1. Характеристика шахти.

Розглянута шахта розташована в центральному районі Донбасу і відпрацьовує запаси трьох крутопохилих пластів ( 55 град.), потужністю відповідно М1 = 1,5 м.; М2 = 1,5 м.; М3 = 1,0 м. Шахтне поле має наступні розміри: по простяганню - 5000 м.; по падінню - 1200 м. Усі шари є небезпечними по газу і пилу , а сама шахта відноситься до понадкатегорійних

Шахтне поле розкрите двома центрально подвійними вертикальними стволами глибиною 700 м. На шахті прийнята поверхова схема підготовки зі спадним порядком відпрацьовування поверхів у межах шахтного поля. Для виконання плану вуглевидобутку передбачене відпрацьовування одночасно всіх трьох пластів у межах поверху. При цьому на пласті М1 одна лава, а на двох інші по дві. У межах поверху прийнятий прямий порядок відпрацьовування запасів. Виїмка вугілля на пластах М1 і М3 ведеться за допомогою відбійних молотків, на пласті М2 - мех. комплексами.

Для розвитку гірничих робіт ведуться підготовчі роботи на нижче розташованому горизонті, що характеризується проведенням центрального квершлагу.

На основному горизонті розміщені камери цпп, складу вм і електрогараж. Провітрювання цих виробок згідно пб - відособлене, пб.

Більш детально параметри розглянутої шахти приведені в завданні на роботу.

2. Вибір схеми і способу провітрювання шахти.

Самим завданням на проект запропонована детальна схема провітрювання шахти. Ця схема є характерною для шахт центрального району Донбасу, що розробляють круті пласти вугілля, що з’ясовано тими достоїнствами, що їм властиві, а саме:

- швидке введення шахти в експлуатацію;

- малі капітальні витрати при підготовці горизонтів і шахти в цілому;

- концентрація поверхневого комплексу;

- наявність тільки однієї діючої установки головного провітрювання.

На цій же схемі є недоліки, такі як: великі загально шахтні витоки повітря, велика довжина вентиляційного струменя і, відповідно, великі коливання депресії.

Часткове усунення зазначених недоліків знайде відображення в наступних розділах проекту.

Відповідно до вимог ПБ на газових шахтах необхідно використовувати тільки усмоктувальний спосіб провітрювання. Дана умова порозумівається тим, що в процесі провітрювання підземних виробок, створене розрядження в атмосфері шахти сприяє короткочасному запиранню газів, зокрема метану, у вугільних пластах і породах, що вміщають, що знижує на деякий період газовиділення і сприяє підвищенню безпеки при аварії.

Передумови вибуху метану, що проходить через вентилятор, усуваються з дотриманням мір безпеки і вимог ПБ

3. Розрахунок кількості повітря для провітрювання шахти.

Розрахунок кількості повітря для провітрювання шахти виконується відповідно до ПБ , "Посібника з проектування вентиляції вугільних шахт" (Київ, Основа, 1994), навчальною літературою, що рекомендується до вивчення предмета "Аерологія гірничих виробок".

Загальна кількість повітря, необхідного для провітрювання шахти, визначається по формулі:

=1,1(3268+370+907+0+546) =

= 5600 м³/хв

(3.1)

де:

1,1 - коефіцієнт враховуючий нерівномірність розподілу повітря;

Qуч - сума кількості повітря для провітрювання виїмчих ділянок, м³/хв;

Qпш - сума кількості повітря для відособленого провітрювання підготовчих виробок, проведених за межами виїмчих ділянок, м³/хв;

Qк - сума кількості повітря для відособленого провітрювання камер, м³/хв;

Qв - сума кількості повітря для відособленого провітрювання підтримуваних і виробок, що погашаються, м³/хв;

Qут - сума витоків повітря через вентиляційні спорудження за межами виїмчих ділянок, м³/хв.

3.1. Визначення кількості повітря

для провітрювання виїмчих ділянок,

Розрахунок кількості повітря для провітрювання виїмчих ділянок виконується по кількості повітря, необхідного для провітрювання очисної виробки і перевіряється по кількості людей. Тому спочатку варто зробити розрахунок кількості повітря для очисних виробок, з огляду на ПБ.

3.1.1. Розрахунок кількості повітря для провітрювання

очисних виробок по пласту вугілля.

Розрахунок по виділенню метану (вуглекислого газу):

(3.2)

де:

Qоч - кількість повітря, необхідне для провітрювання очисної

вироблення, м³/хв;

Iоч - очікуване середнє газовиділення в очисному виробленні, м3/хв;

К_Н - коефіцієнт нерівномірності газовиділення;

С - припустима концентрація газу у вихідній з очисної виробки в

вентиляційному струмені, % відповідно до ПБ ;

С₀ - концентрація газу, що надходить в очисну виробку в вентиляційному струмені, визначається за результатами вимірів, а при проектуванні варто приймати згідно ПБ та "Керівництва ...".

Розрахунок по кількості людей:

=6 · 16 · 1,20 = 115 м³/хв (3.3)

де:

n_ч - найбільше число людей, що одночасно працюють в очисній виробці в зміні.

Перевірка по швидкості руху повітря.

Перевірці підлягає найбільше Q_оч з вище приведених розрахунків.

По мінімально припустимій швидкості руху повітря в очисній виробці:

=60·5,2·0,25·1,2=93 м³/хв. (3.4)

де:

Sоч.max - максимальна площа поперечного переріза привибійного простору очисної виробки у світлі, м²,при механізованих кріпленнях приймається відповідно до технічної характеристики кріплення, а при індивідуальному кріпленні розраховується по формулі:

= 0,9·1,5·3,88= 5,2 м² (3.5)

де:

bmax - максимальна ширина привибійного простору, м, приймається відповідно до паспорта кріплення і керування покрівлею.

Vmin - мінімально припустима швидкість руху повітря в очисній виробці, м/с, приймається згідно ПБ п. 3.1.4.

Коз, Кз - див. формули вище.

По максимальній швидкості повітря в очисній виробці:

= 60·4,02·1,6·1,2=1157 м³/хв (3.6)

де:

Sоч.min - мінімальна площа поперечного переріза привибійного простору очисного вироблення у світлі, м² при механізованих кріпленнях приймається згідно таблиці 4 , а при індивідуальному кріпленні розраховується по формулі:

=0,9·1,5·2,98=4,02 м² (3.7)

де:

Кз - коефіцієнт, що враховує захаращеність привибійного простору: при m=0,55 - 1,0м , Кз=0,9; при m>1,0м , Кз=0,95

m - потужність пласта, що виймається, м.

bmin - мінімальна ширина привибійного простору, м, приймається відповідно до паспорта кріплення і керування покрівлею.

Vmax - максимально припустима швидкість повітря в очисній виробці, м/с, приймається згідно ПБ п. 3.1.4.

При послідовному провітрюванні підготовчих і очисних вироблень треба робити перевірку по продуктивності ВМП:

(3.8)

590 314 м³/хв

де:

Q_вс - кількість повітря, яку необхідно подавати до всасу ВМП, м³/хв; визначається по формулі:

=1,43·200·1,1=314,6 м³/хв (3.9)

де:

Qв - продуктивність ВМП для провітрювання підготовчої виробки, м³/хв.

Кр - коефіцієнт резерву ВМП.

Приймаю Qоч = 320 м³/хв.