- •Методические указания
- •Общие указания
- •Задача №1 тема: расчет воздухораспределения в сложном последовательно-параллельном соединении горных выработок.
- •Методические указания к решению задачи №1
- •Пример расчета
- •Задача №2
- •Методические указания к решению задачи №2
- •Пример расчета
- •Задача №3
- •Методические указания к решению задачи №3
- •Задача №4 тема: расчет проветривания тупиковой выработки.
- •Пример расчета проветривания тупиковой выработки Исходные данные для расчета :
- •Задача №5 тема: расчет проветривания ствола.
- •Пример расчета
- •Задача №6 тема: расчет проветривания выемочного участка
- •6 .1 Исходные данные для проведения расчетов.
- •6.2 Перечень вопросов, подлежащих разработке:
- •6.3. Методические указания по проведению расчётов
- •6.4 Пример расчета
- •6 .4.1 Исходные данные для проведения расчетов.
- •6.4.2 Схема проветривания выемочного участка
- •6.4.3 Прогноз метанообильности очистного забоя и выемочно - – го участка
- •6.4.4 Метановыделение из разрабатываемого пласта
- •6.4.5 Расчет метановыделения из сближенных угольных пластов (спутников)
- •6.4.6 Расчет метановыделения из вмещающих пород
- •6.4.7 Расчет максимально допустимой нагрузки на очистной забой по метановыделению
- •6.5 Расчет количества воздуха необходимого для проветривания очистного забоя и выемочного участка
- •6.6 Расчет депрессии выработок выемочного участка
Пример расчета проветривания тупиковой выработки Исходные данные для расчета :
1.Длина тупиковой части выработки, Lп= 800 м;
2.Поперечное сечение выработки в свету, S=7.1 м2;
3.Мощность пласта, m=0.80 м;
4.Газоносность угля Xг=29.0 м3/т.с.б.м.;
5.Выход летучих веществ, Vг=8.0 %
6.Ширина выработки по угольному забою,bу=4.4 м.
7.Глубина заходки lвз=2.2 м.;
8.Расход ВВ: по углю Bу=10 кг
по породе Bп=18 кг
9.Температура воздуха в призабойном пространстве выработки t C=26;
10.Относительная влажность воздуха в забое 78 %;
11.Скорость проведения выработки V=4.4 м/сут;
12.Марка угля-ПА;
13.Зольность угля Аз=18 %;
14.Влажноть угля Wр=3 %;
15.Обемный вес угля γ=1.5 т/м3
Недостающие данные принять по условиям шахты, на которой вы работаете.
Решение задачи производим по методике /3/,согласно которой количество воздуха которое необходимо подавать в забой выработки определяется по следующим факторам:
-по метановыделению:
по газам, образующимся при взрывных работах:
-по средней минимально допустимой скорости движения воздуха в соответствии с требованиями ПБ:
-по наибольшему числу людей:
-по минимально допустимой скорости движения воздуха в призабойном пространстве с учетом температуры и относительной влажности.
Количество воздуха, которое необходимо подавать в забой выработки по метановыделению при взрывном способе выемки угля в выработке проводимой по пласту угля, определяется по формуле
Qз.п=м3/мин (4.1)
где lз.тр- расстояние от конца вентиляционного трубопровода до забоя выработки, м: Принимается согласно требованиям ПБ:
Kт.д.- коэффициент турбулентной диффузии. Принимается равным 1.0 приS£10 м2и 0.8 при большем сечении выработки:
Сmax-допустимая максимальная концентрация метана в призабойном пространстве после взрывания по углю; принимается равной 2%.
С0-концентрация метана в струе воздуха поступающей в выработку, %; принимается в соответствии с /3/ равной 0.05%.
Iз.п.max-максимальное метановыделение в призабойном пространстве после взрывания по углю, определяется по формуле
Iз.п.max=0.05*Sуг*lвз*g(x-x0), м3/мин (4.2)
где Sуг- площадь сечения выработки по углю в проходке, м2
Sуг=bуг*m= 4.4*0.8=3.5 м2;
g- объемный вес угля, т/м3;
x-природная метаноносность пласта, м3/т. Определяется по формуле
x=xг*KW.A, м3/т (4.3)
где KW.A-поправочный коэффициент, учитывающий влажность угляWри зольностьAз
KW.A=0.01(100-Wр-Aз), (4.4)
Aз=18 %,Wр=3%, тогдаKW.A=0.79, аx=29*0.79=22.9 м3/т;
x0-остаточная метаноносность угля, м3/т; определяется по формуле
x0=xо.г*KW.A,м3/т (4.5)
xо.г- остаточная метаноносность угля ,м3/т.с.б.м; Определяется по табл.3.1 /3/ в зависимости от выхода летучих веществVг. В нашем примереVг=8.0 %, тогдаxо.г=5.3 м3/т.с.б.м.,аx0=0.79*5.3=4.2 м3/т
Определяем менановыделение в призабойном пространстве
Iз.п.max=0.05*3.5*2.2*1.5(22..9-4.2)=10.8 м3/мин.
Определяем количество воздуха, которое необходимо подавать в забой по выделению метана
Qз.п.==358 м3/мин
Определяем расход воздуха по средней минимально допустимой скорости движения воздуха
Qз.п=60*Vп.min*S, м3/мин (4.6)
где Vп.min-минимально допустимая ПБ скорость движения воздуха в выработке, м/с; для шахт опасных по метануVп.min=0.25 м/с
Qз.п=60*0.25*7.1=106 м3/мин
Расход воздуха по минимальной скорости в призабойном пространстве с учетом температуры и относительной влажности воздуха определяется по формуле
Qз.п=20*Vз.min*S, м3/мин (4.7)
где Vз.min-минимально допустимая ПБ скорость воздуха в призабойном пространстве м/с; принимается по табл.8.3 ПБ В нашем примере температура равна 22 С, а относительная влажность 92%, тогдаVз.min=1.0 м/с
Qз.п=20*1.0*7.1=142 м3/мин
Расход воздуха, который необходимо подавать в забой по наибольшему числу людей определяется по формуле
Qз.п=6n, м3/мин (4.8)
Qз.п=6*8=48 м3/мин
Количество воздуха, которое необходимо подавать в забой по ядовитым газам, образующимся при взрывных работах, определяется по формуле
Qз.п=, м3/мин (4.9)
где Т-время проветривания выработки, мин;
Для шахт опасных по внезапным выбросам угля и газа Т£30 мин, для прочих шахт не нормируется; Принимаем Т=30 мин.;
Vвв- объем вредных газов, образующихся после взрывания, л;
Vвв=100*Вуг+40*Впор, л (4.10)
Вуг, Впор-масса одновременно взрываемых ВВ по углю и по породе, соответственно, кг; Если взрывание по углю и по породе производится раздельно то при расчете Qз.ппринимается большее из произведений входящих в формулу (4.10). Предусматриваем одновременное взрывание по углю и по породе тогда значениеVввбудет равноVвв=100*10+40*18=1720, л;
где -длина тупиковой части выработки, м; для горизонтальных и наклонных тупиковых выработок длиной 500 м. и более вместо подставляется критическая длина равная 500 м, а в том случае меньше 500м, подставляется .В нашем примере = 800 м
Коб- коэффициент, учитывающий обводненность выработки; принимается по табл.5.1 Коб=0.8
Кут.тр.- коэффициент ,учитывающий утечки воздуха в вентиляционном трубопроводе; определяется согласно пункту 5.3.3 (табл.5.4).При длинеменьше критической длины, значение Кут.тр.принимается для длины , и при ³lп.кр.для критической длиныlп.крПринимаем гибкие матерчатые трубы типа 1А диаметром 0.8 м, тогда Кут.тр=1.33.
Qз.п==162 м3/мин
Для выбора ВМП принимаем наибольшее из полученных Qз.п.=358 м3/мин
Определяем необходимую производительность вентилятора
Qв=Qз.п*Кут.тр, м3/мин (4.11)
Qв=358*1.33=476 м3/минQв=7.9 м3/с
Определяем необходимое давление вентилятора
hв=,кг/м2 (даПа) (4.12)
где Rтр.г.- аэродинамическое сопротивление гибкого трубопровода, кm; определяется по формуле
Rтр.г=rтр*(lтр+20dтрn1+10dтрn2) (4.13)
rтр- удельное аэродинамическое сопротивление гибкого трубопровода без утечек воздуха кm/м; Для труб диаметром 0.8 мrтр=0.0161 кm/м;(/1/,стр.87);
dтр- диаметр гибкого трубопровода, м;
n1,n2-число поворотов трубопровода под углом 900и 450соответственно.
Rтр.г=0.0161(800+20*0.8*0+10*0.8*0)=12.88 кm
hВ=7.92*12.88=583 кг/м2
Выбор вентилятора производим путем нанесения расчетного режима его работы QВ,hвна аэродинамические характеристики вентиляторов. На основании анализа аэродинамических характеристик вентиляторов принимаем к установке вентилятор ВМЦ-8. Точка с координатамиQв=7.9 м3/с иhВ=583 кг/м2ложится на характеристику вентилятора в зону между углами установки лопаток направляющего аппарата 00и -200. Для определения фактической производительности, депресси вентилятора и количества воздуха которое будет поступать в забой, на его аэродинамической характеристике, строим характеристику трубопровода по уравнению (4.12). Для этого задаемся произвольными значениямиQ=2, 4, 6, 9 м3/с и определяем соответствующие им значения Кут.триhв Расчетные данные для построения характеристики трубопровода представлены в табл.4.1
Таблица 4.1
Qз.п, м3/с |
2 |
4 |
6 |
8 |
КУТ.ТР |
1.22 |
1.27 |
1.33 |
1.39 |
Qв |
2.44 |
5.08 |
7.98 |
11.12 |
hВ |
61.0 |
253.0 |
595 |
1103.0 |
Рисунок 4.1 Аэродинамическая характеристика вентилятора ВМЦ-8 и сети
Точка «А» на графике (рис.4.1)характеризует расчетный режим расчетный режим, а точка «Б» фактический режим работы вентилятора. Фактический режим работы вентилятора характеризуется параметрамиQВ.Ф=8.1 м3/с,hВ.Ф=600 кг/м2
Определяем количество воздуха, которое будет поступать в забой
QЗ.П.Ф=1.69-0.69QВ.Ф, м3/с (4.14)
QЗ.П.Ф=1.69-0.69*8.1=5.94 м3/с.
QЗ.П=358
м3/мин
Рисунок 4.2 Схема проветривания выработки