Документ Microsoft Office Word. Уральский государственный горный университет

• Название: Уральский государственный горный университет
• Дата: 20.06.2019
• Размер: 0.79 Mb.
• Имя файла: Документ Microsoft Office Word.docx
• Тип: Реферат; #82427
• страница: 7 из 17

6. Проветривание шахты

Месторождение вскрывается двумя вертикальными стволами, расположенными в центре, и вскрывающими квершлагами. Вентиляционные стволы располагаются на флангах шахтного поля, схема вентиляции – фланговая. Способ проветривания – всасывающий.

Свежий воздух поступает в подземные выработки по клетевому стволу, по околоствольному двору и по вскрывающему квершлагу, далее попадает на полевой откаточный штрек, откуда по восстающим – в очистные блоки. На трудно проветриваемых участках забои проветривают вентиляторами местного проветривания.

Отработанный воздух через полевые вентиляционные сбойки попадает на вентиляционный полевой штрек, откуда по вентиляционному стволу выдается на поверхность.

Воздух, подаваемый в шахту в зимнее время, должен подаваться калориферной, расположенной у клетевого ствола.

1. Расчет количества воздуха

• 
  По выделению углекислого газа:
  

; м³/мин (6.1)

где I_оч– среднее газовыделение в очистной выработке, м³/мин;

К_н - коэффициент неравномерности газовыделения – 1,3;

С - содержание газа в исходящей струе – 0,5%;

С_о – содержание газа в поступающем в очистную выработку воздухе – 0,04%

м³/мин

• 
  По фактору «ядовитые газы от взрывных работ»:
  

, м³/мин (6.2)

где t – время проветривания – 30 мин;

А – количество одновременно взрываемого ВВ – 22,5 кг;

b – газовость ВВ – 60 л/кг;

V_к– объем камеры – 414 м³

0,075614 = 46 м³/мин

• 
  По выносу пыли:
  

, м³/мин (6.3)

где V_оп – оптимальная, по выходу пыли, скорость движения воздуха – 0,8 м/с;

а – коэффициент, учитывающий отношение средней скорости движения

воздуха к осевой – 1,2;

S – поперечное сечение выработки (S вент. штр. – 9,9 м²)

392 м³/мин

• 
  По числу людей:
  

Q_оч  6  n, м³/мин

где n – наибольшее число людей, одновременно работающих в очистной выработке – 3 человека;

Q_оч  6  3 = 18 м³/мин

• 
  Проверка по минимальной скорости:
  

Q_оч  60  V_min S, м³/мин

где V_min– минимально допустимая скорость движения воздуха – 0,25 м/с

Q_оч  60  0,25  9,8 = 147 м³/мин

Принимаем количество воздуха, необходимое для проветривания очистных работ, наибольшее – 392 м³/мин

2. 
   Расчет количества воздуха при проветривании
   

подготовительных и нарезных выработок

Проветривание восстающего

• 
  По фактору «ядовитые газы от взрывных работ»:
  

, м³/мин (6.4)

где Р – коэффициент утечки воздуха – 1,51;

L – длина выработки – 200 м;

= 110,9 м³/мин

• 
  По выносу пыли
  

= 60 = 270 м³/мин (6.5)

• 
  По числу людей:
  

Q  6  2 = 12 м³/мин

• 
  По минимальной скорости:
  

Q  60  0,25  9 = 135 м³/мин

Принимаем наибольшее значение – 270 м³/мин.

Проветривание откаточного штрека.

• 
  По фактору «ядовитые газы от взрывных работ»:
  

= 157,5 м³/мин

• 
  По выносу пыли:
  

Q = (6.6)

= 294 м³/мин

• 
  По числу людей:
  

Q  6  6 = 36 м³/мин

• 
  По минимальной скорости:
  

Q  60  0,1  = 8 м³/мин

Принимаем наибольшее значение – 294 м³/мин.

Проветривание орт-заезда

• 
  По фактору «ядовитые газы от взрывных работ»:
  

= 25,9 м³/мин

• 
  По выносу пыли
  

= 279 м³/мин

• 
  По числу людей:
  

Q  6  3 = 18 м³/мин

• 
  По минимальной скорости:
  

Q  60  0,25  9,3 = 139,5 м³/мин

Принимаем наибольшее значение – 279 м³/мин.

Проветривание квершлага

• 
  По фактору «ядовитые газы от взрывных работ»:
  

= 724 м³/мин

• 
  По выносу пыли
  

= 556 м³/мин

• 
  По числу людей:
  

Q  6  6 = 36 м³/мин

• 
  По минимальной скорости:
  

Q  60  0,1  = 8 м³/мин

Принимаем наибольшее значение – 724 м³/мин.

Проветривание вентиляционного штрека

• 
  По фактору «ядовитые газы от взрывных работ»:
  

= 157,5 м³/мин

• 
  По выносу пыли
  

= 294 м³/мин

• 
  По числу людей:
  

Q  6  6 = 36 м³/мин

• 
  По минимальной скорости:
  

Q  60  0,1  = 8 м³/мин

Принимаем наибольшее значение – 294 м³/мин.

Таблица 6.1

Наименование выработок	Поперечное сечение, м2	Длина, м	Расход ВВ, кг	Время про- ветривания мин	Кол-во воздуха, подаваемого к забою, м3/мин	Кол-во воздуха с учетом утечки, м3/мин
Квершлаг	12,94	1500	64,2	30	724	919,48
Вентиляционный штрек	9,8	200	46,6	30	294	317,5
Откаточный штрек	9,8	200	46,6	30	294	317,5
Восстающий	9	200	38	30	270	407,7
Орт-заезд	9,3	15	40	30	279	295,7
						 = 2257,88

6.3 Расчет количества воздуха для технологических камер

Для склада ВМ

Q = к  V_с, м³/мин (6.7)

где к – коэффициент, учитывающий кратность воздухообмена – 0,07;

V_с– суммарный объем выработок склада – 11000 м³

Q = 0,07  1100 = 77 м³/мин

Для электровозного депо

Q = к  V_эд = 0,07  850 = 59,5 м³/мин (6.8)

6.4 Расчет количества воздуха для поддерживаемых выработок

Таблица 6.2

Наименование выработок	Площадь сечения, м2	Необходимое кол-во воздуха, м3/мин
Резервные блоки	10	150
Восстающие	9	135
Орт-заезды	9,3	139,5
Грузовая ветвь скипового околоствольного двора	19,6	176,4
Скиповой ствол	33,2	298,8

6.5 Расчет необходимого количества воздуха для проветривания шахты

Таблица 6.3

Наименование выработок	Количество		Необходимое кол-во
	выработок		воздуха, м3/мин
	рабочих	резервных	рабочих	резервных
Очистные работы	10	5	392	150
Квершлаг	2	-	919,4	-
Откаточный штрек	2	-	317,5	-
Орт-заезд	10	5	295,7	139,5
Восстающий	10	5	407,7	135
Скиповой ствол	1	-	298,8	-
Электровозное депо	2	-	59,5	-

Общее количество воздуха, необходимое для проветривания:

Q_ш = к (к₁Q_оч + 1,43Q_g + Q_к + Q_пв)к₂, м³/мин (6.9)

где к - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения воздуха

по горизонтам и главным воздухоподающим выработкам;

к₁ – коэффициент, учитывающий утечки в пределах блока;

к₂ - коэффициент, учитывающий утечки воздуха по пути от воздухоподающих стволов до вспомогательных блоков

Q_ш = 1,05 (1,110392)+1,43(2919,4+2317,5+10295,7+10407,7)+

+(298,8+5150+5139,5+5135)+59,51,15=24691,5 м³/мин

Проверка по числу людей:

Q_ш  6  n  z, м³/мин (6.10)

где n – число людей, находящихся в шахте: n = 1,2 ;

где Р_ш и Р_ор– сменная производительность шахты и одного рабочего

n = 1,2 = 30 человек

z – коэффициент запаса, учитывающий потери воздуха в шахте – 1,4

Q_ш  6  30 1,4 =252 м³/мин

Принимаем наибольшее значение – 24691,5 м³/мин или 411 м³/с

1-2 – Клетевой воздухоподающий ствол;

2-3 – Квершлаг;

3-4 – Откаточный штрек;

4-5 – Орт-заезд

5-6 – Восстающий;

6-7 – Вентиляционный штрек;

7-8 – Орт-заезд;

8-9 – Квершлаг вентиляционного горизонта;

10-11 – Воздуховыдачной ствол.

6.6 Расчет общешахтной депрессии

Таблица 6.4

Участок схемы	Наименование выработки	Тип крепления	S, м2	S3,		Р, м	L, м	Q, м3/с	Q2, м3/с	h, Па	V, м/с
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
1-2	Клетевой ствол	монолит. бетон	50,3	127263,5	0,003	25,1	1073	411	160801	102	7,9
2-3	Квершлаг	бетон	12,94	2166,7	0,003	15,1	1500	103	10609	332,7	7,8
3-4	Откаточный штрек	ж/б штан.	9,8	941,2	0,01	13	2000	75	5625	1553	7,6
4-5 7-8	Орт-заезд	ж/б	9,3	804,4	0,01	12,7	15	70	4900	11	7,5
5-6	Восстающий	ж/б	9	729	0,01	12,5	200	70	4900	168	7,5
6-7	Вентиляционный штрек	ж/б штан.	9,8	941,2	0,01	13	2000	85	7225	1996	8,6
8-9	Квершлаг	бетон	12,9	2146,7	0,003	15	1400	85	7225	212	6,6
10-11	Вентиляционный ствол	бетон	19,6	7529,5	0,003	15,7	983	150	22500	138	7,6
ИТОГО										4512,7
С учетом на местное сопротивление (15%)										5189

h = (6.11)

6.7 Выбор главного вентилятора и электродвигателя

Основой для выбора вентилятора главного проветривания являются производительность вентилятора Q_в и его депрессия h_в.

Q_в определяется:

Q_в = к_в  Q_ш; (6.12)

где к_в– коэффициент, учитывающий утечки воздуха через надшахтные сооружения и каналы вентиляторов – 1,2;

Q_ш – общешахтное количество воздуха – 401 м³/с

Q_в =1,2  401 = 521,3 м³/с

Депрессия вентилятора h_в слагается из депрессии шахты h_ш и депрессии вентиляторной установки h_ву:

h_в = h_ш + h_ву = 5189 + 375 = 5564 Па (6.13)

Исходя из полученных данных, выбираем вентилятор ВЦД-47 «Север»

Диаметр колеса - 4700 мм;

Частота вращения - 250495 об/мин;

Установленная мощность - 4800 кВт.

Мощность двигателя вентилятора определяется по формуле:

, (6.14)

где _в– КПД вентилятора;

_д– КПД двигателя

_п– КПД двигателя вентилятора



Применяем синхронный двигатель.

Расход электроэнергии для вентилятора:

, кВт.ч/год (6.15)

где _р – КПД регулирования вентилятора – 0,8;

_с – КПД электрической сети – 0,95;

n – число работы вентилятора в сутки – 23,5 часов;

Т – количество дней работы вентилятора в году – 305 дней

=14,310⁶ кВт.ч/год

6.8 Мероприятия по технике безопасности

• 
  В случае обнаружения в выработках во время работы ядовитых газов или снижении качества воздуха, а также при нарушении проветривания, люди, находящиеся в выработке, должны покинуть забой и выйти на свежую струю, включив вентилятор местного проветривания;
  
• 
  Питание электродвигателей вентиляторов осуществляется по двум независимым кабельным линиям;
  
• 
  Один раз в шесть месяцев вентиляторная установка проверяется на реверсирование струи, время реверсирования не более 10 мин;
  
• 
  При эксплуатации вентиляторной установки ведутся журналы: учета работы и сдачи смены, осмотра установки и проверки реверсирования воздушной струи;
  
• 
  К управлению вентиляторами допускаются лица, прошедшие специальное обучение и сдавшие экзамен на управление вентиляторными установками.
  

7. Пневматическое хозяйство

Компрессорная станция шахты расположена в 1000 метрах от стволов. Станция оборудована одиннадцатью компрессорами следующих типов:

- НМ-10-100/8- 6; 55-В- 2; ВП-50- 1; В-300-2к- 2.

Давление в общешахтной сети поддерживается на уровне 7 атмосфер. Очистка воздуха производится при помощи фильтров. Так как компрессорная станция работает в условиях значительной неравномерности потребления сжатого воздуха, то на ней осуществляется автоматическое регулирование производительности. Давление регулируется за счет включения или выключения дополнительных компрессоров. Сжатый воздух от компрессорной станции в шахту поступает по трубопроводу, проложенному по поверхности до устья ствола. Далее трубопровод проложен по вертикальному стволу, до рабочих горизонтов. По рабочим горизонтам, по штрекам, орт-заездам, восстающим к очистным забоям.

7.1 Расчет пневмохозяйства

Исходные данные для расчета.

В каждом очистном блоке эксплуатируется:

- перфоратор ручной ПП-63в - 2 шт;

- телескопный перфоратор ПТ-48 - 1 шт;

- люковое устройство - 1 шт;

- отбойный молоток - 1 шт.

Количество блоков:

- очистных - 26;

- нарезных - 18;

- РПР и ГКР - 12.

Данные расчетов сводим в таблицу 7.1.

Таблица 7.1

№ п/п	Наименование потребителей	Количество потребителей	Удельный расход, м3/мин	Коэффициент одновременности	Общий расход, м3/мин
1	Перфоратор ПП-63В	112	3,5	0,5	196,0
2	Перфоратор ПТ-48	12	3,5	0,5	21,0
3	Пневмолюк	26	1,6	0,4	17,0
4	Отбойный молоток	56	1,2	0,3	20,0
	Всего: (Q1)				254,0

Длина трубопроводов:

- от компрессорной до ствола -1,0 км;

- по стволу - 1,1км;

- длина квершлага - 1,2 км;

- длина штрека - 3,3 км;

- суммарная длина восстающих - 10,0 км.

Общие потери воздуха в трубопроводах:

Q₂ = 1,5х(l + l + l + l + l ) = 1,5х(1,0+1,1+1,2+3,3+10,0)=25,0м³/мин.

где:

1,5 - удельные потери на 1 километр трассы.

Расчетная производительность компрессорной станции:

Q_общ. = Q₁ +Q₂ = 254,0 + 25,0 = 279,0м³ /мин. (7.1)

Существующая компрессорная станция шахты имеет производительность 800м³/мин, т.е. способна обеспечить горные работы шахты сжатым воздухом.