Расчет необходимого количества воздуха для проветривания шахты

Общий расчет необходимого количества воздуха для проветривания шахты производится по нескольким факторам; по газовыделению; по расходу ВВ; по наибольшему количеству людей; по выносу пыли. Месторождение «Молодежное» не является опасным по газовыделению в связи, с чем расчет по данному фактору не обязателен.

Расчет необходимого количества воздуха для проветривания шахты по расходу ВВ:

                                              ,                                      (3.4.1)

 

где А – количество ВВ одновременно взрываемое в подземных условиях, кг; а=0.04 м³/кг; t – время проветривания после взрывных работ, мин; n – норма разжижения ядовитых газов до 0.008% условной окиси углерода.

 

м³/с

 

Расчет необходимого количества воздуха для проветривания шахты по максимальному количеству людей

 

                                                       ,                                  (3.4.2)

где 6 м³/мин – норма воздуха подаваемого в шахту на одного человека; N – максимальное количество людей находящихся одновременно в шахте, N=110 чел; К – коэффициент запаса, для нагнетательно-всасывающем способе вентиляции рудника при наличии аэродинамической связи с поверхностью:

 

м³/с

 

Расчет необходимого количества воздуха для проветривания шахты по выносу пыли

 

          ,  (3.4.3)

 

где  - оптимальная скорость движения воздуха предусмотренная правилами безопасности для очистных забоев, =0.3 м/с;  - оптимальная скорость движения воздуха предусмотренная правилами безопасности для подготовительных, нарезных, горнокапитальных выработок, =0.6 м/с;  - суммарное сечение параллельно проведенных очистных горно-подготовительных, нарезных и горнокапитальных выработок, м²:

 

м/с

 

Необходимого количества воздуха для проветривания шахты с учетом всех показателей

м³/с

 

Расчет депрессии шахты

При определении депрессии необходимо руководствоваться требованием, чтобы она не превышала максимально допустимой депрессии шахты. Для определения депрессии шахты выбирают основные направления ее расчетов. Таких направлений обычно бывает несколько. Каждое из них начинается в устье воздухопадющего ствола, проходит через одну или несколько основных выработок шахты и заканчивается в устье воздуховыдающего ствола. Направления расчета охватывают все основные выработки шахты. В условиях данного месторождения направления два: восточное и западное.

Расчет производится по формуле:

                                                 ,                                 (3.5.1)

где А – коэффициент сопротивления трения, кгс·с/м⁴; p – периметр выработки, м; S – площадь сечения выработки, м²; l – длина выработки, м; Q – расход воздуха, м³/с

Расчет шахтной депрессии для данного направления

 

                                            ,                              (3.5.3)

 

где 15% - величина, учитывающая местное сопротивление; h_ест – депрессия естественной тяги (в условиях данного месторождения положительна в течение всего года).

 

Таблица 3.5 Расчет депрессии западного направления

Наименование выработки	Тип крепи	A	Р	S	Q Q	lmax	Hmax	V
Главный ствол Вентиляционный ствол Откаточный квершлаг Доставочный штрек Вентиляционный штрек Полевой штрек Откаточный орт Вентиляционный восстающий Вентиляционный орт	Бетон Бетон Т-б Т-б Т-б	5.4 5.4 14.6 14.6 10.3 9.7 9.7 9.7 9.7	25.1 18.9 12.3 12.3 12.3 11.0 11.0 9.0 9.0	50.3 28.3 9.8 9.8 9.8 7.5 7.5 5.0 5.0	85.3 42.7 85.3 42.7 42.7 21.3 10.7 21.3 10.7	585 560 365 175 175 350 140 50 100	0.5 0.5 50.7 6.1 4.3 4.0 0.4 1.6 0.8	2.8 2.5 14.3 7.2 7.2 4.7 2.3 7.0 3.5
Сумма Местное сопротивление Всего							68.9 10.3 79.2

 

Таблица 3.5.2 Расчет депрессии восточного направления

Наименование выработки	Тип крепи	A	P	S	Q	Lmax	hmax	V
Главный ствол Вентиляционный ствол Откаточный квершлаг Доставочный штрек Вентиляционный штрек Полевой штрек Откаточный орт Вентиляционный восстающий Вентиляционный орт	Бетон Бетон Т-б Т-б Т-б	5.4 5.4 14.6 14.6 10.3 9.7 9.7 9.7 9.7	25.1 18.9 12.3 12.3 12.3 11.0 11.0 9.0 9.0	50.3 28.3 9.8 9.8 9.8 7.5 7.5 5.0 5.0	85.3 42.7 85.3 42.7 42.7 21.3 10.7 21.3 10.7	585 560 365 160 175 350 140 50 100	0.5 0.5 50.7 6.7 4.3 4.0 0.4 1.6 0.8	2.8 2.5 14.3 7.2 7.2 4.7 4.7 7.0 3,5
Сумма Местное сопротивление Всего							68.4 10.2 78.6

 

За депрессию шахты принимают максимальное значение из двух направлений – которое составляет 79.2 кгс/м².

По данным Q_ш и h_ш проводим расчет характеристик вентиляционной установки.

Необходимая производительность вентиляционной установки для фланговой схемы проветривания

 

                                                     ,                                   (3.5.4)

 

где Q_ш – необходимое количество воздуха для проветривания шахты с учетом всех показателей, м³/с; n – число флангов

 

м³/с

 

Эквивалентное сечение определяется по формуле

 

                                                  ,                                      (3.5.5)

где Q_ш – необходимое количество воздуха для проветривания, м³/с; h_ш – шахтная депрессия

 

м

 

Определяем ориентировочный диаметр вентиляционной установки

 

                                                            ,                              (3.5.6)

где А – эквивалентное сечение, м:

 

 м

 

Увеличиваем значение в большую сторону до величины стандартных вентиляторов, Д=2.1 м (осевой вентилятор главного проветривания ВОД-21).

Сопротивление вентиляционной установки

 

                                                  ,                                    (3.5.7)

 

где а – коэффициент структуры струи, а=0.04; Д – диаметр ротора

 

кгс²/м⁸,

 

Депрессия вентиляционной установки

 

                                                   ,                                       (3.5.8)

 

где R_в.у. – сопротивление вентиляционной установки, Q_В – производительность вентиляционной установки, м³/с:

 

кгс/м²

 

Необходимая депрессия вентиляционной установки:

 

                                                 ,                                   (3.5.9)

 

где h_ш – шахтная депрессия; h_в.у. – депрессия вентиляционной установки.

 

кгс/м²

 

По значениям Q_в и h_в выбираем осевой вентилятор главного проветривания ВОД-21.