Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Пермский национальный исследовательский политехнический университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

книги / Рудничная аэрология.-1

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

20.11.2023

Размер:

16.52 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 3536 / 3836 37 38 > Следующая >>>

воздуха определяется по каждому из этих факторов и для дальней ших расчетов берется наибольшее из полученных значений.

Расчет количества воздуха для угольных шахт. В настоящее время основным является метод расчета количества воздуха по газо вому балансу. Этот метод изложен во Временной инструкции по расчету количества воздуха, необходимого для проветривания уголь ных шахт 1. Необходимое количество воздуха определяется по ме тану, углекислому газу, газам ВВ, по людям, пыли и теплу, образу ющемуся при работе электрических установок в камерах. Для дальнейших расчетов принимается наибольшее из установленных количеств воздуха.

Порядок расчета следующий. Вначале определяется количество воздуха для проветривания очистных забоев и выемочных участков с находящимися на них последовательно вентилируемыми подгото вительными выработками; затем количество воздуха для обособлен ного проветривания подготовительных выработок и камер, а также утечки воздуха. Сумма этих количеств воздуха с добавкой некоторого резерва на поверхностные утечки определяет дебит главного вен тилятора.

Метанообильность выработок, необходимая для расчета коли чества воздуха, устанавливается в соответствии с Временной ин струкцией по прогнозу метанообильности угольных шахт СССР 21.

Очистные забои. Расчет п о м е т а н у и у г л е к и с л о м у г а з у производится по одной из формул (в зависимости от способа

определения газообильности			выработок — статистического			или
по газоносности):
		п	0,07длКнА		(XXII ,7)
				d
или
			/„100
					(XXII,8)

где дл — относительная газообильность призабойного					пространства
лавы (по метану или углекислому газу), определяемая
статистическим методом, м3/ т ;
Кя — коэффициент неравномерности газовыделения в лаве;
А — расчетная добыча угля в лаве, т/сутки;
d — максимально		допустимое		содержание газа	в исходящей
из лавы вентиляционной струе, %;					пространства
J р — абсолютная		газообильность призабойного
лавы,	определяемая		по	газоносности угольных		пла
стов, м3/мин.
1 Министерство	угольной промышленности СССР. Временная инструкция

по расчету количества воздуха, необходимого для проветривания угольных шахт. М., изд-во «Недра», 1966.

2 Государственный комитет по топливной промышленности при Госплане

СССР. Временная инструкция по прогнозу метанообильности угольных шахт

СССР. М., 1965.

Коэффициент 0,07 получается при переводе размерности вре мени — суток в минуты и вычислении целого Q3 по его части в про центах d.

Обе приведенные формулы тождественны выражению (X X II,1). По газам ВВ расчет производится по формулам:

для лав

	Ç3 = 4 VBV, м*/мин;	(X XII,9)
	для камерообразных очистных забоев (при щитовой системе
разработки и т. п.)
	Q3 = - ^ r f W , мУмин,	(XXII, 10)
где	t — время проветривания выработки, мин;
	В — количество одновременно взрываемого ВВ, кг;
	V — проветриваемый объем очистной выработки, м3;

Кт = 0,4 — коэффициент турбулентной диффузии свободной струи.

П о л ю д я м	количество необходимого воздуха	определяется
по формуле	Ç3 = 6rc, м3/мин,	(X X II,11)

где 6 — норма воздуха на одного человека, м3/мин;
п — наибольшее	число одновременно занятых людей в выра
ботке.
По п ы л и расчет производится по формуле (X X II,4).
Если последовательно с лавой проветривается подготовительная

выработка с помощью ВМП, то определенное по приведенным фор мулам количество воздуха проверяется по условию, чтобы произ водительность ВМП не превышала 70% от количества воздуха, поступающего к его всасу:

Q = 1Д3(?в тах,

где Çemax — максимальное количество воздуха, засасываемого в од ном месте вентиляторами местного проветривания.

Для резервных лав следует принимать необходимое количество

воздуха равным 50% от рассчитанного для лавы при		ее нор
мальной работе.
Выемочные	участки. Количество воздуха для проветривания
участка п о	п о с т о я н н о в ы д е л я ю щ и м с я	г а з а м
(СН4 и С 02) определяется выражением
	Çy, = />Ç a + 2 Ç n .y + 2 Ç y T ,	(XXII, 12)

где Р — коэффициент утечек воздуха через выработанное простран ство участков;

2<?п.у — количество воздуха, необходимое для обособленного про ветривания проводимых и поддерживаемых на участке выработок;

2 Qyr — утечки воздуха через вентиляционные сооружения на участке.

Определение количества воздуха для проветривания подготови тельных выработок приводится ниже, а для поддерживаемых выра боток (в которых в настоящее время работы не ведутся) оно уста навливается или по фактическому газовыделению в них (на действу ющих шахтах), или по минимальной скорости движения воздуха (для проектируемых шахт).

Учет участия утечек воздуха через выработанное пространство участка в разбавлении газа производится путем подчинения коэф

фициента утечек Р условию
		P ^ —		,	(X X II,13)
			Ял
где	qy4 — относительная газообильность участка.
	П о л ю д я м необходимое количество воздуха рассчитывается
по формуле
	Qy4= К 0ь 3Р6пуч, м*/мин,				(X X II,14)
где	К0 з — коэффициент,	учитывающий движение воздуха в выра
	ботанном пространстве,			непосредственно	прилегающем
	к лаве;	число	людей, одновременно		работающих
	пуч — наибольшее	число	людей, одновременно		работающих
	на участке.		означает, что часть		воздуха, дви
	Введение коэффициента К 0 3		означает, что часть		воздуха, дви

жущегося в выработанном пространстве, непосредственно при мыкающем к лаве, способствует ее вентиляции; следовательно, она не является утечками и не учитывается коэффициентом Р .

П о г а з а м ВВ

Qy4 =		K 0' 3P Q 3t			( X X I I , 15)
где Q3 — максимальное количество			воздуха,		необходимое	для	раз
бавления газов,	образующихся			при взрывных		работах
в лаве или в других выработках участка.							п о
Подготовительные выработки. Расчет				количества воздуха
м е т а н у и у г л е к и с л о м у			г а з у	для проветривания при
забойной части выработки производится по формуле
	& =				( X X I I ,16)
а для выработки в целом
	<?п	100/п
		d -d 0 9
где"/3, / п — максимальное	количество газа,				выделяющегося		соот
ветственно в забое и в выработке в целом;						в исходя
d — максимально допустимая концентрация газа
щей струе, % ;
— концентрация газа в поступающем воздухе, %.

П о г а з а м ВВ

Q3= 2,25 Y j / " L 2, м3/мин,

(X X II,17)

где 5 — площадь поперечного сечения выработки, ж2;

£— время проветривания, мин;

В— количество одновременно взрываемого ВВ, кг; b — газовость ВВ, л/кг;

<р — коэффициент обводненности выработки; Рх — коэффициент утечек воздуха;

L — длина выработки, м. Должно соблюдаться условие

L ^ LK — 12,5

где Х 7 — коэффициент турбулентной диффузии полной круглой сво бодной струи.

По л ю д я м

<?з = 6л, м3/мин.

(XXII, 18)

Формулы (X X II,17) и (X X II,18) определяют количество воздуха, подаваемого в забой. Количество воздуха, подаваемого в выработку (дебит ВМП),

Qn = PxQ3-

Камеры. Для складов ВМ количество воздуха рассчитывается по формуле

QK= 0,07F, м3/мин, (X X II,19)

где 0,07 — коэффициент, обеспечивающий четырехкратный обмен воздуха в камере за час;

V — суммарный объем выработок склада ВМ, мг.

Для камер с работающими электроустановками
QK= 10N (1 — т)) к3, м3\мин,	(X X II,20)

где N — мощность установки, кет; ц — к. п. д. установки;

къ = 0,8 — коэффициент загрузки установки в течение суток.

Расчет количества воздуха для проветривания шахты. Для шахты в целом

G» = U (ftp2<?„+2Qu. ш + 2 < ?к+ 2 < и		(ххн,21)
де 1,1 — коэффициент,	учитывающий неточность распределения
воздуха по выработкам;
Ар — коэффициент	резерва, учитывающий возможность по
вышения добычи;
	35/i

2 < ? уч — количество воздуха для проветривания всех выемочных участков;

2 Qn. ш — количество		воздуха	для	обособленного	проветривания
	подготовительных выработок;
2	QK — количество	воздуха	для	обособленного	проветривания
	камер;
2	QyT — утечки воздуха при его движении от подающих стволов
	до выемочных участков.
	Чтобы концентрация газа в общешахтной исходящей струе была
не выше допустимой d, необходимо соблюдать условие
					(XXII, 22)
где / ш — общее абсолютное газовыделение в шахте.					рассчитывается
	Д е б и т г л а в н о г о		в е н т и л я т о р а		рассчитывается
по формуле
		ç ;= ff..n O u ,			( х х н ,23)
где	Кв п — коэффициент утечек воздуха через герметизирующие
	вентиляционные сооружения на поверхности.
	Расчет количества	воздуха	для	рудников. Количество воздуха

для проветривания рудников, так же как и для угольных шахт, рассчитывается по людям, непрерывно выделяющимся газам (взрыв чатым и ядовитым), газам В В и по пыли. Наиболее разработаны методы расчета по газам ВВ и по пыли ввиду большого объема взрыв ных работ и интенсивного пылеобразования в рудниках. По этим факторам расчет ведется методом от забоя. Расчет по людям и не прерывно выделяющимся газам в настоящее время производится по укрупненным нормам для рудника в целом.

П о л ю д я м количество воздуха	рассчитывается по формуле
=	(XXII, 24)

где qJl — норма подачи воздуха на одного человека (qJJ ^ 6 м3/мин);

п — наибольшее число людей, находящихся в руднике;				воздуха
z — коэффициент запаса, учитывающий		все	потери
(в зависимости	от условий z = 1,3 -г-	1,6).
П о п о с т о я н н о	в ы д е л я ю щ и м с я		г а з а м	(метану

и водороду) количество воздуха для проветривания рудника рассчи тывается по формуле

Qm= qAAz, (X XII,25)

где (7Д — норма подачи воздуха на 1 м3 среднесуточной добычи гор ной массы, м3/мищ

А — среднесуточная добыча шахтой горной массы, м3. Величина qA принимается по табл. 15.

По другим газам, непрерывно выделяющимся в шахте (углекис лый газ, сероводород, сернистый газ), расчет можно также вести

Категория рудника

по относительной газообильности

III

Сверхкатегорные

Количество горючих газов (метан + водород), выделя ющихся в сутки на 1м9среднесу точной добычи горной массы, м*

До 7 От 7 до 14 От 14 до 21

2 1 п выше или рудники, разрабатывающие пласты, опасные по выбросам га за и суфлярам

*д.

мя/(мин-м*)

1,40

1,75

2 , 1 0

Количество воздуха должно быть таким, чтобы содержание горючих газов (метан+водород) в общей исходящей струе не превы шало 0,75%, но не менее 2 , 1 м^/мин на 1 л 3 среднесу точной добычи горной мас сы

П р и м е ч а н и е . При делении шахт на категории 1 м8 водорода принимаются эквивалент ным 2 JH* метана.

по формуле (X X II,25), однако нормы подачи воздуха по этим газам в настоящее время отсутствуют.

По всем постоянно выделяющимся в шахте газам количество воздуха можно рассчитывать по формуле (XXII, 1) с учетом коэффи

циента запаса z
	<?Ш= fc -W =	2,		(X X II,26)
где к — коэффициент разбавления;
/ тах ~ максимальное	абсолютное	газовыделение в		единицу вре
мени, м3;
d — максимально	допустимое	содержание	газа	в исходящей
струе, % ;			%.
d0 — содержание газа в поступающей струе,			%.
По формуле (X X II,26) можно рассчитывать			количество воздуха

не только для рудника в целом, но и для отдельных выработок, если известны абсолютные газовыделения в них.

П о г а з а м ВВ необходимое количество воздуха рассчиты вается несколькими методами. При отсутствии массовых взрывов для лав расчет ведется по формуле В. Н. Воронина

Q = 25,5-у V B S Ï, м3/мин;		(X X II,27)
для рудника в целом
=	мз/мин,	(X X II,28)

35Ü

где S — площадь поперечного сечения	лавы, м 2;
t — время проветривания выработки, мин;
В — расход ВВ за одно взрывание,	кг;

/— длина лавы от места взрыва до ее сопряжения с вентиля ционной выработкой, м ;

b — газовость ВВ, м?/кг (b =	0,04 м*/кг);
d — максимально допустимая	концентрация условной окиси
углерода (перед допуском рабочих к ведению работ после
взрыва должно быть d ^	0,008%- при условии дальнейшего

его проветривания в течение не менее 2 ч).

При массовых взрывах расчет ведется различно для выработок, где выделяются газы ВВ, и для камер, проветриваемых сквозной струей.

Для камер при сквозном проветривании (системы разработки подэтажными штреками и с послойной выемкой руды, с магазини-

рованием, камерно-столбовые системы)
Q = 2,3 - g j lg	, м3/мин.	(X X II,29)

где V — объем камеры, м*\

Кт — коэффициент турбулентной диффузии свободной струи. Для выработок горизонта выпуска руды из очистных блоков

(система подэтажного обрушения — варианты «закрытый веер» и от бойка горизонтальными скважинами, системы этажного магазинирования с отбойкой горизонтальными скважинами и этажного самообрушения скважинами) расчет производится по формуле

	Ç = -f V ÏÏV Z l, м3/мин,	(XXII,30)
где ср и i	— экспериментальные коэффициенты;
Уз. в	объем загазированных выработок,	nt3.

Величины ф, i и В в уравнении (X X II,30) зависят от того, произ водится ли расчет для случая массового взрыва или выпуска руды, и от условий вентиляции (систем разработки и технологии отбойки). При массовом взрыве величина В представляет собой истинный рас ход ВВ; коэффициентом i при этом учитывается тот факт, что часть газов ВВ, образовавшихся при взрыве, не поступает в выработки, а остается в отбитой горной массе (i = 0,12 -т- 0,17).

При выпуске руды в выработки горизонта выпуска в фор муле (X X II,30) принимается i = 1, а В представляет собой условный заряд, величина которого соответствует выделению в выработку газов ВВ, содержавшихся в отбитой горной массе, а также образо ванию газов ВВ при дроблении руды.

Количество воздуха для проветривания выработок при их про ведении определяется методами, изложенными в гл. XVII.

Общее количество воздуха для проветривания рудника С. И. Луговский рекомендует определять как сумму количеств воздуха,

и опт.

необходимых для обособленного проветривания очистных блоков, нарезных выработок и глухих капитальных выработок:

п	п	т	\
(2	oNtQt+ 2	M tql -f X	K tql z,	(X X II,31)
i-1	t-1	1=1	/

где n — число различных систем разработки на руднике;

а — коэффициент одновременности взрывания в блоках;

N t — число блоков при данной системе разработки, в которых одновременно ведется очистная выемка;

Qi — количество воздуха, необходимого для проветривания од ного блока при полном развитии в нем очистных работ;

M t — число блоков при данной системе разработки, одновременно находящихся в нарезке;

qt — количество воздуха, необходимого для проветривания на резных выработок в блоке при нормальном развитии работ;

т — число групп капитальных	и подготовительных выработок,
в пределах которых q\ =	const;

K t — число одновременно проводимых капитальных и подготови тельных выработок, в которые необходимо подавать одина ковое количество воздуха;

q\ — количество воздуха, необходимого для проветривания одной глухой капитальной или подготовительной выработки;

z — коэффициент запаса.

П о п ы л и расчет количества воздуха С. И. Луговский пред лагает производить по оптимальной скорости движения воздуха, обеспечивающей наиболее эффективный вынос пыли,

Qui = J ^ S -ЛГ/ ( ^ / ^ о п п + ^ о п т г ) +	“ h	K lS r 'j И0 пт 2 J
		(X X II,32)

где St — суммарная площадь поперечного сечения выработок гори зонта грохочения или скреперования в очистном блоке для данной системы разработки;

S't — суммарная площадь поперечных сечений параллельно и ди агонально соединенных остальных выработок в очистном блрке для данной системы разработки;

S] — суммарная площадь поперечных сечений глухих нарезных выработок, самостоятельно проветриваемых в подготовля емом блоке для данной системы разработки;

S Ï' — площадь поперечного сечения глухой капитальной или подготовительной выработки, входящей в данную их группу;

1 — оптимальная скорость движения воздуха по пылевому фактору в выработках горизонта грохочения и скреперо вания;

иопт.2 — т0 же» в остальных выработках; z — коэффициент запаса.

Формула (X X 11,32) применима для расчетов при непрерывном пылевыделении. В этих же условиях можно пользоваться также формулой

<? = k ji = b ) '	м*/мин’	( х х н ,33)
где J — интенсивность поступления	пыли в	выработку, мг/мин;

Кт — коэффициент турбулентной диффузии свободной струи (для штрекообразных выработок Кт = 1);

d — максимально допустимая концентрация пыли в воздухе,

мг/м3;

d0 — концентрация пыли в поступающей струе, мг/м3.

При периодических (мгновенных) пылевыделениях проветрива ние по пылевому фактору носит нестационарный характер. В этом случае количество воздуха может быть рассчитано по формуле

	(? = 2 , 3 ^ ° l g 4 R r - м3/мин,		(XXII,34)
	A jî	CL Cio
гДе УЯяо	объем зоны отброса пыли при взрыве, м3;
dH— начальная концентрация пыли после взрыва, мг/м3.
Д е б и т	г л а в н о г о в е н т и л я т о р а		определяется по
формуле (X X II,23).

Если на руднике применяются системы с массовыми взрывами, то для проветривания шахты после массового взрыва в нее требуется подавать значительно больше воздуха, чем в обычных условиях. В результате возникает необходимость в двух режимах вентиляции: усиленном и нормальном.

Различие между усиленным и нормальным режимами вентиляции в значительной степени определяется временем проветривания руд ника после массового взрыва. При большом времени проветривания (например, в течение суток при взрыве в предвыходной день) рудник может быть очищен от газов ВВ подачей того же количества воздуха, что и при нормальном режиме вентиляции, т. е. необходимость

вусиленном режиме отпадает.

§121. Способы определения длины лавы по фактору вентиляции

Известно, что длина лавы определяется по техническим, органи зационным и экономическим факторам. Однако необходимо про верить, возможно ли при выбранной длине лавы L пропускать тре буемое для проветривания лавы количество воздуха с максимально допустимой по ПБ скоростью движения струи.

Для приближенных расчетов проверку эту можно производить

по формуле

j _ 60^тоф

D ~ " ~ irqmciymnk ' Ml

где LB — допустимая по условиям проветривания	длина лавы, м;
V — максимальная скорость движения воздуха	в лаве (по ПБ
V = 4 м/сек);

b — минимальная ширина призабойного пространства лавы, м; т 0 — общая мощность пласта, м;

ср — коэффициент, учитывающий уменьшение поперечного сечения рабочего пространства находящимися в нем крепью и оборудованием; для индивидуальной крепи ф = 0,9 -г- 0,95, а для механизированных крепей определяется проектом, ориентировочно ф = 0,8;

i — число циклов в сутки;

г — ширина захвата комбайна, м;

qm— норма подаваемого в шахту воздуха на 1 т суточной добычи лавы, м3/мин; для шахт I, II и III категорий по метану

принимается соответственно		1,0; 1,25		и 1,5 м3/мин; для
сверхкатегорных шахт qmдолжно быть не менее 1,5 м3/мин
и определяется из выражения
_	10°gÇH«	мз/м ин .
9т ~	<*24 • 60 ’	'	’
дсн^ — относительная газообильность			шахты	по метану, м3/т ;

d — предельно допустимая по ПБ концентрация метана в исхо дящей струе лавы (1%);

с1 — коэффициент извлечения полезного ископаемого, учитыва ющий потерю его при погрузке и транспортировке;

с, = 0,95 -*-0,98;

у — объемный вес угля, т/м 3; т п — полезная мощность пласта, м;

к— коэффициент, характеризующий удельный вес метановыделения в призабойном пространстве в общем дебите участка. В среднем к = 0,4 ч- 0,6.

Существует более точный способ определения длины лавы по фактору вентиляции, учитывающий, помимо перечисленных факто ров, неравномерность выделения метана в течение добычной смены в моменты работы и остановок комбайна, а также утечки воздуха через выработанное пространство.

При этом длина лавы определяется как

г	__ %№vdbmç)kuyKo' з
	в " ~	1гтпус1Ялкл			*	М ’
где к.л — коэффициент машинного времени;
	д. _	Т	_ nk'jkïTс
	“	1440	“	1440	;
Т — время работы выемочной машины						в течение	суток, мин;
п — число добычных смен в сутки;
к[ — коэффициент	надежности			работы		комбайна,	к[ = 0,7 -т-

- 0 ,8;

<<< < Предыдущая 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 3536 / 3836 37 38 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке книги

#
12.11.2023616.54 Кб3Российский индекс научного цитирования (РИНЦ) вопросы и ответы..pdf
#
12.11.20237.94 Mб2Российский порядок Вектор перемен..pdf
#
12.11.202310.29 Mб0Российское предпринимательство. 2011, 4, ч. 1.pdf
#
12.11.202311.64 Mб1Роторные насосы..pdf
#
12.11.20237.43 Mб5Рудничная автоматика..pdf
#
20.11.202316.52 Mб8Рудничная аэрология.-1.pdf
#
12.11.202320.37 Mб6Рудничная аэрология..pdf
#
20.11.202339.2 Mб5Рудничная вентиляция.-1.pdf
#
12.11.202318.73 Mб21Рудничная вентиляция..pdf
#
12.11.202314.44 Mб7Рудничные вентиляторные и водоотливные установки..pdf
#
19.11.202356.25 Mб10Рудничные водоотливные установки..pdf