книги / Руководство по проектированию вентиляции угольных шахт

Для условий надработки пологих и наклонных пластов в фор­ муле (3.24) Я р = 15 м.

5.5. ВЫБОР СПОСОБА ПРОВЕТРИВАНИЯ

Проветривание подготовительных выработок может осуще­ ствляться 8а счет общешахтной депрессии (с использованием для этого продольных перегородок и параллельных выработок), при помощи вентиляторов местного проветривания и комбинированным способом.

Наиболее универсален способ проветривания тупиковых выра­ боток вентиляторами местного проветривания (ВМП), он обеспе­ чивает эффективную подачу свежего воздуха в забой, но надеж­ ность этого способа ниже, чем способа проветривания за счет общешахтной депрессии.

При незначительной глубине залегания выработки для ее проветривания могут быть использованы скважины диаметром 200—400 мм. Последние бурят с поверхности через определенное расстояние и используют для отвода исходящей струи за счет общешахтной депрессии при нагнетательном способе проветрива­ ния. Тупиковая часть выработки проветривается при помощи ВМП. Скважины можно бурить на вышележащий горизонт, если там имеется выработка, которая может служить для отвода исходя­ щей струи. Сопротивление скважин дано в табл. 11.

Т а б л и ц а 11

Значения удельного сопротивления скважин

5.6. ВЫБОР И АЭРОДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ТРУБОПРОВОДОВ

Диаметр гибкого вентиляционного трубопровода выбирается в зависимости от длины трубопровода и расхода воздуха.

При расчетах обычно можно принимать расход воздуха на выходе из трубопровода равным его расчетному количеству для проветривания призабойного пространства, а длину трубопро­ вода — равной длине выработки.

Депрессия вентилятора при жестких вентиляционных трубо­

При определении /?тр по табл. 13 следует исходить из расчет­ ной длины трубопровода, учитывающей сопротивление поворотов,

где ZTPgKB= 20dTp — для поворота на 90°; 1ТРэкв = 10dTp — для поворота на 45°.

Для учета степени влияния натяжения гибких труб на вели­ чину аэродинамического сопротивления последнее умножается на поправочный коэффициент fcHтр (табл. 14).

5.7. ВЫБОР ВЕНТИЛЯТОРОВ МЕСТНОГО ПРОВЕТРИВАНИЯ

Вентилятор местного проветривания выбирают по расходу воздуха, вычисленному по формуле (5.14), и напору, полученному по формулам (5.22) или (5.26).

Для выбора вентилятора достаточно нанести расчетный вен­ тиляционный режим на график характеристик вентиляторов местного проветривания (приложение XI) или он может быть выбран но номограммам.

Расчетный вентиляционный режим обычно определяется двумя точками: в начальный период работы ВМП — Qmin, hm\n и в к0" нечный период работы при достижении полной длины выработки — Çmax» ZimaxПри проектировании проветривания длинных выра­ боток иногда возникает необходимость выяснить экономическую целесообразность поочередной работы различных вентиляторов в отдельные периоды (с заменой действующего вентилятора на более мощный при увеличении длины выработки). В таких слу­ чаях следует рассмотреть несколько вентиляционных режимов (например, при длине выработки 300, 600, 900 м и т. д.).

С точки зрения экономичности желательным является при­ менение вентиляторов с электрическим приводом (при этом коэф­ фициент полезного действия должен быть не менее 0,5).

При прочих равных условиях предпочтение следует отдавать вентиляторам с более высокой надежностью, создающим меньший шум при работе, со сплошной, плавной кривой давления, не имеющей разрывов, горбов, впадин, что обеспечивает устойчивую

4\

Р50и

800 J

Б00

2

ОООм

1Ш

200

1 2

Рис. 24. Определение режима работы последовательно установленных пентиляторов меотного проветривания:

1 — индивидуальная характеристика вентилятора; 2%8, 4, б — суммарные характери­ стики соответственно двух, трех, четырех и пяти последовательно установленных венти­

ляторов

Рис. 25. Суммарные характеристики вентиляторов при их последовательной работе:

jf, 2, 3 — соответственно характеристики одного, двух п трех пентиляторов; Т — харак­ теристика трубопровода

строится путем суммирования напоров отдельных вентиляторов при соответствующей их производительности (рис. 24).

Точка А пересечения характеристики трубопровода Т с прямой равных расходов (рис. 25) (QB— расчетный расход) показы­ вает величину депрессии, необходимую для подачи в забои по­ требного количества воздуха. Эта точка лежит между суммарными характеристиками двух и трех вентиляторов (2 и 5), следова­ тельно, необходимо принять три вентилятора, установленные каскадом на данном трубопроводе.

Построение характеристики вентиляционного трубопровода производится следующим образом.

Придавая QB значения 1, 2, 3 и т. д., подсчитывают при этих значениях hBпо формулам (5.22) или (5.26). Результаты записы­ ваются в виде:

няют плавной кривой. Построенная кривая отвечает данному трубопроводу определенной длины ZTp. Построение суммарных характеристик однотипных вентиляторов при их последовательной работе показано на рис. 25. Суммарные характеристики венти­ ляторов с различными характеристиками строятся аналогично.

Совместная последовательная работа вентиляторов разной производительности эффективна только в том случае, когда необ­ ходимая производительность вентиляторной установки не пре­ вышает максимальной производительности меньшего вентиля­ тора. Иначе меньший вентилятор будет дополнительным сопротивлением в сети большего вентилятора, а общая их произ­ водительность будет меньше, чем при работе одного большего вентилятора. Учитывая это обстоятельство, целесообразно при­ нимать последовательную работу однотипных вентиляторов с оди­ наковыми характеристиками. При этом следует помнить, что устанавливать более трех вентиляторов для последовательной работы каскадом нецелесообразно.

5.8. УСТАНОВКА ВЕНТИЛЯТОРОВ МЕСТНОГО ПРОВЕТРИВАНИЯ

Для проветривания подготовительных выработок большой протяженности на негазовых шахтах допускается рассредоточен­ ное расположение вентиляторов местного проветривания. Рас­ стояние между ними должно быть таким, чтобы исключалась рециркуляция загрязненного воздуха. Порядок расчета вентиля­ ции тупиковой выработки следующий.

Определяются расход воздуха в забое и утечки воздуха в трубопроводе.

Производительность первого (считая от устья) вентилятора будет равна

где QyT тр — общие утечки воздуха в трубопроводе.

Депрессия первого вентилятора hB может приниматься произ­ вольной, но не слишком большой. Затем по ÇDl и hв, выбирается тип вентилятора. При этом следует учитывать, что желательно все вентиляторы иметь одинаковыми. По характеристике выбран­ ного вентилятора определяется точное значение депрессии hBi первого вентилятора, расположенного в точке 1, соответствующее расходу воздуха QBi. Второй вентилятор располагается в том месте трубопровода (точка 2, рис. 26), где действующая депрессия

составляет не менее 20% депрессии первого вентилятора, на рас­ стоянии от первого вентилятора

где гтр — удельное (отнесенное к единице длины) сопротивление трубопровода.

Р.1с« 20. Схема расчета проветривания тупиковой выработки несколькими рассредоточение установленными вентиляторами

Производительность второго вентилятора

где — длина трубопровода между первым и вторым вентиля­ торами.

По характеристике второго вентилятора определяется его деп­ рессия Лв2при расходе воздуха QB .

Третий вентилятор устанавливается в точке 5, где действу­ ющая депрессия равна не менее 20% депрессии непосредственно за вторым вентилятором, т. е.

0,2(0,2/гВ1 + hB ) мм вод. ст.

Производительность третьего вентилятора

где 12 длина трубопровода между вторым и третьим вентиля­ торами;

7 __ 0,8(0,2ЛВ1+ЛВг)

По характеристике третьего вентилятора определяется его депрессия hBi при расходе воздуха QB и т. д.

Производительность тг-го вентилятора

выработки) до п-то вентилятора.

|Схема к расчету проветривания тупиковой выработки не­

где Çp — расчетный расход воздуха в трубопроводе.

Для проветривания подготовительных выработок на газовых шахтах ВМП должны устанавливаться каскадом. Расстояние между ними следует принимать равным 10dTp. Если не предста­ вляется возможным выдержать такое расстояние между вентиля­ торами, следует устанавливать звенья жестких труб со спрямля­ ющими решетками, если такие решетки не предусмотрены кон­ струкцией вентилятора.

6. РАСЧЕТ РАСХОДА ВОЗДУХА ДЛЯ ПРОВЕТРИВАНИЯ УГОЛЬНЫХ ШАХТ

6.1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Расчет расхода воздуха производится для отдельных забоев и камер по разработанным планам горных работ и детальной схеме проветривания, затем полученные данные суммируются, учитываются утечки и воздух, необходимый для разбавления газа, выделяющегося за пределами участков, после чего опре­ деляется расход воздуха для проветривания шахты.

При разработке и выборе оптимального варианта строитель­ ства шахты или нового горизонта действующей шахты предла­ гается упрощенный способ расчета.

При расчете расхода воздуха для выбранного варианта необ­ ходимо иметь следующие материалы: схемы вскрытия, подготовки шахтного поля и вентиляции по отдельным пластам и шахте; календарный план разработки угольных пластов; планы добычи по лавам и участкам, проведения подготовительных выработок; данные прогноза газообильности (относительное газовыделение из разрабатываемых пластов, вмещающих пород и смежных угольных пластов).

6.2.УПРОЩЕННЫЙ РАСЧЕТ РАСХОДА ВОЗДУХА

6.2.1.ДЛЯ ДОНЕЦКОГО БАССЕЙНА И ШАХТ

САНАЛОГИЧНЫМИ УСЛОВИЯМИ

Расход воздуха для проветривания шахты определяется по формуле

где <?с. ш— расход воздуха для проветривания выработок за пределами вентиляционных участков, определяемый схемой проветривания шахты, м3/мин; принимается по табл. 16 в зависимости от глубины шахты.

шахт глубиной более 650 м или при газообильности более 10 м3/т суточной добычи, для остальных шахт кв = 0,7;

пуч — число выемочных участков в пределах вентиляционного участка;

(?с. вт. уч — расход воздуха, определяемый схемой про­ ветривания вентиляционного участка, м3/мин; принимается по табл. 17.