2. Горные работы Шамырадов. 2. горные работы 1 Срок службы и режим работы рудника

• Название: 2. горные работы 1 Срок службы и режим работы рудника
• Анкор: 2. Горные работы Шамырадов.docx
• Дата: 12.09.2018
• Размер: 0.6 Mb.
• Имя файла: 2. Горные работы Шамырадов.docx
• Тип: Документы; #24484
• страница: 4 из 4

2.10 Вентиляция
От правильного выбора схемы проветривания и главной вентиляторной установки (ГВУ) зависит обеспеченность рудника воздухом, а, следовательно, безопасность, здоровье и производительность труда горнорабочих при минимальных энергозатратах на общерудничный воздухообмен.

Важным моментом для создания нормативных санитарно-гигиенических и комфортных условий работы трудящихся в руднике является правильный выбор направленности воздушной струи.

Имеющийся на сегодняшний день опыт показывает, что эффективное решение достаточно сложной проблемы борьбы с пылью и внешними утечками воздуха на скипо-вентиляционных стволах калийных рудников возможно при условии внедрения следующего комплекса технических решений:

-герметизация копров, приемных бункеров и разгрузочных устройств приемных бункеров;

-аспирация воздуха из приемных бункеров;

-воздушная завеса в стенке копра и на нулевой отметке в устье ствола;

-гидрооросительное устройство в вентиляционном канале;

-систематический контроль за надежной герметизацией направляющего аппарата резервного вентилятора, ляд и люков в вентиляторной установке, поверхности вентиляционного канала.

Сравнительный анализ способов армировки стволов показал невозможность применения ныне существующих вентиляторов при армировке стволов расстрелами по причине высокого значения депрессии вентиляционной сети. Поэтому принимается канатная армировка, при которой аэродинамическое сопротивление стволов меньше по сравнению с жесткой армировкой. Канатная армировка стволов позволяет получить значительную экономию электроэнергии, так как потребляемая ГВУ мощность прямо пропорциональна ее полному давлению, и уменьшить капитальные затраты на строительство за счет снижения металлоемкости.
2.10.1 Расчет количества воздуха, необходимого для проветривания горных выработок (забоев)
Количество воздуха, необходимое для проветривания призабойного пространства выработки (где размещено действующее оборудование и находятся постоянные рабочие места в лаве и на проходческом комбайне), по факторам «взрывоопасные газы» или «природные ядовитые газы» определяются по формуле:

м³/мин (2.26)

гдеg – газоносность пласта по соответствующим газам, g=0,2м³/м³;

К_н–коэффициент неравномерности газоносности по соответствующим газам, К_н =1,72;

K_g – коэффициент дегазации отбитой горной массы, K_g =0,9;

j – объемный вес руды в массиве, j=2,09 т/м³;

J – производительность комбайна, для КРП-3 =4,5 т/мин;

для Урал-10 = 6,0 т/мин;

C – предельно допустимая концентрация соответствующих газов (согласно требований ПТБ РБ), C =0,5%;

C₀ – концентрация соответствующих газов в рудничном воздухе, поступающем к забою, %.

Значение C_oпринимается на основании замеров, а при отсутствии данных принимается равным нулю.

м³/мин;

м³/мин;
Количество воздуха, необходимое для проветривания призабойного пространства, а также действующих выработок, по фактору «минимальной допустимой скорости» воздушных потоков определяется по формуле:
_(2.27)
гдеS – площадь сечения призабойного пространства (в свету) в лавах или сечения выработки для проходческих комбайнов, м²(указана в документации или по результатам маркшейдерской съемки).
Для КРП-3 :S=8,03м²;

где S_пр–площадь сечения призабойного пространства,

v– минимальна допустимая скорость движения струи воздуха (в забое лавы при выемке руды принимается 0,5 м/с, в выработках проводимых проходческими комбайнами и лавахбездобычируды0,15м/с,п.154ПТБРБ).

ПКС-8:

УРАЛ-10 :99,3 м³/мин.

Количествовоздуха,необходимоедляпроветриванияпризабойногопространства выработки по фактору «температура воздуха» из условия ассимиляциитепла,выделяющегосяотэлектрооборудования,определяетсяпо формуле:
_(2.28)
где60–переводной коэффициент кВт установленной мощности в кДж/мин;

N_ЭЛ - суммарная установленная мощность электродвигателей, (ПКС-8: 380кВт, УРАЛ-10 575 кВт);

ŋ – средневзвешенный коэффициент полезного действия электродвигателей, (0,92,);

Т–температура поступающего в выработку воздуха, Т=22⁰С;

C_v–объемная теплоемкость воздуха, кДж/м³×⁰К, при Тот 0до30 ⁰С, ^C_v<sup>=1,3кДж/м3×0К;

k</sup>_з^{–средний коэффициент загрузки электродвигателей, k}_З^=0,5;

^k_т^{–коэффициент, учитывающий вынос тепла от забоя, k}_T^=1,0.
ПКС-8: Q_з= 60∙380∙(1-0,92)∙0,5∙1,0/ [(26-22)∙1,3]=175,4 м³/мин;

УРАЛ-10: Q_з= 60∙575∙(1-0,92)∙0,5∙1,0/ [(26-22)∙1,3]=265,4 м³/мин;
Количество воздуха, необходимое для проветривания выработок по наибольшему количеству людей в смене:
,м³/мин (2.29)
где g_ч - норма воздуха на одного человека, (g_ч = 6м³/мин);

n_л - максимальное число людей, чел.
_(2.30)
К дальнейшему расчету принимается наибольший расход воздуха, полученный по вышеуказанным факторам.

Для проходки подготовительных выработок применяется КРП-3, количество воздуха (по фактору «температура воздуха») для проветривания составит: Q_подг=175,4∙14=2315,6 м³/мин.

Для проветривания 6 очистных забоев (по фактору «температура воздуха»): Q_оч=265,4∙12=3184,8 м³/мин.
2.10.2 Расчет количества воздуха, необходимого для проветривания рабочих зон
Производительность ВМП (расчетная) для проветривания призабойного пространства тупиковой выработки определяется исходя из расчета необходимого количества воздуха с учетом коэффициента утечек в трубопроводе:

_(2.31)

где К_у – коэффициент, учитывающий утечки воздуха в гибком трубопроводе при проветривании выработки, при L=300м →К_у=1,19;

Q_З – требуемое количество воздуха для проветривания забоя подготовительной (очистной) тупиковой выработки, находящейся в проходке и проветриваемой ВМП, м³/мин, Q_З=175,4 м³/мин.
_Q^р_{ВМП = 1,19 175,4=208,7 м}³_/мин.

Выбор ВМП и определение требуемой производительность ВМП - Q^Т_ВМП.

Требуемое давление вентиляторной установки определяется по расчетной производительности и аэродинамическому сопротивлению трубопровода на которое работает ВМП.

Аэродинамическое сопротивление, на которое работает ВМП, определяется по формуле:
R_ВМП = k_НТ∙R_Л + R_М + R_С, киломюрг (2.32)
где k_НТ - коэффициент натяжения гибкого трубопровода. Принимается для нормально натянутых труб (почти прямолинейных) – 1; для слабо натянутых труб (с небольшими волнами, но без складок, изломов) – 1,6;

Rл - линейное аэродинамическое сопротивление трубопровода, киломюрг, для гибких трубопроводов см. в табл. 2.10.

Таблица 2.10 - Линейное аэродинамическое сопротивление трубопровода

Диаметр трубопровода, мм.	Длина трубопровода, м.
	50	100	150	200	250	300	400	500	600	800
400	14	27	37	47	58	69	89	107	125	159
500	5	10	14	18	22	26	33	37	39	47
600	2	4	5	7	8	10	12	15	17	21

Для диаметра трубопровода 500мм → Rл = 26 киломюрг;

Rм - местное аэродинамическое сопротивление гибкого трубопровода,

киломюрг, для гибких трубопроводов см. в табл. 2.11.
Таблица 2.11 - Местное аэродинамическое сопротивление гибкого трубопровода

Диаметр трубопровода, мм	Фасонные части трубопровода.
	Колено матерчатое (поворот на 450)	Угольник матерчатый (поворот на 900)	Тройник вилкообраз- ный	Отвод матерча- тый
400	12,5	25	10	20
500	5	10	4	7,5
600	2,5	5	2	3,5

Для диаметра трубопровода 500мм → Rм = 5 киломюрг;

R_С – аэродинамическое сопротивление скважин (гезенков), киломюрг, если скважины не применяются, принимается равным – 0.

R_ВМП = 1,6∙26+5=46,6 киломюрг

Требуемое давление ВМП, определяют по формуле (2.28):
P = 0,00028∙R∙Q²_ВМП, даПа, (2.33)
гдеQ_ВМП - расчетная производительность вентиляторной установки, м³/мин;

R - аэродинамическое сопротивление, на которое работает вентиляторная установка, киломюрг;

0,00028 – переводной коэффициент м³/мин в м³/с, и мм.вод.ст. в даПа.
P = 0,00028∙46,6∙208,7²=568,5даПа.

Требуемая производительность вентиляторной установки ВМП должна быть не меньше, чем расчетная. Q^Т_ВМП ≥ Q^Р_ВМП.

В соответствии с Q и P выбираем вентилятор СВМ-6.Технические характеристики вентилятора приведены в таблице 2.12.

Таблица 2.12 - Техническая характеристика СВМ-6

Частота вращения, мин-1	2950
диапазон в зоне пром. использования, м3/с	3,3-7,7
давление, Па	1180-2400
мощность электродвигателя, кВт	14
масса, кг	260

Количество воздуха, необходимого для проветривания рабочей зоны подготовительной (очистной) тупиковой выработки, находящейся в проходке, определяется:
Q_рз = 1,43∙Q^Т_ВМП, м³/мин (2.34)
гдеQ^Т_ВМП - требуемая производительность вентиляторной установки ВМП,

Q^Т_ВМП принимаем равной Q^Р_ВМП;

Q^Т_ВМП =208,7 м³/мин.
Q_РЗ = 1,43∙208,7=298,4 м³/мин

2.10.3 Расчет количества воздуха, необходимого для проветривания панели
Расчет количества воздуха, необходимого для проветривания панели, с учетом утечек воздуха через вентиляционные сооружения в панели выполняется по формуле:
Q_п = ΣQ^л_рз +∑Q_РЗ +Q_уп, м³/мин (2.35)
где∑Q^л_рз – суммарное количество воздуха, необходимое для подачи во все лавы панели, м³/мин;

∑Q_РЗ - суммарное количество воздуха, необходимое для проветривания всех рабочих зон;

Q_уп – количество утечек воздуха в панели через вентиляционные сооружения.
_(2.36)
гдеQ_j – суммарные утечки воздуха через вентиляционные сооружения (перемычки) в пределах панели, м³/мин;

J – число вентиляционных сооружений в панели.
Значение Q_j=4,2м³/мин при B=0,4м и площади перемычки 8,0м².
Количество воздуха, проходящее по выработкам, в которых предусмотрено использование самоходного транспорта (машин) с ДВС, должно быть достаточным для разжижения выхлопных газов ДВС, т.е. быть не меньше, чем определенное по формуле:
Q_двс = q∙∑N∙К_од , м³/мин (2.37)
гдеq – расход воздуха, приходящийся на 1 л.с. номинальной мощности

двигателя, обеспечивающий снижение концентрации вредных

продуктоввыхлопа в рудничной атмосфере до санитарных норм, м³/мин (q = 3 м³/мин для дизельных ДВС, 1 л.с. = 0,76 кВт);

∑N - суммарная номинальная мощность одновременно работающих в выработке машин с ДВС, л.с.

В пределах панели одновременно могут работать две единицы оборудования с ДВС: автомобиль «Минка» (40л.с.), трактор МТЗ-80 (75л.с.). Из расчета 3 м³/мин на одну лошадиную силу и с учетом коэффициента одновременности работы машин необходимый расход воздуха составит:

К_од – коэффициент одновременности работы машин с ДВС, К_од=0,9.
При определении необходимого количества воздуха допускается исключение из расчета потребности воздуха для разбавления выхлопных газов самоходного транспорта (машин) с дизельным приводом (ДВС), выполняющих вспомогательные операции при работе их не более 10 минут (суммарно) в течение 2-х часов или сорока минут (суммарно) в течение смены на панели.
Q_двс = 3∙(40+75)∙0,9=337,5 м³/мин.
2.9.4 Расчет количества воздуха, необходимого для проветривания главного направления (крыла) рудника
Расчет количества воздуха, необходимого для проветривания главного направления (крыла) рудника, с учетом внутренних утечек, выполняется по формуле:
_(2.38)
где Q_п – количество воздуха, необходимое для проветривания панели,

Q_рз – количество воздуха, необходимое для проветривания рабочей зоны тупиковой выработки, находящихся за пределами, Q_рз =2089,1м³/мин;

n – число панелей на главном направлении (крыле);

k – число подготовительных выработок, проветриваемых за пределами панелей;

Q_углн – суммарное количество утечек воздуха через вентиляционные сооружения на главном направлении (без учета панелей). Принимается согласно данных последней ВДС (текущих замеров), или по формуле:

_(2.39)
где Q_ун – суммарные утечки воздуха через вентиляционные сооружения на

главном направлении (кроме утечек в блоках и панелях), м³/мин;

Н – число вентиляционных сооружений на главном направлении.

Q_ун=111,4 м³/мин. (c площадью двери 6 м²).

_{Qм=3·1126,5+2089,1+2228=7696,6} м³/мин.
2.9.5 Расчет количества воздуха, необходимого для проветривания выработок камер служебного назначения
Количество воздуха, необходимое для проветривания КСН рудника, определяется для каждого горизонта, главного направления (крыла), в зависимости от местонахождения и схемы проветривания, суммированием потребностей в свежем воздухе различных камер служебного назначения. В частности для горизонта количество воздуха, необходимое для проветривания КСН определяется суммирование потребностей складов ВМ и ГСМ, гаража, ПЭММ:
Q_КСН=Q_ГСМ+Q_ВМ+Q_Г+Q_ПЭММ , м³/мин (2.40)
В общее количество воздуха, необходимого для проветривания, включаются только те КСН, которые проветриваются обособленно.

Количество воздуха, необходимое для проветривания склада ГСМ определяется по формуле:
Q_ГСМ=V/15, м³/мин, (2.41)

гдеV – объем выработок рабочей части склада (занятой действующим оборудованием, ёмкостями с ГСМ), V=2875 м³.
Q_ГСМ=2875/15=191,67 м³/мин

Количество воздуха, необходимое для проветривания склада ВМ, определяется исходя из минимальной скорости в выработках, равной 0,15 м/с по формуле:
Q_ВМ=9∙S_ВМ, м³/мин, (2.42)
гдеS_ВМ – площадь сечения выработки, S_ВМ =8,03м².

Q_ВМ=9∙8,03 =72,27м³/мин (2.43)
Количество воздуха, необходимое для проветривания гаража, определяется исходя из минимальной скорости в выработках, равной 0,15м/с по формуле:
Q_Г = 9∙S_Г, м³/мин, (2.44)
гдеS_Г – суммарная площадь сечений всех параллельных выработок гаража, S_г=12,53 м²;
Q_Г = 9∙12,53=112,77м³/мин. (2.45)
Количество воздуха, необходимое для проветривания ПЭММ, определяется суммированием потребностей по электросварочным и газосварочным работам, по кузнечным работам и по станкам с абразивным инструментом, оборудованным местными отсосами:

Количество воздуха, необходимое по электросварочным работам выполняется по формуле:
Q_ЭС = k_o (G_Э∙q_Э + n_Э∙q_ПЭ) / 60, м³/мин, (2.46)
гдеG_Э – расход электродов, G_Э =2 кг/ час;

q_Э – норма расхода воздуха на 1 кг электродов, м³/кг;

n_Э – количество постов электросварки, n_Э= 3;

q_ПЭ – норма расхода воздуха на 1 пост электросварки, м³/час;

k_o - коэффициент одновременности работы оборудования, k_o=1.
Значения q_Э=2800м³/кг и q_ПЭ=2000м³/час принимаются по

Q_ЭС = 1 (2∙2800 + 3∙2000) / 60= 193,3 м³/мин,

Расчет расхода воздуха по газосварочным работам выполняется по формуле:
Q_ГС = k_o (G_Г∙q_Г +n_Г∙q_ПГ) / 60, м³/мин, (2.47)
гдеG_Г – расход ацетилена, G_Г =2 м³/час, (расход керосина, кг/час);

q_Г - норма расхода воздуха на 1 м³ ацетилена, м³/ м³; (норма расхода воздуха на 1 кг керосина, м³/кг);

n_Г - количество постов газосварки, n_Г=2;

q_ПГ - норма расхода воздуха на 1 пост газосварки, м3/час.

k_o – коэффициент одновременности работы оборудования, k_o=1.
Значения q_Г= 2500м³/кг и q_ПГ=1700м³/час.

Q_ГС = 1 (2∙2500 +2∙1700) / 60=140 м³/мин,

Расчет количества воздуха для горна при выполнении кузнечных работ осуществляется по формуле:
Q_КУЗ = 42∙S_В∙k_o∙n_З, м³/мин, (2.48)
гдеSв – площадь сечения входа вытяжного зонта над горном, Sв=1,5 м²;

n_З - число вытяжных зонтов, n_З=2;

k_o- коэффициент одновременности работы оборудования, k_o=1.
Q_КУЗ = 42∙1,5∙1∙2= 126м³/мин,

Расчет количества воздуха для станков с абразивным инструментом выполняется по формуле:
Q_СТ = q_А∙D∙n_СТ∙k_o / 60, м³/мин, (2.49)
гдеq_А – норма расхода воздуха на 1 мм износа (от диаметра) абразивного круга, 1,0м³ /час∙мм. [29,приложению 1, п. 1.9];

k_o−коэффициент одновременности работы оборудования, k_o=1 [29,приложению 1,п.1.24];

D – рабочий диаметр абразивного круга, D =400 мм;

n_СТ – число заточных станков, n_СТ=4.
Q_СТ = 1∙400∙4∙1 / 60=26,66 м³/мин

Необходимое количество воздуха для ПЭММ.
Q_КСН=191,67+72,27+112,77+485,96=862,67 м³/мин.
2.10.6 Расчет количества воздуха, необходимого для проветривания горизонта рудника
Количество воздуха, необходимое для проветривания горизонта, определяется по формуле:
_(2.50)
гдеQ_М – количество воздуха, необходимое для проветривания главного направления, Q_М =7696,6 м³/мин.;

Q_ксн – количество воздуха, необходимое для проветривания КСН данного горизонта, Q_ксн =862,67 м³/мин;

Q_уод – суммарное количество утечек воздуха в выработках околоствольного двора горизонта, м³/мин; (принимается по результатам ВДС или по текущим замерам);

Q_уод=111,4 м³/мин;

K_г – коэффициент, учитывающий неравномерность распределения воздуха на горизонте, K_г=1,;

F – число главных направлений (крыльев) данного горизонта.
Q_Г=1,1·(7696,6+862,67+111,4)=8670,67 м³/мин
2.10.7 Расчет количества воздуха, необходимого для проветривания рудника
Количество воздуха, необходимое для проветривания выработок рудника в целом, определяется по формуле:
Q_р = ∑Q_г, м³/мин (2.51)
где∑Q_г – суммарное количество воздуха, необходимое для проветривания горизонтов рудника.
Q_р = 8670,67 м³/мин.
2.10.8 Расчёт производительности главной вентиляторной установки
Производительность ГВУ определяется с учетом внешних утечек воздуха по формуле:
Q_ГВУ=Q_р +Q_упк, м³/мин, (2.52)
гдеQ_упк – внешние утечки (подсос) воздуха, принимаемые по данным последней плановой ВДС (по текущим замерам) или по, Q_упк= 0,15∙Q_р.
Q_ГВУ=8670,67 +1300=9971,3 м³/мин.