9. Выбор типа и марки вентилятора

9.1. Выбирают тип и марку вентилятора, предварительно рассчитав потребную мощность эл. двигателя

кВт, (17)

где – КПД вентилятора;

Q_В– производительность вентилятора, м³/c;

h_B– депрессия (расчетная) вентилятора, Па.

9.2. Расчет расстановки вентиляторов местного проветривания по методике ЦНиГРи (для жесткого трубопровода)

Расстояние от забоя до вентилятора (каскада вентиляторов) и между последующими вентиляторами определяется совместным решением двух уравнений методом последовательного приближения.

м, (18)

, м, (19)

где – расстояние от забоя до вентилятора (каскада вентиляторов, м);

–производительность вентилятора, м³/с;

H– напор вентилятора Па (Па – 0,1 мм. вод. ст.);

R – сопротивление стометрового вентиляционного трубопровода, кг/м⁷(см. табл. 3);

K – коэффициент воздухопроницаемости стометрового трубопровода (отношение большего значения количества воздуха к меньшему на стометровом участке трубопровода см. табл. 3).

Аэродинамическое сопротивление (R)шахтных вентиляционных труб разного диаметра длиной 100 м в кг/м⁷.

Таблица 3

Материалы труб	Диаметр труб, мм
	0,30	0,40	0,50	0,60	0,64	0,70	0,80
Металл	1320	291	90	35	24	16	8,4
Ткань	1580	440	137	53,3	-	-	12,5
Фанера	1150	-	-	-	-	-	-
Полиэтилен (жесткий)	440	-	-	-	-	-	-

Примечание: Влияние некоторой несоосности и несовершенного качества подвески труб учтены коэффициентом запаса, равным 1,25 для жестких труб и 1,50 для гибких. В выработках протяженностью свыше 1000 м целесообразно применять металлические трубы табл. 4.

Для решения уравнений используется напорно-расходная характеристика вентилятора и подбираются такие значения H и Q_В,при которых для принятия величиныQ₃,K иR,полученные значенияL_Q иL_H в уравнениях будут примерно равны между собой (до ± 5%). Расстояние между вентиляторами определяется также по этим уравнениям, в которые вместоQ₃, Q_В иHподставляют значенияQ_{В m}, Q_В(m-1) и H_m /m– порядковый номер вентилятора в системе проветривания;m 8/.

При работе вентиляторов на гибкий трубопровод значение Hзаменяется на (H_I – h),гдеh– потеря напора на раздув труб на всасывающей стороне от забоя вентилятора равным примерно 200 Па.

Производительность первого (от забоя выработки) вентилятора определяется по формуле

м³/с, (20)

где Q₃– количество воздуха, которое необходимо подать к забою, м³/с;

K– коэффициент воздухопроницаемости стыков стометрового трубопровода (см. табл. 3);

L₁– расстояние от забоя до вентилятора (длина трубопровода), м.

Таблица 4

Характеристика вентиляционных труб

Диаметр трубы, мм	Коэффициент аэродинами- ческого сопротивления	Масса трубы, кг
		при длине звена 4 м		при длине звена 3 м
		1 м трубы	деталей соединения на 1 м трубы	1 м трубы	деталей соединения на 1 м трубы
500 600 700 800	0,00035 0,00035 0,00030 0,00030	24,0 29,5 42,0 47,5	3,2 4,0 4,6 5,3	24,0 29,5 42,0 47,5	4,3 5,3 6,1 7,1

Производительность n– го вентилятора определяется по формуле:

(21)

где – производительность предыдущего вентилятора;

–расстояние между предыдущим и последующим вентиляторами, м;

n– порядковый номер вентилятора, (n>1).

Производительность системы проветривания – наиболее удаленного от забоя вентилятора, определяется по формуле

, м³/с, (22)

где К_L– общая воздухопроницаемость вентиляционного трубопровода;

m– количество вентиляторов в системе

(23)

где L– протяженность системы проветривания, м.

Коэффициент воздухопроницаемости стыков трубопровода диаметром менее 0,8 м должен быть не более 1,78; для трубопровода большего диаметра менее 2,67.

Расстояние от забоя до последующего вентилятора соответствует общей длине системы проветривания. Если по расчету количество вентиляторов превышает восемь единиц, то следует повторить расчет, ориентируясь на применение трубопровода с лучшей герметизацией стыков или трубопроводов с меньшим сопротивлением (табл. 5).

Таблица 5

Протяженность, м	Диаметр, м	Протяженность, м	Диаметр, м
	0,4…0,8		0,8…1,2
1	2	3	4
300	1,212	1400	1,073
500	1,122	1700	1,059
800	1,075	2000	1,050
1000	1,059	2500	1,040
1400	1,042	3000	1,033
1700	1,035	3500	1,028
2000	1,029	4000	1,025
2500	1,023	4500	1,022
3000	1,019	5000	1,020
3500	1,017	5500	1,018

Примечание. Коэффициент воздухопроницаемости стометрового трубопровода равен

(24)

где – длина трубопровода, м;

–количество воздуха, поступающего в работе, м³/с.

Коэффициент воздухопроницаемости стометрового трубопровода разного диаметра для системы проветривания различной протяженности.

Протяженность системы проветривания определяется суммированием расстояний от забоя до первого и между последующими вентиляторами.

Рекомендуемая область применения шахтных вентиляционных труб для проветривания разведочных выработок.

Таблица 6

Материал труб	Диаметр труб, м	Максимальная длина выработки, м
1	2	3
Металл	0,40 0,50 0,60 0,64…0,80	500 1200 2000 более 2000
Ткань	0,30…0,40 0,50…0,60	120 700*
Фанера	0,3	150
Полиэтилен (жесткий)	0,3	150

При использовании двух очень хорошо собранных (К 1,04) параллельных трубопроводов, когда подача свежего воздуха в призабойное пространство при комбинированном способе проветривания осуществляется по одному из них, длину выработки допустимо увеличить до 1500 м. Реализация этого предложения потребует увеличения поперечного сечения выработки и затрат на проветривание.

Пример 1.Для штольни длиной 2500 м определить расстановку вентиляторов типа СВМ, применяется гибкий трубопровод диаметром 600 и 500 мм, через 1250 м для проветривания используется буровая скважина.

Количество воздуха необходимое для проветривания

Q₃ = 0,357,5 = 2,62 м³/с;

принимаем комбинированную схему проветривания;

отставание всасывающего трубопровода Ø 500 мм от забоя принимаем предварительно 100 м;

на всасывание вентиляторы ВМЭ-6М, на нагнетание ВМЭ-5М.

Протяженность основного трубопровода составит

1250 м – (100 м – 10 м) = 1160 м.