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

f7c5bdfbe0c3aff8df20ce3ee693687b

.pdf
Скачиваний:
24
Добавлен:
03.03.2016
Размер:
7.18 Mб
Скачать

лаву достигаются при прямоточной схеме проветривания и возвратноточной схеме с делением лавы на две раздельно проветриваемые части.

Таблица 6.14 – Сравнение четырех схем проветривания выемочного участка

 

 

 

Допустимая нагрузка на

 

 

 

Природная

лаву по метану, т/сут

Коэффициент

Схема проветривания

 

с дегазацией

дегазации под-

газоносность,

 

выемочного участка

без дегаза-

разрабатывае-

рабатываемых

м3/т с.б.м

 

 

 

ции

мого пласта

пластов

 

 

 

 

дег.пл=40%)

 

Прямоточная

 

10/20

3100/2000

5100/3300

0,7

 

 

 

 

 

 

Возвратноточная

 

10/20

1500/1000

3000/2000

0,25

 

 

 

 

 

 

Возвратноточная

с делением

10/20

3200/2200

5200/3600

0,7

лавы на две раздельно провет-

 

 

 

 

риваемые части

 

 

 

 

 

Возвратноточная

(комбини-

10/20

2800/1200

-

-

рованная) с газоотсосом *)

 

 

 

 

Примечание – *) Допустимая концентрация метана в дренажном штреке – 2%. Схема не от-

 

вечает требованиям безопасности по газовому фактору

 

Системой АГК осуществляется контроль концентрации метана:

-в исходящих струях очистных выработок – в 10-20 м от очистного забоя

устенки, противоположной выходу воздуха из лавы, в верхней части выработки. При спаренных лавах с общей исходящей струей воздуха или при схемах проветривания выемочных участков с подсвежением исходящей вентиляционной струи – в очистной выработке на расстоянии не более 15 м от выхода из нее;

-в тупиках вентиляционных выработок, погашаемых вслед за очистными забоями, для контроля местных скоплений – под кровлей выработки у завала или перемычки, изолирующей погашенную часть выработки, у стенки выработки, противоположной выходу воздуха из лавы;

-в исходящих струях выемочных участков – в начале вентиляционного штрека в 10-20 м от ходка, уклона, бремсберга или промежуточного квершлага;

-в поступающих струях выемочных участков – в 10-20 м от места входа поступающей струи на участок;

-в выработках с исходящей струей воздуха за пределами выемочных участков – в 10-20 м от их сопряжения с вентиляционными штреками участков и на расстоянии не более 10 м от сопряжения ее с вентиляционным штреком ближайшего к центральной подземной подстанции (ЦПП) участка по направлению вентиляционной струи.

2

7 РАСЧЕТ РАСХОДА ВОЗДУХА ДЛЯ ПРОВЕТРИВАНИЯ УГОЛЬНЫХ ШАХТ

7.1 Расчет расхода воздуха для проветривания шахты в целом

Расход воздуха для шахты в целом определяется по формуле

Qш 1,1( Qуч Qп.в Qпог.в Qпод.в Qут Qк )

(7.1)

где 1,1 - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения воздуха по сети горных выработок;

ΣQуч - расход воздуха для проветривания выемочных участков, м3/мин; ΣQп.в - расход воздуха, подаваемый к всасам ВМП для обособленного про-

ветривания тупиковых выработок, м3/мин;

ΣQпог.в - расход воздуха для обособленного проветривания погашаемых выработок, м3/мин;

ΣQпод.в - расход воздуха для обособленного проветривания поддерживае-

мых выработок, м3/мин;

ΣQут - утечки воздуха через вентиляционные сооружения, расположенные за пределами выемочных участков, м3/мин;

ΣQк - расход воздуха для обособленного проветривания камеры, м3/мин.

При нескольких вентиляционных установках по формуле (7.1) определя-

ется, в соответствии со схемой проветривания расход воздуха по группам вы-

работок (крылу, шахтопласту), проветриваемым отдельными вентиляторами, а

общий расход воздуха для шахты рассчитывается как сумма полученных ре-

зультатов.

Расход воздуха для проветривания шахты, определенный по формуле

(7.1), должен удовлетворять при проектировании условию (7.2), а для дейст-

вующих шахт - (7.3):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(7.2)

Qш 133,3( I уч

I п.в

I

I о.в )

где ΣĪуч - абсолютное среднее газовыделение на выемочных участках, м3/мин;

3

ΣĪп.в - абсолютное среднее газовыделение из обособленно проветриваемых тупиковых выработок, м3/мин;

ΣĪст - абсолютное среднее газовыделение из старых выработанных про-

странств ранее отработанных этажей и горизонтов, м3/мин; ΣĪо.в - абсолютное среднее газовыделение из погашаемых и поддерживае-

мых выработок, м3/мин;

 

100 kн.ш

 

 

 

(7.3)

Qш

 

I исх

С

С0

 

 

 

 

 

 

где kнш - коэффициент неравномерности газовыделения в шахте; для усло-

вий шахт Подмосковного буроугольного бассейна принимается равным 2,3, а

для прочих условий - 1,1;

С - допустимая концентрация газа в исходящих из шахты вентиляционных струях, %; принимается согласно ПБ;

С0 - концентрация газа в атмосферном воздухе на поверхности шахты, %;

при расчете по метановыделению принимается равной 0, а при расчете по угле-

кислому газу определяется по данным анализов; ΣĪисх - абсолютное среднее газовыделение в исходящих из шахты вентиля-

ционных струях, м3/мин.

Если условия (7.2) и (7.3) не выполняются, то Qш определяется по форму-

ле (7.2) или (7.3).

Расход воздуха для проветривания шахты на период строительства опре-

деляется по формуле (7.1).

7.2 Расчет расхода воздуха для проветривания одиночных тупиковых

выработок и вертикальных стволов

7.2.1 Расход воздуха, необходимого для проветривания тупиковых выработок и стволов

Расход воздуха, необходимого для проветривания тупиковых выработок и стволов, рассчитывается по выделению метана или углекислого газа, по га-

4

зам, образующимся при взрывных работах, числу людей, средней минимальной скорости воздуха в выработке и минимальной скорости воздуха в призабойном пространстве выработки с учетом температуры. Окончательно принимается наибольший результат.

На строящихся шахтах дополнительно рассчитывается расход воздуха по газам, образующимся при сварочных работах. Окончательно принимается наи-

больший результат.

Для тупиковых выработок протяженностью до 300 м и стволов расчет выполняется сразу для максимальной длины. Для тупиковых выработок боль-

шей протяженности допускается расчет на отдельные периоды для промежу-

точных значений длины 300, 600, 900 м и т.д., включая максимальную длину.

При проведении тупиковых выработок по пластам средней мощности и мощ-

ным допускается выполнять расчет расхода воздуха первоначально для длины

75-100 м и далее с интервалом 100 м, включая проектную длину.

Расчет расхода воздуха производится для призабойного пространства

(Qзп) и в целом для выработки (Qп).

7.2.2 Расчет расхода воздуха по выделению метана (углекислого газа)

производится следующим образом

При выемке угля в тупиковых выработках комбайнами, отбойными мо-

лотками или выбуриванием пласта, а также при проходке стволов расход воз-

духа определяется по формуле

Qз.п

100 I з.п

(7.4)

С

С0

 

 

где Qзп - расход воздуха, который необходимо подавать в призабойное пространство тупиковой выработки, ствола, м3/мин;

Īзп - метановыделение на призабойном участке, м3/мин;

С - допустимая согласно ПБ концентрация метана в исходящей из вы-

работки вентиляционной струе, % (по объему);

5

С0 - концентрация метана в струе воздуха, поступающего в тупиковую выработку, %; определяется для тупиковых выработок действующих шахт по результатам измерений, для проектируемых – принимается равной 0,05%, а для стволов С0=0.

При нагнетателъно-всасывающем способе проветривания тупиковых вы-

работок с использованием пылеулавливающих установок расход воздуха в на-

гнетательном трубопроводе перед воздуховыпускным клапаном Q/з.п должен быть больше или равен 1,2 Qз.п , где Qз.п - расход воздуха, определенный по формуле (7.4).

Расход воздуха для проветривания всей тупиковой выработки Qп 3/мин)

при любых способах ее проведения определяется по формуле

Qп

100 Iп kн

(7.5)

С

С0

 

 

где Iп - метановыделение (выделение углекислого газа) в тупиковой выработке, м3/мин.

Значение kн принимается, кроме Подмосковного буроугольного бассейна,

равным 1, а в условиях Подмосковного буроугольного бассейна - 2,4 для выра-

боток, проводимых в угольном массиве, и 3,3 для выработок, проводимых вприсечку к выработанному пространству.

При расчете Qп по углекислому газу значение Со принимается равным концентрации углекислого газа в атмосферном воздухе на поверхности шахты.

7.2.3. Расчет расхода воздуха для проветривания тупиковой выработки и ствола по газам, образующимся при взрывных работах

Расчет расхода воздуха для проветривания тупиковой выработки и ствола по газам, образующимся при взрывных работах, осуществляется по формуле

 

 

 

 

 

2

 

2

 

 

 

Qз.п

2,25

 

V S

l

k

(7.6)

 

 

 

Т

 

k 2

 

 

n обв

 

 

3

BB

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ут.тр

где Vвв - объем вредных газов, образующихся после взрывания, л;

6

Vвв =100Вуг+40Впор;

(7.7)

Вуг, Впор - масса одновременно взрываемых ВВ по углю и породе соответ-

ственно, кг; если взрывание по углю и породе производится раздельно (в не-

сколько приемов), то при расчете Qз.п принимается максимальное значение Vвв;

Т - время проветривания выработки после взрывания, Т=30 мин.;

- средняя площадь поперечного сечения выработки в свету при пере-

менном сечении, м ;

 

 

S1l1

S2l2

... Snln

(7.8)

S

 

l1

l2

... ln

 

 

 

S1, S2, …, Sn - площади поперечных сечений отдельных участков выработ-

ки (ствола), м2;

1, ℓ2, …, ℓп - длина этих участков, м;

п - длина тупиковой части выработки (ствола), м; для горизонтальных и наклонных тупиковых выработок длиной 500 м и более вместо lП подставляется критическая длина lп.кр, равная 500 м. Для стволов lп.кр определяется по формуле

lп.кр

12,5VBBkт.сkс1

(7.9)

 

 

 

S

 

 

kобв - коэффициент, учитывающий обводненность тупиковой выработки

(ствола); принимается по таблице 7.1;

kут.тр - коэффициент утечек воздуха в вентиляционных трубопроводах. При длине ℓп< ℓп.кр значение kут.тр принимается для длины ℓп, а при ℓп ≥ ℓп.кр - для длины равной ℓп.кр. При определении kут.тр необходимо предварительно принять

Qзп = 60SVmin;

kтс - коэффициент турбулентной диффузии полной свободной струи; опре-

деляется по таблице 7.2 в зависимости от величины ℓз.тр /dтр.п ;

dтр.п - приведенный диаметр трубопровода, м; при расположении трубопро-

вода в углу тупиковой выработки равен 2 dтр , а при расположении у стенки вы-

работки или у стенки ствола посредине высоты или ширины выработки равен

7

1,5 dтр. При использовании в стволах двух параллельных трубопроводов dтр.п

=1,5(dтр1 + dтр2);

kс1 - коэффициент, учитывающий совместное влияние обводненности и глубины ствола, а также температуры пород в стволе на процесс разбавления вредных газов; определяется экспериментально или по рекомендациям научно-

исследовательских институтов.

Таблица 7.1 - Значения коэффициента обводненности kобв

Характеристика выработок

kобв

Стволы сухие (приток до 1 м3/ч) любой глубины и обводненные глубиной

0,8

не более 200 м. Горизонтальные и наклонные тупиковые выработки про-

 

водятся по сухим породам

 

Стволы обводненные (приток до 6 м3/ч) глубиной более 200 м. Ка-

0,6

пеж. Горизонтальные и наклонные тупиковые выработки частично про-

 

водятся по водоносным породам (влажные выработки)

 

Стволы обводненные (приток от 6 до 15 м3/ч) глубиной более 200 м,

0,3

капеж в виде дождя. Горизонтальные и наклонные тупиковые выработки

 

на всю длину проводятся по водоносным породам или с применением во-

 

дяных завес (обводненные выработки)

 

Стволы обводненные (приток более 15 м3/ч) глубиной более 200 м,

0,15

капеж в виде ливня

 

Таблица 7.2 - Значения коэффициента турбулентной диффузии свободной струи

lз.тр/dтр.п

kт.д

lз.тр/dтр.п

kт.д

3,22

0,247

7,72

0,460

3,57

0,262

9,60

0,529

3,93

0,276

12,10

0,600

4,28

0,287

15,80

0,672

4,80

0,300

21,85

0,744

5,40

0,335

30,80

0,810

6,35

0,595

48,10

0,873

7.2.4 Расход воздуха по минимальной скорости в выработке

Расход воздуха по минимальной скорости в выработке рассчитывается по

формуле

Qз.п 60Vn m inS

(7.10)

8

где - Vn min - минимально допустимая скорость воздуха в тупиковой выработке

(стволе), для тупиковых выработок негазовых шахт и проходке и углубке вер-

тикальных стволов (шурфов) Vn min принимается 0,15 м/с, в остальных случаях –

0,25 м/с

Расход воздуха по минимальной скорости в призабойном пространстве тупиковой выработки в зависимости от температуры определяется по формуле

Qз.п 20Vз m inS

(7.11)

где Vз min - минимально допустимая скорость воздуха в призабойном простран-

стве выработки, для тупиковых выработок газовых шахт с проектной длиной

75 м и более, проводимых по угольным пластам мощностью 2 м и более, при разности между природной и остаточной метаноносностью пласта на участке проведения выработки 5 м3/т и выше, Vn min принимается 0,5 м/с, в остальных случаях – 0,25 м/с.

7.2.5 Проведение параллельных выработок

При проведении параллельных выработок, основная часть которых про-

ветривается за счет общешахтной депрессии, а тупиковая - вентиляторами ме-

стного проветривания (ВМП), расчет расхода воздуха для тупиковой части вы-

работок производится согласно пунктам 7.2.3 - 7.2.5, а расход воздуха в месте установки ВМП Qвс должен удовлетворять условию (7.12)

Qвс

100Iпар

(7.12)

0,5

C0

 

 

где Iпар - выделение метана в параллельной выработке от ее устья до мес-

та установки ВМП, м3/мин.

Расход воздуха, который необходимо подавать в устье параллельных вы-

работок, рассчитывается по формуле (7.13) и должен удовлетворять условию

(7.14)

Qу.пар = Qв.с (1+0,025 nп);

(7.13)

9

Q

 

100Iп.пар

(7.14)

у.пар

С

C0

 

 

 

где Qвс - расход воздуха в месте установки ВМП, м3/мин;

nп - число перемычек от устья параллельных выработок до места уста-

новки вентиляторов;

Iп.пар - метановыделение в параллельные выработки, м3/мин.

7.2.6 Сварочные работы

При ведении сварочных работ в стволах расход воздуха по выделению вредных веществ рассчитывается по формуле

Qз.п

2,1kн.с M св.п Pэnпос

(7.15)

NсвCn

 

 

где kн.с - коэффициент, учитывающий неравномерность выполнения сварочных работ; принимается равным 1,1-1,2;

Мсв.п - масса сварочной пыли и газов, образующихся при расходе 1 кг элек-

тродов в пересчете на условную окись марганца, г/кг; принимается по таблице

7.3 в зависимости от типа и марки электрода;

nпос - число сварочных постов, действующих в выработке одновременно;

РЭ - расход электродов на сварку I метра шва, кг/м;

Nсв - норма времени на 10 метров сварочного шва, ч/м; принимается Nсв

=3,4 ч/м;

Сп - предельно допустимая концентрация пыли окислов марганца, мг/м3;

принимается Сп = 0,3 мг/м3.

Таблица 7.3 - Вредные вещества, образующиеся при ведении сварочных работ,

в пересчете на условную окись марганца

Тип элек-

Марка элек-

Объем сварочной пыли и газов, образующихся при расходе 1 кг

трода

трода

электродов, в пересчете на условную окись марганца, г/кг

Э-42

ЦМ-7

7,5

 

ОММ-5

2,9

 

УОНИ-13/45

3,0

 

УОНИ-13/55

3,0

ЭА-I

Аустенит

1,0

 

 

10

 

АНО-1

1,43

 

АНО-3

1,17

 

АНО-4

1,05

7.3Расчет расхода воздуха для проветривания очистных выработок

7.3.1Общие положения

Расход воздуха, необходимого для проветривания очистных выработок,

должен рассчитываться по выделению метана, углекислого газа, газов, обра-

зующихся при взрывных работах, по числу людей и должен проверяться по до-

пустимой скорости воздуха, а при последовательном проветривании тупиковых и очистных выработок - также по подаче ВМП. Окончательно принимается наибольший результат.

При выемке каменных углей с присечкой боковых пород, а также антра-

цитовых пластов и температуре воздуха 16°С и выше расход воздуха должен быть дополнительно рассчитан из условия оптимальной по пылевому фактору скорости, если для разбавления вредных газов или по температурным условиям не требуется большая скорость воздуха.

Для схем проветривания с примыканием исходящей струи к целику и по-

гашением вентиляционной выработки расчет расхода воздуха по выделению метана (углекислого газа) следует вести сразу для выемочного участка по фор-

муле (7.36).

7.3.2 Расчет воздуха по выделению метана (углекислого газа)

Расход воздуха для проветривания очистных выработок (лав) при макси-

мально допустимой нагрузке на лаву по газовому фактору

Qоч Qоч.мах k оз 60Vm axSоч. m in k оз

(7.16)

где Qоч.max - максимальный расход воздуха, который можно подать в очистную выработку, м3/мин;

11

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]