Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Руководство по проектированию вентиляции угольных шахт

..pdf
Скачиваний:
6
Добавлен:
12.11.2023
Размер:
10.76 Mб
Скачать

от оси х восстанавливают перпендикуляр из точки, соответ­ ствующей природной газоносности угольного пласта, до пересече­ ния с линией, соответствующей выбранной мощности слоя тв; из точки пересечения проводят горизонтальную линию до встречи с линией предварительно планируемого уровня суточной

добычи из забоя под перекрытием А оч;

из точки пересечения опускают перпендикуляр на ось I и про­ должают его до пересечения с соответствующей линией при­ родной газоносности; при этом точка пересечения линии I опреде­

ляет

высоту

рабочего

под­

 

этажа под перекрытием;

 

 

из точки пересечения пер­

 

пендикуляра

с

соответству­

 

ющей линией

х проводят го­

 

ризонталь

до

пересечения с

 

линией

/ тах

и

определяют

 

максимальную

 

газообиль-

 

ность

забоя

под перекры­

 

тием,

а

 

затем

определяют

 

расход

воздуха

для провет­

 

ривания

забоя под перекры­

30. Зависимость коэффициента аэроди­

тием по формуле

 

Рис.

 

намического сопротивления призабойного про­

 

 

 

 

 

 

странства под перекрытием от мощности слоя,

Qm = 1Q0-/m-a-x-

м3/мин. (6.25)

отрабатываемого одним забоем

 

 

С

С g

 

 

 

 

С

учетом

величины

коэффициента доставки воздуха (см.

табл. 27) определяют расход воздуха для проветривания уча­ стка Qy4;

если на участок невозможно подавать то количество воздуха, которое определено сделанным расчетом, то расчеты по номограмме повторяют при других значениях тв и А оч до тех пор, пока рас­ считанный расход воздуха не будет соответствовать фактическим возможностям распределения его по шахте. Принятое при этом значение А оч и будет определять максимальную нагрузку на забой.

6.4.ПОЛНЫЙ РАСЧЕТ РАСХОДА ВОЗДУХА

6.4.1.РАСХОД ВОЗДУХА ДЛЯ ПРОВЕТРИВАНИЯ ЗАБОЕВ

П о ф а к т о р у г а з о в ы д е л е н и я . Расход воздуха для проветривания призабойных пространств лав при нагрузке на лаву, принятой по газовому фактору,

С?оч — ^О ^тах^оч М3/МИН.

(6.26)

Если нагрузка на лаву принята по другим ограничивающим факторам, то

л с\п т

 

ЮО/оч з /

(6.27)

—— — м3/мин,

С —CQ

 

71

где

Iоч — 7 {^дег. е?пл

^дег. пл) “Ь К^-

^дег. е) ?пл

^дег. пл) ~Ь

( 6 .2 8 )

Расход воздуха при последовательном проветривании п очи­ стных забоев QU 0ч определяется по формуле

Qn. ОЧ--0,14 (?ОЧ1^ 0*1 -(- 9оЧх^01| “Ь • • • "Ь ^^ЧП-1 ^ 0 ЧП-г)

®^/МИН.

 

 

(6.29)

Формула применима при условии

 

 

71—1

 

?очп^очл ^

?ОЧ^ОЧ/>

 

если

то расчет ведется по формуле

Qn. оч ^ 0,07 (<7o«i^o4i ~Ь Яочг^очш“Ь • • • ”Ь 9очл ^о Ч д )

М3/МИН. (6.30)

Расход воздуха для очистных забоев при щитовой системе разработки и комбинированной системе с гибким перекрытием (КГП) и выемкой нижнего слоя столбами по падению определяется по формуле

<?оч =

7 ,9 2 • 1 0 3

^

+

<?ут М3/мин.

(6 .3 1 )

Утечки воздуха через щитовое или гибкое перекрытие

 

где для щитовой

системы

разработки

коэффициент / =

0,04;

для комбинированной системы разработки с гибким перекрытиехч при выемке нижнего слоя столбами по падению / = 0,08; S — площадь щитового или гибкого перекрытия по всей длине дей­ ствующего забоя; определяется как произведение мощности слоя, отрабатываемого одним забоем (при КГП), на ширину отрабаты­ ваемого столба, м2.

Расход воздуха, определенный по формуле (6.31), должен удовлетворять условиям:

для щитовой системы разработки

 

Q0 4 *5 14 У АучУщ + QyT м3/мин;

(6.33)

для КГП с выемкой столбами по падению

 

Qo4 ка

Лу,У,ц+ ÇyT м3/мин.

(6.34)

Расход воздуха для проветривания очистных забоев; при КГП с выемкой нижнего слоя подэтажами по простиранию опреде­

ляется по формуле

 

Q04 = 100 -/max м3/мин.

(6.35)

Максимальная абсолютная газообильность забоя определяется по номограмме, приведенной на рис. 5 .

Высота рабочего подэтажа I должна быть принята в соответ­

ствии с решением, полученным по номограмме.

в з р ы в н ы х

П о г а з а м ,

o 6 p a 3 y r o n ^ HMCHj n p n

р а б о т а х . Для

лав

 

 

Qo4 = ^ T ~ V B V м3/ м и н ,

(6.36)

где V — проветриваемый объем очистной выработки, м3;

 

V = mbmaJ 04 м3.

(6.37)

Для камерообразных выработок

 

 

Q0 4 = -щ г V BV2 м3/мин.

(6.38)

Объем проветриваемого пространства при комбинированной системе разработки с гибким перекрытием определяется по фор­ мулам:

а) для лав монтажного слоя при выемке нижнего слоя под­ этажами по простиранию

 

 

V = Sl0 4 м3,

(6.39)

где S — средняя площадь поперечного сечения поддерживаемого

б)

призабойного пространства, м2;

нижнего слоя столбами

для очистных

забоев при выемке

по падению

SKnKlK+ 5П# п/п# п м3,

(6.40)

 

V =

где SH— площадь поперечного сечения наклонно-поперечной ка­

 

навы, м2;

 

 

Як — число наклонно-поперечных канав;

м;

I* — длина наклонно-поперечных канав,

£ п. п — площадь поперечного сечения продольного прохода под

 

гибким перекрытием, м2;

 

1П.п — длина продольного прохода, м.

П о н а и б о л ь ш е м у ч и с л у л ю д е й

 

Q04 =

6лч м3/мин.

 

При последовательном проветривании забоев

 

Qon = 6

+ n4t + ... + пч

(6.41)

П о п ы л е в о м у ф а к т о р у п р и ттг < 1,5 м. Расчет расхода воздуха по пылевому фактору производится в том случае, когда скорость движения воздуха, рассчитанного по температуре или газовыделению, меньше оптимальной по пылевому фактору. При обособленном проветривании выработок расход воздуха рассчитывается по оптимальным скоростям (табл. 26).

Т а б л и ц а 26

Регламентированные скорости движения воздуха

 

 

Значения v, м/с

 

Выработки

минимально

оптимальное

максимально

 

допустимое

допустимое

О ч и стн ы е ..........................................

0,9

1,6

4,0

Подготовительные с конвейерной до­

 

 

 

ставкой

0,7

1,3

1.8

Для последовательного проветривания очистных забоев общий

расход воздуха определяется по формуле

 

(?оч = 60уп_Ф50Ч + 60î>min 2 Snp. Ш М3/мин,

(6 .4 2 )

гДе vm\n — минимальная по ПБ скорость движения

воздуха по

выработке, м/с;

промежу­

ш— суммарная площадь поперечного сечения

точных штреков, по которым подается подсвежающая струя, м2.

Скорость движения воздуха в призабойном пространстве верх­ ней лавы иоч должна удовлетворять условию 1,6 ^ иоч ^ 4 м/с.

Для проветривания лавы принимается наибольший расход воздуха, полученный из приведенных выше расчетов.

Расход воздуха для проветривания резервных лав прини­ мается из расчета 50% расхода воздуха при нормальной работе лавы.

6.4.2. РАСХОД ВОЗДУХА ДЛЯ ПРОВЕТРИВАНИЯ ВЫЕМОЧНОГО УЧАСТКА

П о п о с т о я н н о в ы д е л я ю щ и м с я г а з а м . При схемах проветривания, не предусматривающих обособленного разбавления газа по источникам его поступления,

<?уч = <?оч*ут. В м3/мин;

(6 .4 3 )

при этом /сут в определяется по табл. 2 2 .

При схемах проветривания, предусматривающих обособленное

разбавление газа по источникам его поступления,

 

Qy4 ==Ço4^yT. в + <?доп М3/мин.

( 6 .4 4 )

Расход воздуха в дополнительной выработке для обособлен­ ного разбавления метана, выделяющегося из выработанного пространства лавы и из транспортируемого угля, определяется по формуле

Q

доп

^ о ч Я н . П(1 ---к ц . п)

<?оч(йут. в 1 ) М3/мин,

14,4

 

 

(6.45)

 

 

 

где Хо и xi — остаточная метаноносность

отбитого угля соответ­

ственно в начале и конце пути обособленного разбавления, м3/т угля. Определяется по методикам бассейновых институтов.

 

Т а б л и ц а 27

 

Значения коэффициента доставки воздуха

 

 

Система разработки

кд

Длинные столбы по простиранию (лава-этаж) при мощности

 

пласта,

м:

1,7

ДО 1

 

1 - 2 .

1,3

более

2 ...............................................................................................

1,2

Длинные столбы по простиранию с двумя-тремя подэтажами

 

при мощности пласта, м:

 

ДО 1 .

1.5

более

1 ....................................................................................

1,2

Длинные столбы по простиранию (более трех подэтажей)

1.6

Длинные столбы по во сстан и ю .....................................................

1.3

Щитовая (жесткие, эластичные щиты) в условиях мощных пла­

2,0

стов ...............................................................................................

 

Щитовая в условиях пластов средней мощности (до 3,5 м)

1.7

Парные штреки при прямом порядке отработки

1.4

Парные штреки при обратном порядке отработки

1,2

Наклонные слои с обрушением

1,6

Наклонные слои с закладкой

1.3

Подэтажные штреки ............................................................................

1,6

Подэтажная гидроотбойка камерная (в условиях шахты «Тому-

 

синская

1—2 » ) ...................................................................................

1.7

Длинные

столбы по восстанию с выемкой заходками по паде­

2,0

нию (при гидродобыче)...........................

Комбинированная с гибким перекрытием:

 

при работе только монтажного слоя и числе подэтажей:

1.5

2

 

3

 

1.6

при работе только нижних слоев с выемкой:

 

по простиранию, один скат в блоке

3,8

по падению, один скат в блоке

4.0

по простиранию, два ската в блоке

4,5

по падению, два ската в блоке ..............................

4.7

Слоевые с гидрозакладкой ваработанного пространства

1.1

Длинные столбы по простиранию:

 

с управлением кровлей плавным опусканием при прямо­

 

точной схеме п роветри ван и я.................................................

1,7

то же при возвратноточной схеме проветривания с нали­

 

чием промежуточных штреков

1,8

П о н а и б о л ь ш е м у ч и с л у л ю д е й

 

Qy4 = 6тгч/сут# в м3/мин.

(6.46)

П о г а з а м , о б р а з у ю щ и м с я п р и в з р ы в н ы х

р а б о т а х н а у ч а с т к е ,

 

<?уч =

<?оч^ут В м3/мин,

(6.47)

где Q04 — максимальный

из расходов воздуха для

разбавления

газов, образующихся при взрывных работах в лаве или в других выработках, находящихся на участке.

Для Кузбасса и аналогичных условий

(? у ч = (?оч*д М3/мия;

( 6 .4 8 )

значение кл принимается по табл. 27.

6.4.3.РАСХОД ВОЗДУХА ДЛЯ ПРОВЕТРИВАНИЯ КАМЕР

Расход воздуха для проветривания складов ВМ определяется по формуле

QK= 0,07FKм3/мин,

(6.49)

где Ук — суммарный объем выработок склада ВМ, м3.

Для проветривания электромашинных и трансформаторных

камер

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

<?к =

50 2 Ni (1 —Л*) ^зг м3/мин,

 

 

(6.50)

 

 

 

 

 

26—*0

 

 

 

 

 

 

 

где кэг — коэффициент загрузки в течение суток;

для установок

 

с продолжительностью непрерывной работы 1 ч и более

 

кзг =

1 ;

для

периодически работающих

установок

 

с продолжительностью непрерывной работы менее 1

ч

 

кзг рассчитывается по формуле

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(6.51)

Tv — суммарная продолжительность работы установки

в те­

 

чение суток,

ч;

 

 

 

 

 

 

 

,

,

,

" V

[0.064(/n,-< i)+ l,18]îi

0,0045

АН,

(6.52)

— 1°- « +

2 i

Ql

 

 

 

 

 

 

 

где t0 д — температура

воздуха

в

околоствольном

дворе,

 

°С;

tn — температура

пород в

середине

i

выработки,

°С;

tt — температура воздуха

в

начале

г-й

выработки,

°С;

1( — длина i-й выработки, м;

 

двора

и камер,

м.

— разность

высот околоствольного

Знак плюс относится к случаю нисходящего движения воздуш­ ной струи, минус — восходящего ее движения.

Температура воздуха в околоствольном дворе определяется по формуле

t0, л = 19,8 + ]/185 + 1,ЗЗф1Лф + 30,5(*пов + 0,0 1# ) °С, (6.53)

где ср! — относительная влажность на поверхности, доли еди­ ницы; величины фх и гпов принимаются средние за самый теплый месяц по данным метеостанции;

кц>— коэффициент, учитывающий влияние относительной влажности воздуха на изменение его температуры;

К = 208 + 9,1£пов + £йов.

(6.54)

Для условий Донбасса

*0. д = 25,8 - 10фс. д + 0,0045#,

(6.55)

где ф0 д — относительная влажность в околоствольном дворе; принимается по данным замеров. При отсутствии данных при­ нимается ориентировочно: для сухих стволов — 0,75—0,80; при влажных стенках ствола — 0,80—0,85; при наличии капежа — 0,85-0,90.

Если для обособленного проветривания камеры используется отдельная выработка, то расход воздуха определяется по формуле

/1 _ [0.3 (/п — *о)+3] ££п+(?доп

мз/мтттт

(6.56)

60 (26 —То)

М '

'

где

 

 

СДоп= 860 2 АГ,(1- т||)*зГ.

(6*57)

Расчет расхода воздуха для проветривания зарядных камер

производится по формуле

 

 

QK= Ъ0кэпй м3/мин,

 

(6.58)

где кэ — коэффициент, учитывающий тип применяемых аккуму­ ляторных электровозов; принимается по табл. 28;

/га — число одновременно заряжаемых аккумуляторных ба­ тарей.

 

Т а б л и ц а 28

Значения коэффициента кэ

 

для различных типов электровозов

 

Тип рлектровоза

fta

4,5АРП и ему подобные

0,6

A10-I (8АРП-600)

. . . .

1,5

А10-2 (8АРП-900)

1,6

13АР11-900 п ему

подобные

2.2

6.4.4. УТЕЧКИ ВОЗДУХА ЧЕРЕЗ ВЕНТИЛЯЦИОННЫЕ СООРУЖЕНИЯ

Величина утечек воздуха в подземных выработках шахты при разработке пластов мощностью до 2,5 м определяется по формуле

Qyt. ш 2=3 2 QyT. В Т . уч + 2 <?ут. пар + 2 (?ут. о. д м3/мин, (6.59)

где 2^У Т-вт- У” Е<?УТпаР» Х^ут- о д - суммарные утечки воздуха в пределах вентиляцион­ ных участков, параллель­ ных выработок и околоствольных дворов шахты.

Рио. 31. Зависимость коэффициента кв от расхода воздуха на выемочном участке:

1 — возвратноточные схемы I и II групп; 2 — возвратноточные схемы при спаренных лавах и прямоточные схемы I и II групп; 3 — возвратноточные схемы 1-го типа III группы; 4 — возвратноточные схемы 2-го и 3-го типов III группы; 5 — схемы IV и V групп

Утечки воздуха в пределах вентиляционного участка опре­ деляются по формуле

где

ÇyT . вт. уч == ^ у т^п о л

М3/МИН,

( 6 ,6 0 )

 

 

 

<?пол =

2 <?уч + 2 <?п + 2 <?о. в + X

(?оч. о + S <?к М3/МИН,

(6 .6 1 )

где Q0 в

— расход воздуха для проветривания обособленно про­

ветриваемых выработок, м3/мин;

Q04 о — расход воздуха для проветривания погашаемых лав, м3/мин;

Аут — коэффициент утечек воздуха, учитывающий горно­ технические условия: Аут = ADAKоч&я&грАПОдАл;

А„ — коэффициент, учитывающий расход воздуха на вы­ емочном участке Qy4\ принимается по графику (рис. 31) в зависимости от схемы проветривания выемочного участка;

kti оч

— коэффициент,

 

учитывающий

число

одновременно

 

отрабатываемых на вентиляционном участке выемоч­

 

ных участков

пуч;

 

 

в панели;

кп — коэффициент, учитывающий число ярусов

кгр — коэффициент,

учитывающий

группу

вентиляцион­

 

ных участков;

учитывающий

особенности

подго­

кпол — коэффициент,

 

 

товки и отработки выемочных участков;

 

 

деп­

kh — коэффициент, учитывающий величину расчетной

Значения

рессии вентиляционного участка.

 

 

табл. 29.

указанных

коэффициентов

приведены в

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а 29

Значения коэффициентов для определения утечек воздуха

 

 

Группа

 

 

 

 

 

 

 

 

Коэффи­

схем

Схема проветривания выемочного

Значения коэффи­

циент

вентиля­

 

 

участка

 

 

циентов

ционных

 

 

 

 

 

участков

 

 

 

 

 

 

 

 

к к.

I,

II

Возвратноточная

 

1,00; 0,75*

 

III

Прямоточная

 

1,00; 0,55*

 

Возвратноточная

 

1,00; 0,50*

А'Я

I,

II

Возвратноточная

 

0,90;

1,00;

1,10**

 

 

 

Прямоточная

 

0,85;

1,00;

1,20**

/l’rp

II

Возвратнопли прямоточная

 

 

0,95

 

 

III

Прямоточная

 

 

 

0,05

 

А'под

Подготовка спаренными штреками при возв­

 

 

1,50

 

 

ратноточных схемах 1-го типа

 

 

 

1,40

 

 

Пластовая подготовка при разделении свежей

 

 

 

 

н исходящей струи кроссингами

 

 

 

0,70

 

 

Отработка парными

штреками (с повторным

 

 

 

 

использованием ярусных штреков)

 

 

 

 

 

AV.

При неизвестном

распределении депрессии

 

 

1,00

 

П р и м е ч а л

и е. В остальных случаях указанные

коэффициенты

следует прини­

мать равными 1,01).

 

 

 

 

 

 

 

 

*Первая и вторая цифры соответственно при ??уч= 2 и 4.

**Первая, вторая и третья цифры соответственно при числе ярусов, равном че­ тырем, шести и восьми.

Для схем проветривания VI—VIII

групп значения кут при­

ведены в табл. 30.

 

 

определяются

Утечки воздуха в параллельных выработках

по формуле

 

 

 

Q

= 0.01»п/гпр<?кон

М3/МИН)

(6 . б 2 )

 

ks

 

 

где пп — число перемычек;

 

по табл. 10 ;

кир — приведенные утечки воздуха; принимаются

(?кон — расход воздуха в конце параллельных выработок, м3/мин.

Значения коэффициента /сут для схем проветривания VI—VIII групп

Группа

схем

провет­

ривания

VI

VII

VIII

Вариант системы разработки

 

АуТ

I С параллельными штреками

 

1,10

С параллельными и промежуточными штреками

0,15

С послойной выемкой мощных пластов

 

0,20

С разделением на два слоя

 

0,10

С разделением на три слоя

три под­

0,10

С разделением каждого из двух слоев на

0,15

этажа

на кру­

0,15

Наклонно-поперечные слои с гидрозакладкой

тых пластах

 

0,10

Наклонные слои с гидрозакладкой на пологих пластах

Утечки воздуха в пределах околоствольных дворов шахты определяются по табл. 31. Группа околоствольного двора прини­ мается по табл. 32 в зависимости от числа и типа вентиляционных

 

 

 

 

Т а б л и ц а

31

Нормы утечек воздуха для различных групп околоствольных дворов

 

Значения утечек (м*/мин) для око­

Схема проветривания шахты

 

лоствольных дворов группы

 

 

II

i l l

 

 

 

 

I

IV

 

V

Центральная или комбинированная .

330

450

570

660

210

Центрально-отнесенная или фланговая

120

180

240

300

 

 

сооружений (путей утечек воздуха). При двух воздухоподающих стволах утечки воздуха в пределах околоствольных дворов венти­ ляционных горизонтов (V группа) следует удваивать.

Т а б л и ц а 32

Определение группы околоствольного двора

Наличие путей утечек для околостволь­

ных дворов группы

Пути утечек воздуха

I

II

III

IV

Сбойка между стволами Ходок чистки зумпфа . . Угольная разгрузочная яма Породная разгрузочная яма ХЗсиомогательные выработки

+

-1-

+

+

+

+

+

+

+

+

I

 

+

т~

+

 

 

+

 

i