4. Расчёт вентиляции

Шурфы глубинной более 10 м проветриваются только искусственным способом с помощью вентиляторов и трубопроводов.

Для проветривания шурфа предварительно принимаем матерчатые прорезиненные трубы диаметром 300 мм, характеристики которых приведены в табл.4.2, и вентилятор СВЦ-78, характеристики которого приведена в табл.4.1.

Таблица 5.1 - Характеристика вентилятора СВЦ-78

Тип двигателя	Бензиновый
Подача, м3/ час	1060
Давление воздуха, МПа	0,40
Масса (с приводом), кг	25-30

Таблица 5.2 - Характеристика прорезиненных труб

Диаметр труб, м	Коэффициент аэродинамического сопротивления (α), Н·с2/м4	Вес звена (кг) при длине (м) при
		5	10	20
0,3	0,00045	6,0	12,6	24,3

Вентиляционные трубы подвешивают на тонком тросе. По мере проходки вентиляционные трубы наращивают.

Общепринятая схема вентиляции принимается нагнетательная. Для исключения рециркуляции загрязненного продуктами взрыва воздуха вентилятор в соответствии с требованиями ПБ должен располагаться на расстоянии не менее 10 м от устья шурфа, а конец трубопровода - не далее 3-5 м от забоя шурфа.

Необходимое для проветривания количество воздуха определяется по максимальному расходу взрываемого за цикл ВВ и числу работающих в шурфе людей. Для выбора вентилятора принимают большую из подсчитанных величин.

Для нагнетательной схемы проветривания расчет количества воздуха Q по расходу ВВ определяется по формуле П.И. Мустеля:

где t - время проветривания, (принимаем 30 мин);

А - расход ВВ на один взрыв, на втором участке, кг;

S_вч- площадь поперечного сечения шурфа в проходке, м²;

Н - глубина шурфа, м.

Вычисляем:

Количество воздуха по числу работающих людей:

Q = 6·n , м³ /мин,

где n-число работающих людей в забое;

6 - норма воздуха на одного работника, м³/мин.

Так как на одного человека предусмотрено 2м² площади сечения, а S_сеч=4 м², следовательно принимаем n=1 человек

Вычисляем:

Q = 6·1 = 6 м³/мин

Для выбора вентилятора следует знать депрессию трубопровода, которую ориентировочно можно установить по формуле:

h = Ку·R·Q²,Па,

где Ку - (1.01 — 1.05)- коэффициент утечек:

R - аэродинамическое сопротивление трубопровода;

где α- коэффициент аэродинамического сопротивления труб;

L - длина трубопровода, м:

d - диаметр труб, м.

Вычисляем:

Сравнивая характеристики вентилятора СВЦ-78 с расчетными значениями Q(по расходу ВВ) и h, делаем вывод, что нужно устанавливать 2 вентилятора СВЦ 78 последовательно, для увеличения подачи воздуха.

5. Проектирование погрузки породы и расчет шурфопроходческого подъёма

Из-за отсутствия специализированной техники погрузка породы в шурфах выполняется вручную в бадьи емкостью 0,3-0,18 м³. Перед погрузкой забой шурфа приводится в безопасное состояние. Для защиты людей от возможного падения кусков породы или иных предметов пре­дусматривают предохранительные полки. Ручной погрузкой занимается обычно один человек. На загрузку бадьи затрачивается 2-4 мин, на выгрузку ее на поверхности 0,6-0,8 мин. Средняя производительность погрузки породы вручную изменяется в диапазоне 0,6-1,4 м³/час.

Для подъема бадей с породой, спуска и подъема людей и материалов используются ручные или механические подъемные установки.

Для подъема породы при проходке шурфов глубиной более 2,5 м наиболее эффективно применение воротков с механическим приводом (МГВ, КМШ-1), механических подъемников (ПМШ-2М), шурфопроходческих кранов (КШ-1М, КШ-2М, «Малютка»)(табл.5.2).Применяем шурфопроходческую бадью типа БШ-0,18 (табл.5.1).

Таблица 5.1 Характеристика шурфопроходческой бадьи

Показатели	Типоразмер э
	БШ-0,15
Вместимость, м	0,15
Грузоподъемность, H	1750
Диаметр, мм	600
Масса, кг	75
Таблица 5.2 - Характеристика оборудования шурфопроходческого подъема
Показатели		Тип оборудования
		МГВ	КМШ-1	ПМШ-2М	КШ-2М		«Малют­ка»
Грузоподъемность, кН		2,0	1,25	1,96	2,5		1.0
Скорость подъема, м/с		0,45	0,40	0,73	0,8		0,6
Мощность двигателя, кВт		2,8	1,0	3,0	4,0		1,4
Канатоемкость, м		40	25				35
Диаметр каната, мм		7,578	4,45				9,0
Масса, кг		380	123	543	2500		280

Предварительно принимаю канат диаметром 4.8 мм при расчётном сопротивлению разрыву 1300МПа.

Для выбора диаметра каната необходимо определить условный расчетный вес его 1 метра:

где σ_в- предел прочности проволок каната на разрыв, МПа;

m= 7.5- коэффициент запаса;

у_о = 10500H/м³ - фиктивный удельный вес каната, Н/м³ ;

Н_о = Н_ш + H=32+1,5=33,5(м) - максимальная высота отвеса каната, м;

Н_ш =32 (м) - глубина шурфа, м;

Н=1,5 - высота от поверхности земли до оси барабана (шкива) подъемной установки, м;

Q_k = Q_m + Q - концевая нагрузка, Н;

Qm=900+150=1050 (Н) - вес бадьи с прицепным устройством, Н;

Q - вес груза в бадье, H.

где V_б =0,18м³- емкость бадьи, м³ ;

γ₁=ρ₁∙q =1500 9,8=14700 Н/м³ - объемный вес первой породы,

γ₂= ρ₂∙q =2300 9,8=22540 Н/м³- объемный вес второй породы;

γ1<γ2

Принимаем γ=22540 Н/м³

γ _в =9800Н/м³- объемный вес воды, Н/м³;

К_р=0,16 +1,34 - коэффициент разрыхления породы;

К_р=0,16 +1,34=1.79

К_n = 0,5- коэффициент заполнения пустот в породе водой.

Вычисляем:

По расчетной величине Р принимаю канат, характеристики которого приведены в таблице 5.3, который затем проверяется на фактический запас прочности.

Таблице 5.3 – Характеристика подъемного каната.

Диаметр, мм		Площадь сечения, мм2 мм		Расчет­ный вес 100 м, Н		Разрывное усилие. кН при расчет­ном сопротивлении разрыву_,МПа
Каната	Проволок					1300	1600	1800
4,8	0,31		8,6		81,5	11	13	15

Мощность электродвигателя механической подъемной установки определяется по формуле:

где k =1,1– коэффициент сопротивлений;

- максимальная скорость подъёма, м/с.

η =0,8– КПД редуктора подъемной установки;

Вычисляем:

По расчетной величине N и диаметру каната выбираем механическую подъемную установку. Принимаем установку «КШ-2М» характеристики которой приведены в таблице 6.2.

Полный цикл механического подъема:

где

λ = 1.2 - средняя скорость подъема, м/с.

t_в =40 с -время выгрузки бадьи;

t₀ =10с -время отдыха и перецепки бадей в шурфе;

Вычисляем:

Время загрузки бадьи:

где V_б - емкость бадьи, м³;

q =1.3/3600=0,0003 - производительность погрузки, м³/с.

Вычисляем:

Принимаем: T_n =600c.