пре делами выемочных участков, обособленной вентиляции камер, обособленной вентиляции поддерживаемых и погашаемых вы
|
|
|
|
|
|
работок, суммарные утечки |
через вентиляционные сооружения |
за пределами выемочных |
участков, м3/мин. |
|
|
Должно |
соблюдаться |
условие |
|
|
|
Qm > |
l00kB. Ш2 /Исх/(С- Со), |
(23.170) |
где |
ш — коэффициент неравномерности газовыделения в шахте |
(для Подмосковного бассейна kB, ш = 2,3, для |
прочих условий |
kB. ш = 1 ,1); 2 / исх — сумма |
средних дебитов газа в исходящих |
из |
шахты |
вентиляционных |
струях. |
= 0, а при рас |
|
В формуле (23.170) при расчете по метану с0 |
чете по С02 значение с0 принимается по данным анализов атмосфер ного воздуха на поверхности шахты.
23.5.2. Рудные шахты
Расчет расхода воздуха для рудных шахт производится по тем же факторам, что и для угольных, а также по выхлопным газам двигателей внутреннего сгорания. К учету принимается наибольшее количество воздуха.
По наибольшему числу людей расход воздуха (м8/мин) для шахты в целом
Qm = Q*N4ka, |
(23.171) |
где Q, — норма воздуха на одного человека [Q, = 6 |
м8/(мин-чел) 1; |
N4 — наибольшее число людей, |
одновременно |
находящихся |
в шахте; k3 — коэффициент запаса |
(при всасывающем способе |
вентиляции рудника и отсутствии аэродинамической связи с по
верхностью ka = |
1,4; при |
наличии такой связи через образовав |
шиеся |
трещины |
ka — 1,5; |
|
при значительной зоне обрушения и |
старых |
камерах |
ka = 1,65, |
в аналогичных условиях при нагне |
тательном способе Л, равен соответственно 1,35; 1,45; 1,55; при
нагнетательно-всасывающем способе — 1,3; 1,35; |
1,45). |
По взрывчатым газам для рудников I—III категорий |
|
Qm = QRAaka, |
|
(23.172) |
где Qj, — норма расхода |
воздуха на 1 м8 |
добычи |
горной массы, |
м8/мин; Ат — суточная |
добыча рудника, |
м8. |
|
|
|
Нормы расхода воздуха на 1 м8 добычи горной массы 9 Д |
|
Категория |
рудника по газу |
I |
II |
III |
Сверхкатегорные |
должен |
Qn> |
м3/(мин-м3) |
|
1,4 |
1,75 |
2,1 |
Расход воздуха |
|
|
|
|
|
|
|
быть таким, чтобы содер |
|
|
|
|
|
|
|
жание горючих газов (ме |
|
|
|
|
|
|
|
тана, водорода) |
в общей |
|
|
|
|
|
|
|
исходящей струе рудника |
|
|
|
|
|
|
|
не превышало 0,75 %, но |
|
|
|
|
|
|
|
не менее 2,1 м3/(мин*м3) |
|
Для |
сверхкатегорных рудников |
|
|
|
|
|
|
|
Qrn = |
qmAmkJ(l4,4c), |
|
(23.173) |
где |
дш— |
относительная |
газообильность рудника, |
м8/м8; |
с — допустимая объемная доля газа в общей исходящей струе, %.
По газам, образующимся при взрывных работах, |
|
|
Qm = m i BBBka/(cT), |
(23.174) |
где / вв= |
0,04м8/кг — газовость ВВ; В —количествоодновре |
менно взрываемого ВВ; с — максимальная допустимая объемная доля газов ВВ перед допуском людей, % (для условного оксида углерода с = 0,008 %); Т — время проветривания выработок.
Для очистных забоев типа штрекообразной выработки (раз работка тонких жил открытым забоем без закладки, с магазинированием; слоевое обрушение при сквозном очистном забое)
расход воздуха рассчитывается по формуле |
|
Q0, = (24/Т) У B S04l04, |
(23.175) |
где 5 0ч — площадь поперечного сечения выработки, |
ма; /оч — |
длина рабочего пространства, м. |
|
По условию 4-кратного обмена воздуха в рабочем пространстве! |
Соч = 4S0,/04/7\ |
(23.176) |
При сквозных очистных забоях камерообразного типа (откры тые камеры с отбойкой минными зарядами или вертикальными скважинами, камеры с подэтажной выемкой с помощью штанго вых шпуров; подэтажное обрушение «камера над дучками», ма газинная система с отбойкой из очистных забоев)
Qo, = [2,3V j{kTT)] lg [100/ввВ/(сКк)1, |
(23.177) |
где VK— объем камеры, м3; /гт — коэффициент турбулентной диф |
фузии (см. разд. 13.3.4); с — допустимая объемная |
доля услов |
ного оксида углерода, %. |
|
Расход воздуха в блоках при массовых взрывах (камерная система с послойной отбойкой горизонтальными скважинами, подэтажное обрушение, этажное самообрушение и принудитель ное обрушение) при усиленном режиме проветривания рассчиты вается по формуле
Qe = (a/T )V B jTa> |
(23.178) |
Таблица 23.23
Знамения коэффициента фактического газовыделення в ' выработку
|
|
Система разработки |
Стенки выработки, контакти |
|
|
|
рующие с отбитой рудой |
1 |
Подэтажное обрушение (вариант «закры- |
Верхняя |
и одна боковая |
0,193 |
тый веер») |
|
|
|
|
Верхняя |
и две боковые |
0,142 |
Подэтажное обрушение с отбойкой руды |
Верхняя |
и одна боковая |
0,085 |
глубокими скважинами |
|
|
Верхняя |
0,058 |
Этажное обрушение с отбойкой руды |
Верхняя |
и две боковые |
0,047 |
Верхняя |
и одна боковая |
0,157 |
глубокими скважинами |
|
|
Верхняя |
0,125 |
|
|
|
|
|
|
Верхняя и две-три боко |
0,115 |
Камерная с послойной отбойкой руды |
вые |
|
|
|
|
|
глубокими~хкважинами, |
этажное само- |
|
|
|
обрушение |
скважинами |
при условии: |
|
|
0,175 |
В 0 * < |
3 м3/кг |
|
|
|
|
— |
В 0 = |
Зч-Ю м*/кг |
|
|
|
— |
0,25 |
|
10 м3/кг |
|
|
|
|
0,3 |
В 0 > |
|
|
|
|
— |
Погашение пустот под наносами или под |
|
— |
0,095 |
одним-двумя этажами |
|
больше двух |
|
— |
0,124 |
То же, |
при |
числе |
этажей |
|
• BQ |
VK/B, |
где V K « |
объем камеры. |
м*. |
|
|
где а — коэффициент (для систем подэтажного обрушения и ка мерной с послойной отбойкой глубокими скважинами а — 40,3; для этажного обрушения с отбойкой глубокими скважинами при погашении пустот а = 50); Ву — условный заряд ВВ, кг (Ву = = iB); i — коэффициент фактического газовыделення в выработку (табл. 23.23); VB— объем загазированных выработок, м3;
V* — VB+ /вв |
|
Va — объем выработок на |
исходящей струе от блока до по |
верхности, м3; / вво — общая |
газовость |
ВВ (/ВВо — 0,9 м3/кг). |
При массовых взрывах и нормальном режиме проветрива |
ния (м3/мин) |
|
|
Q6 = (40,3/7’) |
(23.179) |
где Вг — расход ВВ при вторичном дроблении, кг;
В2 — г А ^ Т i/(YpТ в/вв o)î
е = 2,7 — коэффициент увеличения газовыделення в начальный период выпуска руды; Лд — количество руды, выпускаемой из дучек данного орта, т/сут; со = 0,3 м3/м3 — объем пустот в отби той руде; Тг = З-т-5 — время проветривания одной выработки, служащей для выпуска руды, после взрыва среднего по величине одиночного заряда или нескольких зарядов одновременно для
дробления крупных кусков, мин; ур — плотность руды в разрых
ленном |
состоянии, т/м8; Т в — время |
выпуска руды |
в течение |
суток, |
с; У3 — объем проветриваемой |
выработки от ее начала до |
вентиляционной сбойки, |
м3. |
|
|
|
|
|
Расчет расхода воздуха для блоков при этажном самообру- |
шении скважинами ведется по формуле (23.178), где |
а = |
40,3; |
для периода подсечки |
массива выработками |
T = |
20-f-30 |
мин; |
для выпуска руды Т = |
З-г-5 мин, Ву = В и |
У3 = |
У'. |
|
При позабойном методе расчет расхода воздуха для шахты |
производится по формуле |
|
|
|
|
|
|
"р |
"р |
|
т нп\ |
|
(23.180) |
|
2 |
2 McsiQeapj + |
ZJ PbiQïtaai I |
|
|
/=I |
i= l |
|
i= n J |
|
|
|
(
где np — число различных систем разработки на шахте; а — коэф фициент одновременности взрывания в блоках (отношение числа одновременно взрываемых блоков к их общему числу); N0l — число блоков с данной системой разработки, в которых одновре менно ведется очистная выемка; Q6f — количество воздуха, тре буемого для вентиляции одного блока при полном развитии в нем очистных работ; M Ci — число блоков с данной системой раз работки, одновременно находящихся в нарезке; QHap t — количе ство воздуха, необходимое для вентиляции нарезных выработок в блоке при нормальном развитии очистных работ; т кп — число групп капитальных и подготовительных выработок, в пределах которых QKan I = const; Ръ1 — число одновременно проводимых капитальных и подготовительных выработок, в которые необхо димо подавать одинаковое количество воздуха; QKan t — количе ство воздуха, необходимое для вентиляции одной капитальной (подготовительной) выработки *.
Расчет воздуха по пыли (м3/с) для рудников Криворожского бассейна с годовой производственной мощностью Аш <; 900 тыс. т
производится |
по формуле |
|
|
|
Qrn = 195ЛШ; |
(23.181) |
при Аш > 900 тыс. т |
|
|
|
Qm = 90 + |
46,5 А п . |
(23.182) |
Согласно |
методике расчета, |
предложенной |
БНИИБТГ, для |
Криворожского бассейна |
|
|
|
Qm = 67Am ± AQo ± AQH, |
(23.183) |
где Am — производственная мощность шахты, млн. т/год; AQ0, AQH— поправки на вентиляцию соответственно очистных и на резных забоев, м8/с, определяются по номограммам (рис. 23.5 и 23.6).
при сплошной выемке с нерегулярными столбами залежей мощ ностью менее 3 м с углами падения 0—25 ° с применением закладки, креплении крепежными рамами без закладки и с закладкой т) = = 0,7н-0,8.
Расчет по категории шахты по пыли: |
|
Qm = QuAmK |
(23.185) |
где Q„ — норма расхода воздуха на 1 т добычи, |
м3/мин. |
Расход воздуха для отдельных выработок QBUp (м3/мин) при |
непрерывном пылевыделении |
|
Q BLIP = dmax/fcnep(« ~ П0), |
(23.186) |
