4.6 Расчёт проветривания выработки.

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: [26]

Q_з.п. = 100 ^. I_п/(С – С₀), м³/мин; (4.13)

где I_п – 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; (4.14)

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, (4.15)

Q _з.п.с = 60 ^. 0,25 ^. 20,1 = 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, (4.16)

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. (4.17)

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. (4.18)

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, (4.19)

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.