Розрахунок провітрювання стволів при їх проходці

Основним способом провітрювання стволів при проходці є нагнітальний, який здійснюється за допомогою вентиляторної установки, розміщеної на поверхні. Повітря у вибій подається по трубам, які прикріплені до кріплення або підвішені на канатах. Діаметри труб, що рекомендуються до застосування, в залежності від глибини і діаметра стволів можуть бути обрані по графікам (рис.1). Характеристика трубопроводів наведена в табл.1.

Розрахунок провітрювання вертикальних стволів при їх проходці полягає у визначенні кількості повітря, яке необхідно подати у вибій; дебіту і депресії вентилятора і виборі вентилятора за цими характеристиками.

Кількість повітря, яке необхідно для провітрювання при проходці стволу, визначається по витратам ВР, газовиділенню, найбільшій кількості робітників, мінімальній швидкості руху повітря і по тепловому фактору.

Кількість повітря для провітрювання стволу по витратам ВР.

Де - площа перерізу вгорні, ; Т – час провітрювання вибою (); B – кількість ВР на одне підривання, кг; - газовість ВР (100 л/кг – при підриванні по вуглю; 40л/кг – по породі); - глибина стволу, м; – коефіцієнт, який враховує обводненність стволу:

Сухі (приток до 1 /год) і обводненні глибиною до 200м – 0,8

Обводненні (до 6 /год), глибиною більше 200м – 0,6

Обводненні (6-15 /год) – 0,3

Обводненні (>15 /год) – 0,15

– коефіцієнт витоків повітря

Де – питомий стиковий коефіцієнт проникненності повітря, залежить від якості з’єднання ланки (гарне – 0,001 – 0,002; задовільне – 0,002 – 0,005); - довжина трубопровода (приймається рівній довжини ствола), м; - довжина ланки труби, м; – аеродинамічний опір трубопровода, :

Де - коефіцієнт аеродинамічного опору, ; r – питомий аеродинамічний опір, (див. табл..1)

Для глибоких стволів при визначенні кількості повітря замість представляють

Де – коефіцієнт турбулентності дифузії, який приймається із співвідношення ; =15м – відстань від кінця вентиляційної труби до вибою стволу, м; - приведений діаметр вентиляційного трубопроводу, який залежить від розміщення його в перерізі стволу, м (по центру стволу =2 ; біля стіни =1,5 );

	7,72	9,6	12,1	15,8	21,85	30,8	48,1
	0,46	0,529	0,6	0,672	0,747	0,81	0,873

2)Кількість повітря для провітрювання стволу по газовиділенню

Де С=1% - максимально припустимий вміст метану у вихідному вентиляційному струмені; - вміст метану у вентиляційному струмені, що надходить; - сумарне метановиділення з вугільного пласта та відбитого вугілля,

Де - діаметр стволу в чорні,м; m – потужність пласта, який перетинається,м; x – металоносність пласта, =0,000083-0,000166 - газовиділення з 1 т вугілля. Більші значення приймаються при газоносності пласта х<16 .

3) Кількість повітря для провітрювання стволів за найбільшою кількістю людей

Де - найбільша кількість людей, які одночасно працюють у вибої

4) Кількість повітря для провітрювання стволів за мінімальною швидкістю руху повітря.

Де =0,15 – мінімально припустима швидкість повітря у виробки.

Для подачі у вибій приймають найбільшу кількість повітря, яку отримали по вищенаведеним формулам.

Тоді, подача вентилятора приймається

5) Кількість повітря для провітрювання стволу по тепловому фактору:

Де =0,5 – мінімально припустима швидкість повітря по виробці за тепловим фактором (приймається

Аеродинамічний опір трубопроводу

Витрати повітря на виході з трубопроводу приймають рівним її розрахунковій кількості для провітрювання при вибійного простору.

Депресія вентилятора при застосуванні трубопроводів

Де - сума втрат тиску на здолання поворотів трубопроводу та інших місцевих опорів, Па.

Для кожного повороту трубопроводу втрати тиску

Де - кут повороту,рад; - кут повороту трубопроводу,град; - середня швидкість руху повітря в трубопроводі на прямолінійній дільниці, .

Вибір вентиляторів для провітрювання стволів

По розрахунковим вентиляційним параметрам і визначають по таблицям найближчий більший типорозмір вентилятора місцевого провітрювання. При необхідності застосовують сумісне підключення декількох вентиляторів: послідовне, паралельне.

1 =9,81

Приклад. Обрати вентилятор для провітрювання стволу глибиною 1000м при його проведенні по буро підривній технології при наступних умовах: =7,2м; вентилятори ВР на одне підривання В=360кг, час провітрювання після підривання робіт Т=30 хв,потужність вугільного пласта m=1,1 м, метаноносність вугілля q=10 , діаметр вентиляційних труб =900мм, температура в стволі 25°С, кількість працюючих у вибої – 7.

Розв’язання

Визначаємо аеродинамічний опір трубопроводу:

Розрахунковий коефіцієнт втечі трубопроводу:

Визначаємо необхідну кількість повітря для провітрювання вибою.

- по витратам ВР

- по фактору газовиділення

- по кількості людей

- по лінійній швидкості руху повітря

- по тепловому фактору

Приймаємо максимальне значення (по тепловому фактору)

Подача вентилятора

Витрати депресії на повороті трубопроводу в ствол

Тоді депресія вентилятора

Обираємо по значенням і 2 вентилятора ВЦГД-8, які встановлені послідовно.

Задача 7

Обрати вентилятор для провітрювання стволу глибиною 475м при умовах: , витрати вибухової речовини на одне підривання 122,5кг вугільного пласта m=1,1м. Метанонасиченість вугілля q=10 . Діаметр вентиляторних труб 0,7м, кількість працюючих і вибої 7 чол.