Провітрювання підземної гірничої виробки

МОСКОВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ГЕОЛОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

імені Серго Орджонікідзе

Кафедра Гірського справи

ПІДСУМКОВЕ ЗАВДАННЯ № 2

ТЕМА: «Розробити паспорт провітрювання підземної гірничої виробки»

Варіант № 14

Виконав: студент групи

______________

Керівник: професор ______________

___________________________

-2006р .-

Вихідні дані:

1. Вибір схеми провітрювання

Основним завданням провітрювання тупикових виробок є підтримування встановлених Правилами безпеки параметрів рудничної атмосфери. При проходці виробках протяжністю понад 300 м правилами безпеки рекомендується комбінований спосіб провітрювання з поєднанням нагнітального і всмоктуючого способів. Він дозволяє до максимуму скоротити час видалення газів і особливо доцільний для провітрювання протяжних виробок великою площею перерізу, а також при швидкісних проходках.

Враховуючи те, що задана гірнича виробка має велику протяжність (400м), площа поперечного перерізу - 9,8 м ^2, приймаємо комбінований спосіб провітрювання. При його використанні по всій довжині трубопроводу прокладається тільки всмоктуючий трубопровід, а в привибійній частині вироблення - трубопровід, по якому в робочу зону подається повітря з незабрудненій частині вироблення.

Нагнітальний вентилятор повинен знаходиться від вибою виробки на відстані не менше довжини зони покидька газів L _з.о.. Величина L _з.о зазвичай лежить в межах 50-90 м.

Знайдемо довжину зони покидька газів за формулою: , Де

- Кількість одночасно підриваються ВР, кг (50 кг);

- Площа поперечного перерізу у світлі, м ² (9,8 м ^2);

- Посування вибою за один цикл, м (1,6 м);

- Густина гірської породи, кг / м ³ (2600 кг / м ^3).

Довжина нагнітального трубопроводу

Всмоктуючий вентилятор монтується у виробленні, провітрюваній за рахунок загальношахтної депресії. Приймаються довжину всмоктуючого трубопроводу 390 м, тому що всмоктуючий трубопровід встановлюється на відстані не менше 10 м від вибою.

2. Розрахуємо необхідну кількість свіжого повітря, що подається на забій і необхідного для розрідження і винесення шкідливих газів:

На підставі вихідних даних та Правил безпеки подачі повітря розраховується по вуглекислому газу, по газах від вибухових робіт, по пилу і найбільшому числу одночасно працюючих у виробленні людей.

Оскільки проектована виробіток не небезпечна по вибуху газу і пилу розрахунок з даного фактору не ведемо.

Расчетаем подачі свіжого повітря для розрідження шкідливих газів від вибухових робіт при комбінованому способі провітрювання:

Кількість повітря виходячи з розведення газів після підривних робіт по сухих породам, за формулою В.І. Вороніна для нагнітального вентилятора

- Довжина зони покидька газів при вибуху, рівна ≈ 67,58 м;

- Фактична газовій ВВ, тобто обсяг умовної окису вуглецю, що виділяється при вибуху 1 кг ВР, л / кг (40 л / кг);

- Тривалість провітрювання, хв (відповідно до ПБ , ).

Витрата повітря в забою усмоктувальним вентилятором при відсутність перемички на кордоні зони покидька газів:

Кількість повітря виходячи з мінімальної швидкості руху повітря.

Для ефективного виносу пилу з вироблення, швидкість руху повітря по виробленню повинна бути не нижче 0,3 м / с. З урахуванням цього, подача повітря за пиловим чинником складе:

Кількість повітря за кількістю людей одночасно працюючих у вибої.

Якщо у виробленні не ведуться роботи, пов'язані з пилоутворення та відсутні інші шкідливі речовини, подача повітря повинна становити не менше 6 м ³ / хв на кожну людину, вважаючи за найбільшою кількістю людей у виробленні:

,

- Кількість людей у вибої.

Таким чином, для подальших розрахунків приймаємо кількість повітря на забій, виходячи з умови мінімальної швидкості руху повітря

Витрата повітря в забою усмоктувальним вентилятором при відсутності перемички на кордоні зони покидька газів (щоб уникнути рециркуляції повітря):

3. Вибір типу і діаметру вентиляційного трубопроводу

Діаметр вентиляційних труб вибирається з розрахунку, щоб швидкість по трубопроводу не перевищувала 20 м / сек. Для нагнітального вентилятора приймаємо гнучкі вентиляційні труби.

Технічна характеристика гнучких труб

Діаметр	0,5 м
Тип

	МУ
Тканинна основа	«Чефер» з двостороннім ПХВ покриттям
Маса 1 м	1,9 кг
Довжина	20 м
Коефіцієнт аеродинамічного опору, Нс 2 / м 4	0,0046

Для всмоктуючого вентилятора приймаємо металеві вентиляційні труби.

.

З огляду на довжину всмоктуючого трубопроводу, для приведення аеродинамічного опору в оптимальний межа значень приймаємо діаметр всмоктувального трубопроводу рівним 0,6 м.

Технічна характеристика металевих труб

Діаметр	0,6 м
Матеріал	метал
Довжина ланки	10 м
Маса 1 м	6 кг
Коефіцієнт аеродинамічного опору, Нс 2 / м 4	0,003

Відстань від кінця нагнітального трубопроводу до забою повинно бути не більше:

Відстань від кінця всмоктувального трубопроводу приймаємо:

4. Розрахунок аеродинамічних параметрів трубопроводів

Аеродинамічними параметрами трубопроводу є аеродинамічний опір, повітропроникність і депресія. По трубах повітря рухається за рахунок різниці тисків у їхніх кінців, які витрачається на подолання опорів, що надаються ними. Аеродинамічний опір трубопроводу при будь-якій формі його перетину визначається за формулою:

, Де

- Коефіцієнт аеродинамічного опору, ;

- Довжина трубопроводу, м;

- Діаметр трубопроводу, м.

Знайдемо аеродинамічний опір трубопроводу:

- Для всмоктувального вентилятора:

- Для нагнітального вентилятора:

Знайдемо повітропроникність трубопроводів:

- Коефіцієнт підсосів для всмоктувального трубопроводу:

, Де

- Коефіцієнт, що характеризує щільність з'єднання ланок трубопроводу.

- Довжина однієї труби, м;

- Довжина всмоктувальної трубопроводу, м;

- Діаметр труб, м;

- Аеродинамічний опір трубопроводу ;

- Коефіцієнт підсосів для нагнітального трубопроводу:

Для гнучких трубопроводів коефіцієнт повітропроникності визначається з урахуванням повітропроникності одного стику, загального числа стиків і діаметра трубопроводу.

Наближено визначається за кількістю стиків в трубопроводів

Депресія вентиляційних трубопроводів:

, Де

- Статична депресія, Па;

- Депресія за рахунок місцевих опорів (зменшення діаметра, повороти трубопроводу), Па;

- Динамічна депресія, Па.

Статична депресія трубопроводу:

, Де

- Коефіцієнт повітропроникності трубопроводу;

- Необхідна подача свіжого повітря, м ³ / с.

- Аеродинамічний опір трубопроводу.

Депресія вентилятора, необхідна для подолання опору трубопроводу і визначається за формулою:

- Для всмоктувального трубопроводу

- Для нагнітального трубопроводу

Депресія на подолання місцевих опорів в гнучкому трубопроводі:

, Де

- Число стиків по всій довжині трубопроводу;

- Коефіцієнт місцевого опору одного стику;

- Швидкість руху повітря в трубопроводі, м / с;

- Щільність повітря, кг / м ^3.

Наближено депресія на подолання місцевих опорів в гнучкому трубопроводі приймається рівною 20% від статичної депресії:

У металевому трубопроводі депресія на подолання опорів на стиках невелика, і нею можна знехтувати.

Динамічна депресія для жорстких і гнучких трубопроводів:

, Де

- Середня швидкість руху повітря в трубопроводі на прямолінійній ділянці;

швидкість руху повітря за правилом безпеки повинен побут не більше 20м / с (в даному випадку умови виконується)

- Щільність повітря, кг / м ^3.

- Для всмоктувального трубопроводу:

- Для нагнітального трубопроводу:

Тепер підрахуємо загальну депресію для всмоктуючого і нагнітального трубопроводу:

- Для всмоктувального трубопроводу:

- Для нагнітального трубопроводу:

5. Вибір типу вентиляторів

Продуктивність вентиляторів визначаємо з урахуванням кількості повітря, необхідного для провітрювання виробок, і коефіцієнта повітропроникності.

Вибір типу нагнітального вентилятора

Нагнітальний вентилятор розташовується не менше 60 метрів від вибою.

Продуктивність нагнітального вентилятора визначається за формулою:

де

- Коефіцієнт повітропроникності нагнітального трубопроводу;

- Найбільша подача повітря в забій, з урахуванням різних факторів.

приймаємо вентилятор ВМ-5М

Продуктивність нагнітального вентилятора ;

Коефіцієнт корисної дії ;

Потужність електродвигуна ; Електродвигун ВАОМ32-2;

Повні тиску 2,4-0,6 кПа

Робочий тиск (2-3,5) .10 ⁵

Діаметр трубопроводу 500-600мм

Вибір типу всмоктуючого вентилятора.

Продуктивність всмоктуючого вентилятора визначається за формулою:

де

- Коефіцієнт витоків всмоктувального трубопроводу;

- Продуктивність нагнітального вентилятора.

Депресія всмоктувального трубопроводу 1895,2 Па. Тому приймаємо вентилятор ВМ-6М

Продуктивність нагнітального вентилятора ;

Коефіцієнт корисної дії ;

Потужність електродвигуна ;

Повний тиск 2,4-0,6 кПа

Робочі тиску (3 - 5) .10 ⁵

Діаметр трубопроводу 600мм

6. Визначення необхідного числа вентиляторів

Потрібне кількість вентиляторів для провітрювання всієї вироблення розраховується за рівнянням:

- Всмоктуючий вентилятор:

, Де

- Депресія всмоктувального трубопроводу;

- Тиск вентилятора, Па.

- Нагнітальний вентилятор:

, Де

- Депресія всмоктувального трубопроводу;

- Тиск вентилятора, Па.

Коефіцієнт 0,85 у формулі вводиться для того, щоб виключити можливість утворення зон розрідження в трубопроводі.

Перевірочний розрахунок потужності приводу вентилятора ВМ-6М

Перевірочний розрахунок потужності приводу вентилятора ВМ-5М

За виробленим розрахунками потужності видно, що тип та марка вентилятора обрані правильно.

7. Складання паспорта провітрювання

Провітрювання горизонтальних гірничих виробок, їх проведення здійснюється у відповідності з паспортом провітрювання. Паспорт провітрювання складається керівником гірських робіт і затверджується головним інженером експедиції або партії.

Усі працюючі у виробленні повинні бути ознайомлені з паспортом під розпис.

Рис. 6. Схема провітрювання штреку.

1 - штрек, 2-нагнітальний вентилятор, 2 - вентиляційна труба, 3 - перемичка; 4 - свіжий струмінь повітря; 5 - відпрацьована струмінь повітря,

6 - всмоктуючий вентилятор.

Список використаної літератури.

1. Несмотряна В.І., Косьянов В.Д. - «Проведення горизонтальних підземних виробок і камер». Видавництво Московської державної геологорозвідувальної академії. Москва 2001р.

2. Лук'янов В.Г., Грібчак Л.Г., Рогов В.Ф., Смирнов Ю.Т., Громов А.Д., Новіков Г.П., Махотін В.В., Крец В.Г., Щукін А . А. - «Довідковий посібник. Проведення горизонтальних гірничорозвідувальних виробок швидкісним методом ». Видавництво «Надра», 1989 р.

3. Братченко Б.Ф., Нечушкін Г.М., Гаркуша Н.Г., Бабак Г.А., Богомолов М.О., Пак В.В., Сидорович В.Г., Дьякова Г.Є. - «Стаціонарні установки шахт». Видавництво «Надра», 1977 р.

4. Муратов В.М., Холопкін Ю.І. - «Довідник механіка підземних геологорозвідувальних робіт». Видавництво «Надра», 1978 р.