2. Методика расчета вентиляторной установки главного проветривания

2.1. Определение потребных подачи и давления вентиляторной установки

В соответствии с [5] потребные подачи и давление вентиляторной установки могут быть найдены по вычисленным в процессе расчета шахты значениям и следующим образом:

, (1)

где – коэффициент, учитывающий утечки или подсосы воздуха через неплотности в надшахтных зданиях, каналах и лядах установки, который в зависимости от места расположения вентиляторной установки можно принимать: у скиповых столов – 1,25; у стволов и шурфов, не используемых для подъема – 1,10; у шурфов, используемых для подъема и спуска материалов – 1,30;

, (2)

где – коэффициент, учитывающий потери давления в каналах вентиляторной установки; принимается равным 0,9;

– коэффициент, учитывающий потери давления в местных сопротивлениях вентиляционной сети; принимается равным 0,9;

– давление естественной тяги; так как противодействующая вентилятору в летнее время года естественная тяга обычно невелика, а в зимнее время года последняя помогает проветривать шахту, то при проектировании вентиляторной установки ее, как правило, не учитывают.

Таким образом, подставив в формулы (1) и (2) значения и из графика изменения вентиляционных параметров во времени (см., например, рис.1) в начале и конце каждого периода проветривания шахты, получим: , где – потребные подачи вентилятора в различные периоды эксплуатации установки; – потребные давления вентилятора в различные периоды эксплуатации установки в начале (') и конце ('') каждого периода.

После вычисления указанных параметров строят график изменения потребных подач и давлений вентиляторной установки во времени (аналогичный по форме графику изменения вентиляционных параметров шахты во времени, но с иными значениями и ). Этот график и служит основой для расчета шахтной вентиляторной установки главного проветривания.

При упрощенном расчете вентиляторной установки по вычисленным (или заданным) значениям , и по формулам (1) и (2) находятся только потребные , и вентиляторной установки.

2.2 Выбор типоразмера вентилятора и способа его регулирования

На основании полученных выше данных о минимальных и максимальных значениях потребных подач и давления вентиляторной установки по сводным графикам зон промышленного использования шахтных вентиляторов главного проветривания, приведенных в Приложении Ι на рис. 1.1 – 1.3 производится выбор вентилятора, в зону промышленного использования которого входят точки с координатами ( , ) и ( , ).

Описание возможных и рекомендуемых для различных типоразмеров вентиляторов способов регулирования приведено в предыдущем разделе (см. 1.1). При выборе способа регулирования данного типоразмера вентилятора следует руководствоваться следующими положениями:

В том случае, если обе точки с координатами ( , ) и ( , ) входят в зону промышленного использования вентилятора при данной частоте его вращения и числе лопаток рабочих колес, то регулирование режима работы следует предусматривать только поворотом лопаток направляющих аппаратов (у центробежных вентиляторов ВЦ и ВЦД) или поворотом лопаток рабочих колес в сочетании с тонким регулированием лопатками спрямляющее-направляющего аппарата (у осевых вентиляторов ВОД)⁶.

В том случае, если в зону промышленного использования входит только точка с координатами ( , ), а вторая находится вне этой зоны, то следует предусмотреть дополнительно грубое регулирование изменением частоты вращения вентилятора путем замены двигателя на другой с иными оборотами и мощностью (у ВЦ и ВЦД) или снятием половины лопаток на втором рабочем колесе (у ВОД)⁷.

В том случае, если для обеспечения потребных подачи и давления подходят два или более вентиляторов разных типоразмеров, то вентиляторную установку следует оборудовать такими вентиляторами и приводом, при которых приведенные затраты на сооружение и эксплуатацию установки получаются наименьшими. При выполнении курсовой работы или специальной части дипломного проекта по шахтным вентиляторным установкам окончательный выбор типоразмера, его привода и способа регулирования производится на основании технико-экономического сравнения вохможных вариантов, методика которого приведена в [2]. В остальных случаях проектирования вентиляторной установки предпочтение обычно отдается вентилятору, имеющему меньшие размеры и массу, а также более высокое значение к.п.д., среднего за время эксплуатации установки.