8.2. Выбор схемы проветривания выемочного участка

При выборе схемы проветривания выемочного участка первостепенное значение имеют условия безопасности, а также обеспечение нормальных санитарно-гигиенических условий труда.

Схема проветривания участка должна исключать возможность образования повышенных концентраций метана на сопряжении лавы с вентиляционным штреком и должна обеспечивать:

• наиболее полное обособленное проветривание;

• надёжность проветривания как при нормальном так и при аварийном проветривании;

• благоприятные условия для спасения людей и ликвидации аварий;

• максимальную нагрузку на лаву по газовому фактору и минимальную себестоимость по элементу ”вентиляция”

Проанализировав вышеперечисленное, настоящим дипломным проектом принимается в качестве основной возвратноточная схема проветривания выемочного участка. Свежий воздух подается в лаву по конвейерному штреку, исходящая струя выдается по вентиляционному штреку.

8.3. Проветривание подготовительных выработок

Расчёт проветривания тупиковой выработки включает в себя определение необходимого количества воздуха, требуемой производительности и депрессии вентилятора местного проветривания (ВМП), а также минимального расхода воздуха в месте установки ВМП. На основе полученных значений выбирают оптимальный ВМП из выпускаемых промышленностью для угольных шахт.

Расчёт необходимого количества воздуха (расхода) Q_m для шахт Кузбасса определяется по следующим факторам: метановыделению, разбавлению ядовитых газов после взрывных работ и минимальной скорости движения воздуха. На других месторождениях также производят расчёт по тепловому фактору (глубокие шахты) и по числу одновременно находящихся в выработке людей.

Расчёт количества воздуха по метановыделению производится по формуле:

Q_з.п. = 100 ^. I_п/(С – С₀), м³/мин; (8.14)

где – метанообильность подготовительной выработки, м³/мин.;

С – допустимая концентрация газа в исходящей вентиляционной струе, %;[4]

С₀ – концентрация газа в поступающей вентиляционной струе, %;

Q_з.п. = 100 ^. 4,4/(1– 0) = 440 м³/мин

Расчёт количества воздуха по числу людей рассчитывается по формуле:

Q _з.п.л = 6 ^. n_ч , м³/мин; (8.15)

n_ч – наибольшее число людей, одновременно работающих в забое.

Q _з.п.л = 6 ^. 6 = 36 м³/мин.

Расчёт количества воздуха по минимальной скорости движения воздуха в выработке:

Q _з.п.с = 60 ^. V_min ^. S_св, м³/мин, (8.16)

Q _з.п.с = 60 ^. 0,25 ^. 20 = 300 м³/мин.

Определение требуемой производительности и давления ВМП, выбор ВМП

Из полученных расчетных значений Q_з.п , Q_з.п.л и Q_з.п.с выбирают большее значение Q_зп, на основе которого определяют требуемую производительность ВМП

Q_в = k_ут.тр ^. Q _з.п., м³/мин, (8.17)

где Q_в – производительность ВМП, м³/мин; k_ут.тр – коэффициент утечек воздуха в вентиляционном трубопроводе, k_ут.тр = 1,02

Q_в = 1,02 ∙ 440 = 450 м³/мин.

Давление вентилятора, работающего на гибкий вентиляционный трубопровод (депрессия трубопровода), определяется по формуле

, даПа. (8.18)

где h_в – давление вентилятора, даПа; Q_в – производительность ВМП, м³/с;

R_тр.г – аэродинамическое сопротивление гибкого вентиляционного трубопровода без утечек воздуха ,кμ ;

k _ут.тр – коэффициент утечек воздуха в вентиляционном трубопроводе.

Аэродинамическое сопротивление гибкого вентиляционного трубопровода без утечек воздуха определяется по формуле

R_тр.г.= r ∙ (l_тр. + 20 ∙ d_тр, ∙ n₁ + 10 ∙ d_тр, ∙ n₂), кμ. (8.19)

где r – удельное аэродинамическое сопротивление гибкого вентиляционного трубопровода без утечек воздуха, кμ/м.; n₁, n₂ – число поворотов трубопроводов на 90^° и 45°; d_тр – диаметр трубопровода, м.

R_тр.г= 0,0161 ∙ (150 + 20 ∙ 0,8_, ∙ 2) = 2,9 кμ.

даПа.

Расход воздуха в месте установки ВМП должен удовлетворять следующим условиям:

Q_св = 1,43 ∙ Q_в ∙ 1,1,м³/мин, (8.20)

Q_св = 1,43 ∙ 450 ∙ 1,1 = 707 м³/мин.

По полученным расчётным значениям из специальных сводных графиков выбираем вентилятор ВМЭ-8 с диаметром трубопровода 800 мм.

Вентилятор ВМЭ-8:

Тип, осевой;

Привод, электрический;

Диаметр рабочего колеса, 800 мм;

Подача номинальная / в пределах рабочей области, 10м³/с;

Давление номинальное / полное в рабочей области, 3150Па;

Мощность двигателя, 50 кВт;

КПД вентилятора, 68%;

Масса, 640 кг;

Габаритные размеры ширина/высота, 1310 ∙ 1100 ∙ 950 мм.

Проветривание подготовительных забоев должно обеспечивать:

• удаление из выработки в расчетное время ядовитых газообразных продуктов разложения взрывчатых веществ

• разбавление из выработок взрывчатых и ядовитых газов, выделяющихся из пород и полезного ископаемого

• создание нормальной температуры воздуха в забое и во всей выработке

При составлении схем проветривания необходимо учитывать следующие требования ПБ:

• ВМП должен быть установлен, в выработке со свежей струей на расстоянии не менее 10 м от струи, выходящей из устья тупиковой выработки

• производительность ВМП не должна превышать 70 % от дебита струи, из которой вентилятор забирает свежий воздух

Для данных условий принимаем нагнетательный способ, так как, он применяется в выработках, где из стенок, кровли или почвы выделяются горючие и ядовитые газы, а также обескислороженный воздух.

Достоинства этого способа заключается в интенсивном перемешивании воздуха в призабойном пространстве и разбавлении его со свежем воздухом, поступающим из конца воздухопровода. Исходящая из забоя струя выходит по выработке к устью, захватывая по пути все вредные и взрывчатые газообразные примеси, выделяющиеся из стенок выработки.

К достоинствам следует отнести и то, что возможно применение гибких трубопроводов.

Основной недостаток способа – загазирование всей выработки и необходимость постепенного разбавление этих газов до санитарных норм, что при большом объеме выработок требует установки вентиляторов значительной производительности и труб большого диаметра.

Рис.8.1. Проветривание подготовительной выработок