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

Экспериментальные величины фактических значений сопротивления труб и утечек воздуха в шахте для вентиляционного става длиной 900 м диаметром

1500 мм и става длиной 700 м диаметром 1200 мм приведены в таблицах 7.11 и 7.12 соответственно.

Таблица 7.11 – Показатели для трубопровода диаметром 1500 мм

Показатель

 

 

 

Длина трубопровода, м

 

 

 

100

200

300

 

400

500

600

 

700

800

900

 

 

 

 

Аэродинамическое сопро-

0,085

0,172

0,261

 

0,352

0,445

0,54

 

0,639

0,739

0,842

тивление - R, к

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Коэффициент

доставки

0,995

0,988

0,982

 

0,976

0,970

0,965

 

0,960

0,95

0,94

воздуха, %

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Коэффициент аэродинами-

 

 

 

 

 

0,001

 

 

 

 

 

ческого сопротивления - ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Н∙с24

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 7.12 – Показатели для трубопровода диаметром 1200 мм

Показатель

 

 

Длина трубопровода, м

 

 

100

200

 

300

400

500

 

600

700

 

 

 

Аэродинамическое сопротивление - R, к

0,242

0,492

 

0,748

1,011

1,280

 

1,557

1,850

Коэффициент доставки воздуха, %

0,994

0,986

 

0,980

0,973

0,966

 

0,959

0,950

Коэффициент аэродинамического сопро-

 

 

 

 

0,001

 

 

 

 

тивления - , Н∙с24

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.8.3 Коэффициент утечек воздуха

Коэффициент утечек воздуха для гибких вентиляционных трубопроводов из труб типа 1А и 1Б диаметром 0,6-1,0 м принимается согласно таблице 7.10

или по справочной литературе.

7.8.4 Аэродинамическое сопротивление трубопровода

Расчет аэродинамического сопротивления гибкого вентиляционного тру-

бопровода определять по формулам действующего «Руководства...»

7.8.5 Выбор ВМП

Подача вентилятора, работающего на гибкий или жесткий трубопровод,

определяется по формуле

Qв Qз.п k у т.тр

(7.46)

k ут.тр. - коэффициент утечек воздуха из трубопровода, принимается согласно пункту 7.8.3

Подача вентилятора, установленного на поверхности, на период проходки

стволов при комбинированных схемах проветривания определяется по формуле

Qв Qвс k у т.вн

(7.47)

где Qвс - расход воздуха, который необходимо подавать к всасу ВМП, установ-

ленного в стволе в воздухозаборной камере, м3/мин;

kут.вн - коэффициент, учитывающий подсосы воздуха через вентиляцион-

ный канал и перекрытие ствола; принимается равный 1,35-1,40.

Давление вентилятора, работающего на гибкий вентиляционный трубо-

провод или гибкий комбинированный трубопровод (депрессия трубопровода),

определяется по формуле

h

Q2 R

(

0,59

0,41)2

(7.48)

 

в

в тр.г

 

kут.тр

 

 

Rтр.г - аэродинамическое сопротивление гибкого вентиляционного трубопрово-

да;

Давление вентилятора, работающего на жесткий вентиляционный трубо-

провод (депрессия трубопровода), определяется по формуле

h в

 

Qв2 R тр.ж

(7.49)

 

 

k у т.тр

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При проветривании стволов давление вентилятора, установленного на

поверхности (депрессия сети), определяется по формуле

 

h

 

 

Q 2 R

с

 

(7.50)

в

 

 

 

в

 

k у т.вн

где Rс - аэродинамическое сопротивление сети (вентиляционной установки,

участка ствола со свежей струей, вентиляционной сбойки, участка ствола с ис-

ходящей струей воздуха, нулевой рамы), кμ.

Выбор вентилятора производится путем нанесения расчетного режима его работы Qв и hв (см. рисунок 7.1, точка А), определяемого по формулам

(7.46), или (7.47) и формулам (7.48), (7.49) или (7.50) соответственно, на график

аэродинамических характеристик вентиляторов. При этом для проветривания выработки следует принимать такой вентилятор (или несколько вентиляторов,

установленных последовательно или параллельно), аэродинамическая характе-

ристика которого проходит через точку с координатами расчетного режима Qв

и hв или выше нее.

h, äàÏ à

 

 

 

 

 

240

 

 

 

Б(Q ,h

)

 

 

 

 

 

 

 

 

в.р. в.р.

200

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А(Qв,hв)

 

160

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

120

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

80

 

 

 

 

 

40

 

 

 

 

 

0

1

2

3

4

5 Q, м3

1-аэродинамическая характеристика трубопровода (сети);

2-аэродинамическая характеристика вентилятора

Рисунок 7.1 - Определение режима работы вентилятора

Если аэродинамическая характеристика вентилятора (или нескольких вентиляторов, установленных последовательно или параллельно) проходит выше точки с координатами расчетного режима Qв и hв, то для определения по-

дачи Qв.р и hв.р выбранного вентилятора (вентиляторов) необходимо нанести аэ-

родинамическую характеристику, трубопровода (сети) на график аэродинами-

ческой характеристики вентилятора. Точка пересечения характеристик (см. ри-

сунок 7.1, точка Б) определяет значения Qв.р и hв.р. В этом случае расход воздуха у забоя составит

Qз.п.р

1,69

h

в.р

0,69Qв.р

(7.51)

 

 

R

тр.г

 

 

 

 

Построение аэродинамической характеристики жесткого трубопровода или сопротивления сети выработок производится следующим образом. Задавая значения расхода воздуха 1, 2, 3 и т.д. в м3/с, определяют значения hв (даПа) по формулам (7.49), (7.50). По парным значениям Qв и hв следует нанести на гра-

фике точки и соединить их кривой (см. рисунок 7.1, кривая I).

Аналогичным образом наносится аэродинамическая характеристика гиб-

кого вентиляционного трубопровода и гибкого комбинированного трубопрово-

да. При этом задаются произвольные значения Qз.п в м3/с и для каждого из них определяются: kут.тр, расход воздуха в начале трубопровода (подача ВМП) Qв и

депрессия трубопровода (давление ВМП) по формуле (7.48). По парным значе-

ниям Qв и hв наносятся на графике точки, по которым проводится кривая.

Если нельзя обеспечить подачу требуемого расхода воздуха по одному трубопроводу, то проветривание выработки можно осуществлять по двум или трем трубопроводам.

После выбора ВМП и трубопровода производится проверка расхода воз-

духа в устье тупиковой выработки Qп.р из условия

Qпр

Qв.р

Qn

(7.52)

k

у.тр

 

 

 

где k/ут.тр - коэффициент утечек воздуха в трубопроводе на участке от ВМП до устья тупиковой выработки; определяется по справочнику или эксперимен-

тально.

При проведении подготовительных выработок большого сечения ( 15м2)

в свету подача воздуха в выработку нагнетательным вентилятором должны быть в два раза больше производительности пылеулавливающей установки, но не менее расчетного количества определенного по метановыделению в выра-

ботку, или по другим факторам.

7.8.6 Расход воздуха в месте установки ВМП

Расход воздуха в месте установки ВМП должен удовлетворять следую-

щим условиям:

для любого, отдельно установленного, ВМП

Qвс 1,43Qв k р

(7.53)

для любой группы ВМП, работающих на разные трубопроводы и уста-

новленных в одном месте

Qвс 1,430k p Q

в

(7.54)

 

 

где Qв - подача ВМП при длине тупиковой выработки на отдельные пе-

риоды, для которых выполняется расчет; определяется согласно разделу 7.8.5; kр - коэффициент, принимаемый равным 1,0 для ВМП с нерегулируемой

подачей и 1,1 - для ВМП с регулируемой.

Примечания 1 ВМП, работающие на один трубопровод, следует рассматривать как один вентилятор.

2 ВМП считаются установленными в одном месте, если расстояние между ними не превышает 10 м; при расстоянии от ближайшего ВМП более 10 м вентилятор считается установленным отдельно.

7.9 Подача вентиляционной установки

Подача вентиляционной установки, если утечки воздуха определяются по нормам, рассчитывается по формуле

Qв Qшi Qу т.вн

(7.55)

где Qшi - расход воздуха, поступающий, из шахты к данному вентилятору (по-

даваемый в шахту данным вентилятором), м3/мин;

Σ Qут.вн - утечки воздуха через надшахтные здания в вентиляционный канал, м3/мин.

Если утечки учитываются коэффициентом внешних утечек, то

Qв

Qшi k у т.вн

(7.56)

Подача вентиляционной установки с учетом резерва определяется по

формуле

 

 

Qвр

1.14Qв.у

(7.57)

Утечки воздуха через надшахтные здания вертикальных стволов, обору-

дованных подъемами, и через вентиляционные каналы приведены в таблицах

7.13 и 7.14, а значения kут.вн - в таблице 7.15.

Таблица 7.13 - Нормы утечек воздуха через надшахтные здания и их аэродина-

мические сопротивления при h= 200 даПа

 

 

Нормы утечек воздуха через здания (м3/мин) и аэродинамическое сопротивление

Тип зда-

(кμ) при площади наружных стен и перекрытий надшахтного здания, включая копер, м

до100

100-

300-

500-

1000-

1500-

2000-

3000-

4000-

5000-

6000-

7000

ния

 

300

500

1000

1500

2000

3000

4000

5000

6000

7000

и бо-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

лее

Скипового

-

-

670

780

950

1080

1200

1400

1550

1700

1850

2000

ствола

 

 

1,6

1,2

0,8

0,6

0,5

0,37

0,30

0,25

0,21

0,18

Клетевого

90

190

380

690

850

980

1100

1200

 

 

 

 

ствола

88,9

19,9

5,0

1,5

1,0

0,8

0,6

0,5

 

 

 

 

Примечание – В числителе даны утечки воздуха, а в знаменателе -аэродинамическое сопротивление

Таблица 7.14 - Нормы утечек воздуха через вентиляционные каналы и их

аэродинамические сопротивления при h = 200 даПа

Площадь поперечного сечения

Нормы утечек

Аэродинамическое со-

вентиляционного канала, м2

воздуха, м3/мин

противление, кμ

до 5

200

18,0

5-10

300

8,0

10-15

500

2,9

15-20

600

2,0

20-25

750

1,3

более 25

820

1,1

Таблица 7.15 - Значения коэффициента внешних утечек воздуха

 

Значение коэффициента внешних утечек kут.вн, в зави-

Место установки вентилятора

симости от количества проходящего воздуха, мз/мин

 

до 1500

1500-4000

4000-6000

Более 6000

Вентиляционные стволы (шурфы),

1,2

1,10

1,10

1,10

не используемые для подъема

 

 

 

 

Шурфы, используемые для спуска

1,25

1,20

1,15

-

людей или материалов

 

 

 

 

Шурфы с передвижными вентиля-

1,30

1,20

-

-

ционными установками

 

 

 

 

Утечки воздуха в таблицах 7.13, 7.14, 7.15 соответствуют перепаду дав-

ления 200 даПа, а для других перепадов они должны быть пересчитаны по формуле

Q у т.вн Q у т.н

 

h

 

(7.58)

 

200

 

 

 

 

При нагнетательном проветривании утечки следует увеличить на 13%.

Аэродинамическое сопротивление надшахтного здания (сооружения) рас-

считывается по формуле

R н.з

200

(7.59)

 

Q2

 

у т.вн

 

где Qут.вн - утечки воздуха через надшахтное здание (сооружение), м3/с;

Q

 

Qш (k у т.вн

1)

(7.60)

у т.вн

60

 

 

 

 

 

Утечки воздуха через устья наклонных стволов при наличии надшахтных зданий принимаются равными утечкам через надшахтные здания клетевых стволов, а при отсутствии надшахтных зданий рассчитываются как для шлюзов. Общие внешние утечки равны сумме утечек через надшахтные здания и вентиляционный канал.

При установке вентиляторов на вентиляционных стволах, не используемых для подъема, и на шурфах все внешние утечки воздуха учитываются коэффициентом внешних утечек kут.вн .

При работе вентиляторов на нагнетание значения этого коэффициента должны быть увеличены на 0,15, а при наличии резервных вентиляторов на 0,17.

Для ориентировочного определения подачи вентиляционных установок коэффициент, учитывающий утечки воздуха через надшахтные сооружения и каналы вентиляторов, следует принимать равным: для случаев установки вентиляторов на скиповом стволе 1,25; на клетьевом - 1,2; на стволах и шурфах, не используемых для подъема - 1,1; на шурфах, используемых для подъема и спуска материалов - 1,3.

Подача вентиляционных установок при строительстве шахт после сбойки стволов рассчитывается для отдельных периодов в зависимости от изменений схемы проветривания и расхода подаваемого в шахту воздуха.

Если отношение диаметров рабочих колес вентиляторов для проветривания в начальный и последующий периоды меньше 1,3 и продолжительность начального периода меньше четырех лет, следует принимать постоянный вентилятор на весь срок строительства. При невыполнении этого условия целесообразно предусматривать периодическую замену вентиляторов или только их двигателей.

8. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ГЛАВНЫХ ВЕНТИЛЯЦИОННЫХ УСТА-

НОВОК

8.1. Вентиляторы для одиночной работы

Исходными данными для выбора вентилятора и проектирования главной вентиляционной установки (ГВУ) являются требуемые аэродинамические рабочие режимы вентилятора, представляющие совокупность значений (Qв и hв) - подачи и статического давления вентилятора для различных периодов эксплуатации.

Продолжительность и количество периодов эксплуатации j вентиляцион-

ной установки определяются изменением режима проветривания шахты по по-

даче и (или) давлению, обусловленным развитием горных работ (в том числе и в период строительства шахты), технологией угледобычи и расчетным сроком службы установки.

При выборе вентилятора предпочтение отдают тому, рабочая область ре-

жимов которого включает все расчетные режимы Qвj , hвj . Сводные графики рабочих областей вентиляторов приведены на рисунках 8.1 и 8.2 и в каталоге продукции Артемьевского машзавода («Вентпром»).

Рисунок 8.1 – Сводный график рабочих областей вентиляторов с постоянной

частотой вращения

Рисунок 8.2 – Сводный график рабочих областей вентиляторов, регулируемых по частоте вращения

Дополнительно приведены характеристики новых вентиляторов Артемьв-

ского машзавода («Вентпром»), устанавливаемых на поверхности земли для проветривания шахт и отсоса газовоздушной смеси (рисунки 8.3-8.6).

Рисунок 8.3 – Аэродинамические характеристики вентилятора ВЦП-16М

Техническая характеристика ВЦП-16М

 

Диаметр рабочего колеса, мм

1600

 

Подача, м3/с:

 

 

Номинальная

20

30

В пределах рабочей зоны

8-32

10-46

Давление, даПа:

 

 

Номинальное

310

700

В пределах рабочей зоны

85-460

200-920

КПД вентилятора

0,87

 

Частота вращения рабочего колеса, мин-1

490/730/975

1470

Мощность электропривода, кВт

60/90/120

200

Напряжение, В

380

 

Габариты (без реверсивного устройства), мм:

 

 

Ширина

2520

 

Длина

4870

 

Высота

2900

 

Масса вентилятора, кг

6750

 

Масса с реверсивным устройством, кг

9550

 

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]