Сооружение штольни в горной местности (стр. 7 из 11)

R_T2=158 - аэродинамическое сопротивление нагнетательного трубопровода

;

Депрессия вентиляционных трубопроводов:

Общая депрессия, которую должен преодолеть вентилятор:

, где

- статическая депрессия, Па;

- депрессия за счёт местных сопротивлений (уменьшение диаметра, повороты трубопровода), Па;

- динамическая депрессия, Па.

Под депрессией вентиляционного трубопровода понимаются потери напора.

Статическая депрессия трубопровода (статистический напор вентиляторов):

, где

- коэффициент воздухопроницаемости трубопровода;

- необходимая подача свежего воздуха, м³/с.

- аэродинамическое сопротивление трубопровода.

Депрессия вентилятора, необходимая для преодоления сопротивления трубопровода определяется по формуле:

- для всасывающего трубопровода

h_вс^ст = 1,63*2,65² *175 = 2003 Па

- для нагнетательного трубопровода

h_Н^ст = 1,016*2,0² *158 = 642 Па

В действительности, в трубопроводе из-за утечек расход воздуха по длине трубопровода непостоянен, поэтому при расчёте мы пользовались среднегеометрическим значением.

Депрессия на преодоление местных сопротивлений в гибком трубопроводе – зависит от степени турбулентности воздушного потока и количества стыков между отдельными звеньями:

, где

- число стыков по всей длине трубопровода;

- коэффициент местного сопротивления одного стыка;

- скорость движения воздуха в трубопроводе, м/с;

- плотность воздуха, кг/м³.

Приближённо депрессия на преодоление местных сопротивлений в гибком трубопроводе может приниматься равной 20% от статической депрессии:

h_М = 0,2* h_Н^ст = 0,2*642 = 129 Па

В металлическом трубопроводе депрессия на преодоление сопротивлений на стыках невелика, и ею можно пренебречь.

Динамическая депрессия гибких трубопроводов:

, где

- средняя скорость движения воздуха в трубопроводе на прямолинейном участке;

- плотность воздуха, кг/м³.

- для всасывающего трубопровода:

h_д = 9,37² * 1,222/2 = 54 Па

- для нагнетательного трубопровода:

h_д = 15,9² * 1,222/2 = 155 Па

Теперь подсчитаем общую депрессию для всасывающего и нагнетательного трубопровода:

- для всасывающего трубопровода:

h_Т.ВС = 2003 +54 = 2057 Па

- для нагнетательного трубопровода:

h_Т.Н = 642 + 129 + 155 = 926 Па

Необходимая производительность вентиляторов:

- для всасывающего трубопровода

Q_ВС = К_У*Q_З.ВС = 1,63*2,65 = 4,32 м³/сек = 259,2 м³/мин

К_У - коэффициент воздухопроницаемости всасывающего трубопровода;

Q_З.ВС - наибольшая расход воздуха в забой, с учётом различных факторов.

- для нагнетательного трубопровода

Q_Н = К_У*Q_З = 1,016*2,0 = 2,03 м³/сек = 121,8 м³/мин

К_У- коэффициент воздухопроницаемости нагнетательного трубопровода;

Q_З - наибольшая подача воздуха в забой, с учётом различных факторов.

Выбор типа вентиляторов.

Производительность вентиляторов определяем с учётом количества воздуха, необходимого для проветривания выработок, и коэффициента воздухопроницаемости.

Выбор типа нагнетательного вентилятора.

2 – характеристики вентилятора ВМ-4М

Нагнетательный вентилятор располагается не ближе 110 метров от забоя проектируемой штольни. Длина нагнета-тельного трубопровода 100 метров.

Депрессия нагнетательного трубопровода 926 Па.

Необходимая производительность вентилятора 121,8 м³/мин. Поэтому принимаем осевой вентилятор местного проветривания с электроприводом ВМ-4М.

Это означает, что вентилятор ВМ-4М способный создавать максимальную подачу равную 156 м³/мин при максимальной депрессии 1450 Па, обеспечивает требуемую подачу необходимого количества воздуха 121,8 м³/мин, при депрессии 926 Па и КПД (0,7) лежащим в оптимальной зоне.

Показатель	Ед. изм	Значение
Номинальный диаметр трубопровода	мм	400
Диаметр рабочего колеса	мм	398
Подача:	м3/мин
- оптимальная		114
- в рабочей зоне		48 - 156
Полное давление:	Па
- оптимальное		1300
- в рабочей зоне		700 - 1450
Максимальный полный К.П.Д
- вентилятора		0,72
- агрегата		0,61
Потребляемая мощность в рабочей области	кВт	2,8 – 3,8
Масса агрегата	кг	140
Размеры:	мм
- длина		740
- ширина		550
- высота		560
Электродвигатель		ВАОМ32-2
Напряжение	В	380/660

Выбор типа всасывающего вентилятора.

Всасывающий вентилятор располагается не ближе 720 метров от забоя. Длина всасывающего трубопровода 700 метров. Депрессия всасывающего трубопровода 2057 Па. Необходимая производительность вентилятора 259,2 м³/мин. Поэтому принимаем осевой вентилятор с электроприводом ВМ-8М.

Это означает, что вентилятор ВМ-8М способный создавать максимальную подачу равную 600 м³/мин при максимальной депрессии 4200 Па, обеспечивает требуемую подачу необходимого количества воздуха 259,2 м³/мин, при депрессии 2057 Па и КПД (0,65) лежащим в оптимальной зоне.

Техническая характеристика вентилятора ВМ – 8М.

Сечение проветриваемых выработок; м2 не более	20
Длина проветриваемых выработок; м не более При работе одного вентилятора При последовательной работе вентиляторов	1000 1600
Диаметр рабочего колеса; мм	800
Частота вращения колеса; об/мин	2960
Производительность; м3/мин	600
Давление; кгс/м3	320
Полный КПД Вентилятора Вентиляторного агрегата	0,80 0,72
Мощность электродвигателя; кВт	55
Длина; мм	1460
Ширина; мм	880
Высота; мм	1000
Масса; кг	650

Определение необходимого числа вентиляторов.

Потребное количество вентиляторов для проветривания всей выработки рассчитывается по уравнению:

- всасывающий вентилятор:

n = h_Т.ВС/0,85* h_ВЕН = 2057/0,85*4200 =0,6 » 1шт

где h_Т.ВС - депрессия всасывающего трубопровода;

h_ВЕН - оптимальное давление вентилятора, Па.

- нагнетательный вентилятор:

n = h_Т.Н/0,85* h_ВЕН = 926/0,85*1300 =0,84 » 1шт

где h_Т.Н - депрессия нагнетающего трубопровода;

h_ВЕН - оптимальное давление вентилятора, Па.

Коэффициент 0,85 в формуле вводится для того, чтобы исключить возможность образования зон разрежения в трубопроводе.

Проверочный расчёт мощности потребляемой электродвигателем привода вентилятора ВМ-8М:

Р = (Q_ВС * h_Т.ВС)/1000h = (4,32*2057)/1000*0,65 = 14 кВт

Проверочный расчёт мощности потребляемой электродвигателем привода вентилятора ВМ-4М

Р = (Q_Н * h_Т.Н)/1000h = (2,03*926)/1000*0,7 = 2,7 кВт

По произведенным расчётам мощности видно, что тип и марка вентилятора выбраны правильно, а установленные на вентиляторах двигатели обеспечивают их нормальную работу.

Составление паспорта проветривания.

Проветривание горизонтальных горных выработок, их проведение осуществляется в соответствии с паспортом проветривания. Паспорт проветривания составляется руководителем горных работ и утверждается главным инженером экспедиции или партии. Все работающие в выработке должны быть ознакомлены с паспортом под роспись.

В текстовой части паспорта 6 разделов:

Первый раздел: Характеристика выработки.

- наименование выработки………… штольня

- глубина заложения от поверхности……. 300 м

- площадь поперечного сечения в свету 6,8 м²

- длина проветриваемой выработки……700м

Второй раздел: Характеристика системы проветривания.

1. Способ проветривания – комбинированный.

2. Расход воздуха поступающего к забою (м³/с)

Q ³ 1,43*Q_ВС = 1,43*4,32 = 6,2 м³/с

3. Производительность вентилятора, работающего на нагнетание (м³/с)