книги / Руководство по проектированию вентиляции угольных шахт
..pdfот 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) |
|||||
*о — 1°- « + |
2 i |
Ql |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||
где t0 д — температура |
воздуха |
в |
околоствольном |
дворе, |
|
°С; |
||||||
tn — температура |
пород в |
середине |
i-й |
выработки, |
°С; |
|||||||
tt — температура воздуха |
в |
начале |
г-й |
выработки, |
°С; |
|||||||
1( — длина i-й выработки, м; |
|
двора |
и камер, |
м. |
||||||||
&Н — 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- |
-р |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
I |
|
+ |
т~ |
+ |
|
|
+ |
|
|
i |
|
|