Проветривание подземной горной выработки

СОДЕРЖАНИЕ: МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГЕОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ имени Серго Орджоникидзе Кафедра Горного дела ИТОГОВОЕ ЗАДАНИЕ № 2 ТЕМА: «Разработать паспорт проветривания подземной горной выработки»

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГЕОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

имени Серго Орджоникидзе

Кафедра Горного дела

ИТОГОВОЕ ЗАДАНИЕ № 2

ТЕМА: «Разработать паспорт проветривания подземной горной выработки»

Вариант № 14

Выполнил: студент группы

______________

Руководитель: профессор ______________

___________________________

-2006г.-

Исходные данные:

Показатель

Единицы измерения

Значение

Название выработки

штрек

Площадь поперечного сечения проходимой выработки в свету

м2

9,8

Форма поперечного сечения

«Т»

Длина выработки

м

400

Масса ВВ, расходуемого в одном цикле проходки

кг

50

Газовость ВВ

л/кг

40

Обводнённость пород

средная

Плотность пород

кг/м3

2700

Опасность по взрыву газа и (или) пыли

нет

1. Выбор схемы проветривания

Основной задачей проветривания тупиковых выработок является поддерживание установленных Правилами безопасности параметров рудничной атмосферы. При проходке выработках протяжённостью более 300 м правилами безопасности рекомендуется комбинированный способ проветривания с сочетанием нагнетательного и всасывающего способов. Он позволяет до максимума сократить время удаления газов и особенно целесообразен для проветривания протяжённых выработок большой площадью сечения, а также при скоростных проходках.

Учитывая то, что заданная горная выработка имеет большую протяжённость (400м), площадь поперечного сечения – 9,8 м2 , принимаем комбинированный способ проветривания. При его использовании по всей длине трубопровода прокладывается только всасывающий трубопровод, а в призабойной части выработки – трубопровод, по которому в рабочую зону подается воздух из незагрязненной части выработки.

Нагнетательный вентилятор должен находится от забоя выработки на расстоянии не менее длины зоны отброса газов L з.о . . Величина L з.о обычно лежит в пределах 50-90 м.

Найдём длину зоны отброса газов по формуле:

, где

- количество одновременно взрываемых ВВ, кг (50 кг);

- площадь поперечного сечения в свету, м2 (9,8 м2 );

- подвигание забоя за один цикл, м (1,6 м);

- плотность горной породы, кг/м3 (2600 кг/м3 ).


Длина нагнетательного трубопровода

Всасывающий вентилятор монтируется в выработке, проветриваемой за счёт общешахтной депрессии. Принимаем длину всасывающего трубопровода 390 м, так как всасывающий трубопровод устанавливается на расстоянии не менее 10 м от забоя.

2. Рассчитаем необходимое количество свежего воздуха подаваемого на забой и необходимого для разжижения и выноса вредных газов:

На основании исходных данных и Правил безопасности подачи воздуха рассчитывается по углекислому газу, по газам от взрывных работ, по пыли и наибольшему числу одновременно работающих в выработке людей.

Поскольку проектируемая выработка не опасна по взрыву газа и пыли расчет по данному фактору не ведем.

Расчётаем подачи свежего воздуха для разжижения вредных газов от взрывных работ при комбинированном способе проветривания:

Количество воздуха исходя из разбавления газов после взрывных работ по сухим породам, по формуле В.И. Воронина для нагнетательного вентилятора

- длина зоны отброса газов при взрыве, равная ≈ 67,58 м;

- фактическая газовость ВВ, т.е. объём условной окиси углерода, выделяемой при взрыве 1 кг ВВ, л/кг (40 л/кг);

- продолжительность проветривания, мин (в соответствии с ПБ
,
).

Расход воздуха у забоя всасывающим вентилятором при отсутствие перемычки на границе зоны отброса газов:

Количество воздуха исходя из минимальной скорости движения воздуха.

Для эффективного выноса пыли из выработки, скорость движения воздуха по выработке должна быть не ниже 0,3 м/с. С учётом этого, подача воздуха по пылевому фактору составит:

Количество воздуха по числу людей одновременно работающих в забое.

Если в выработке не ведутся работы, связанные с пылеобразованием и отсутствуют другие вредные вещества, подача воздуха должна составлять не менее 6 м3 /мин на каждого человека, считая по наибольшему числу людей в выработке:

,

- количество людей в забое.

Таким образом, для дальнейших расчётов принимаем количество воздуха на забой, исходя из условия минимальной скорости движения воздуха

Расход воздуха у забоя всасывающим вентилятором при отсутствии перемычки на границе зоны отброса газов (во избежание рециркуляции воздуха):

3. Выбор типа и диаметра вентиляционного трубопровода

Диаметр вентиляционных труб выбирается из расчёта, чтобы скорость по трубопроводу не превышала 20 м/сек. Для нагнетательного вентилятора принимаем гибкие вентиляционные трубы.

Техническая характеристика гибких труб

Диаметр

0,5 м

Тип

МУ

Тканевая основа

«чефер» с двусторонним ПХВ покрытием

Масса 1 м

1,9 кг

Длина

20 м

Коэффициент аэродинамического сопротивления, Нс24

0,0046

Для всасывающего вентилятора принимаем металлические вентиляционные трубы.

.

Учитывая длину всасывающего трубопровода, для приведения аэродинамического сопротивления в оптимальный предел значений принимаем диаметр всасывающего трубопровода равным 0,6 м.

Техническая характеристика металлических труб

Диаметр

0,6 м

Материал

металл

Длина звена

10 м

Масса 1 м

6 кг

Коэффициент аэродинамического сопротивления, Нс24

0,003

Расстояние от конца нагнетательного трубопровода до забоя должно быть не более:

Расстояние от конца всасывающего трубопровода принимаем:

4. Расчёт аэродинамических параметров трубопроводов

Аэродинамическими параметрами трубопровода являются аэродинамическое сопротивление, воздухопроницаемость и депрессия. По трубам воздух движется за счет разности давлений у их концов, которые затрачивается на преодоление сопротивлений, оказываемых ими. Аэродинамическое сопротивление трубопровода при любой форме его сечения определяется по формуле:

, где

- коэффициент аэродинамического сопротивления,
;

- длина трубопровода, м;

- диаметр трубопровода, м.

Найдём аэродинамическое сопротивление трубопровода:

- для всасывающего вентилятора:

- для нагнетательного вентилятора:

Найдём воздухопроницаемость трубопроводов:

- коэффициент подсосов для всасывающего трубопровода:

, где

- коэффициент, характеризующий плотность соединения звеньев трубопровода.

- длина одной трубы, м;

- длина всасывающего трубопровода, м;

- диаметр труб, м;

- аэродинамическое сопротивление трубопровода
;

- коэффициент подсосов для нагнетательного трубопровода:

Для гибких трубопроводов коэффициент воздухопроницаемости определяется с учётом воздухопроницаемости одного стыка, общего числа стыков и диаметра трубопровода.

Приближённо

определяется по числу стыков в трубопроводов

Депрессия вентиляционных трубопроводов:

, где

- статическая депрессия, Па;

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

- динамическая депрессия, Па.

Статическая депрессия трубопровода:

, где

- коэффициент воздухопроницаемости трубопровода;

- необходимая подача свежего воздуха, м3 /с.

- аэродинамическое сопротивление трубопровода.

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

- для всасывающего трубопровода

- для нагнетательного трубопровода

Депрессия на преодоление местных сопротивлений в гибком трубопроводе:

, 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 принимается равной 20% от статической депрессии:

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

Динамическая депрессия для жёстких и гибких трубопроводов:

, где

- средняя скорость движения воздуха в трубопроводе на прямолинейном участке;


скорость движения воздуха по правилу безопасности должен быт не более 20м/с (в данном случае условия выполняется)

- плотность воздуха, кг/м3 .

- для всасывающего трубопровода:

- для нагнетательного трубопровода:

Теперь подсчитаем общую депрессию для всасывающего и нагнетательного трубопровода:

- для всасывающего трубопровода:

- для нагнетательного трубопровода:

5. Выбор типа вентиляторов

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

Выбор типа нагнетательного вентилятора

Нагнетательный вентилятор располагается не менее 60 метров от забоя.

Производительность нагнетательного вентилятора определяется по формуле:

где

- коэффициент воздухопроницаемости нагнетательного трубопровода;

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

принимаем вентилятор ВМ-5М

Производительность нагнетательного вентилятора

;

Коэффициент полезного действия

;

Мощность электродвигателя

; Электродвигатель ВАОМ32-2;

Полные давления 2,4-0,6 Кпа

Рабочие давления(2-3,5).105

Диаметр трубопровода 500-600ММ

Выбор типа всасывающего вентилятора.

Производительность всасывающего вентилятора определяется по формуле:

где

- коэффициент утечек всасывающего трубопровода;

- производительность нагнетательного вентилятора.

Депрессия всасывающего трубопровода 1895,2 Па. Поэтому принимаем вентилятор ВМ-6М

Производительность нагнетательного вентилятора

;

Коэффициент полезного действия

;

Мощность электродвигателя

;

Полное давление 2,4-0,6 КПа

Рабочие давления(3 - 5).105

Диаметр трубопровода 600ММ


6. Определение необходимого числа вентиляторов

Потребное количество вентиляторов для проветривания всей выработки рассчитывается по уравнению:

- всасывающий вентилятор:

, где

- депрессия всасывающего трубопровода;

- давление вентилятора, Па.

- нагнетательный вентилятор:

, где

- депрессия всасывающего трубопровода;

- давление вентилятора, Па.

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

Проверочный расчёт мощности привода вентилятора ВМ-6М

Проверочный расчёт мощности привода вентилятора ВМ-5М


По произведенным расчетам мощности видно, что тип и марка вентилятора выбраны правильно.

7. 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.

Рис. 6. Схема проветривания штрека.

1- штрек, 2-нагнетательный вентилятор; 2- вентиляционная труба; 3- перемычка; 4- свежая струя воздуха; 5- отработанная струя воздуха,

6- всасывающий вентилятор.

Список используемой литературы.

1. Несмотряев В.И., Косьянов В.Д. – «Проведение горизонтальных подземных выработок и камер». Издательство Московской государственной геологоразведочной академии. Москва 2001г.

2. Лукьянов В.Г., Грибчак Л.Г., Рогов В.Ф., Смирнов Ю.Т., Громов А.Д., Новиков Г.П., Махотин В.В., Крец В.Г., Щукин А.А. – «Справочное пособие. Проведение горизонтальных горноразведочных выработок скоростным методом». Издательство «Недра», 1989 г.

3. Братченко Б.Ф., Нечушкин Г.М., Гаркуша Н.Г., Бабак Г.А., Богомолов Н.А., Пак В.В., Сидорович В.

СКАЧАТЬ ДОКУМЕНТ

ДОБАВИТЬ КОММЕНТАРИЙ  [можно без регистрации]
перед публикацией все комментарии рассматриваются модератором сайта - спам опубликован не будет

Ваше имя:

Комментарий

Copyright © MirZnanii.com 2015-2017. All rigths reserved.