Аэрология

Download 1,7 Mb. bet 142/192 Sana 21.05.2022 Hajmi 1,7 Mb. #606668 Turi Учебник

Bog'liq
Ушаков КЗ Аэрология горных предприятий 1987

Bu sahifa navigatsiya:

• Вентиляция тупиковых камер

4>к

мУ

С

4

щ

^

._

Ж /

1

' J

-

■А

й

/ Ж

>!

Z,

>.

\

200 000 600

800

1гм

h

Ьтах -* ~ -—— „__—_—

-_

Рис. 23.8. График к определению длины воздухопровода, при которой необходима установка следующего вен­тилятора в каскаде:
L_lt L%, Lz — длины воздухопроводов, при ко­торых необходима установка соответственно второго, третьего и четвертого вентиляторов
Рис. 23.7. График к расчету каскадной установки вентиляторов:
/, II, III, IV — характеристики вентиляторов; Ц, L₂, U, L₄ — характеристики вентиляци­онных воздухопроводов
ляторы трубе длиной не менее 10 диаметров трубопровода. В процессе эксплуатации вентиляторов в каскаде расчетные ве­личины следует контролировать замерами расхода воздуха в конце трубопровода и устанавливать следующий вентилятор при
Qk^Q₃.
Рассредоточенная установка вентиляторов применяется при от­сутствии газовыделений в выработках. В этом случае, как пра­вило, используются жесткие трубы. Такая установка вентилято­ров способствует уменьшению утечек воздуха. Безопасность и на­дежность данной схемы проветривания обеспечивается тем, что по всей длине трубопровода поддерживается более высокое дав­ление, чем в выработке. Это достигается правильным выбором расстояния между вентиляторами. Если при нагнетательном спо­собе проветривания расстояние между вентиляторами превышает допустимое, то со стороны всасывающего патрубка вентилятора, установленного в трубопроводе, создается разрежение, что приво­дит к рециркуляции загрязненного воздуха и к увеличению про­должительности проветривания. В случае применения гибких труб пониженное давление в трубопроводе будет вызывать их пережим, увеличение аэродинамического сопротивления, уменьшение коли­чества поступающего в забой воздуха, создавая опасность зага-зования выработки.
Расчет рассредоточенной установки вентиляторов осущест­вляется в следующем порядке.
1. Определяется расход воздуха для проветривания забоя. По заданным диаметру трубопровода, длине звена, коэффициенту
299

298

удельной стыковой воздухопроницаемости и качеству сборки рас­считываются коэффициент доставки воздуха на всю длину трубо­провода и общие утечки воздуха.
2. Определяется подача (м³/мин) первого (от устья) вентиля­
тора по формуле
Qsi-Qs + Qyr, (23.11)
где Q_jr — утечки воздуха, м³/мин.

3. 
   Принимается значение депрессии первого вентилятора ft_B1 с таким расчетом, чтобы /i_Bi<0,3/i_max (Amax — депрессия трубопро­вода, рассчитанная на всю длину выработки).
   
4. 
   По значениям Q_B1 и h_B] выбирается вентилятор, по харак­теристике которого уточняется значение его депрессии.
   
5. 
   Второй вентилятор (вентиляторы целесообразно принимать однотипными) устанавливается в том месте, где депрессия пер­вого вентилятора уменьшилась на 80%. Расстояние (м), между первым и вторым вентиляторами (длина трубопровода первого вентилятора) определяется по формуле
   

Lr^O&hifRnQlu (23.12)
где Rn — аэродинамическое сопротивление трубопровода первого вентилятора, Н-с²/м⁸.
Подача (м³/мин) второго вентилятора определяется по фор­муле
Q_B2-QBi-QyT^J^ⁱ. (23.13)
По подаче и индивидуальной характеристике второго венти­лятора определяется его депрессия h_B2-
6. Депрессия третьего вентилятора определяется по формуле
А_в3 = 0,2 (0,2Abi + М- (23.14)
Длина трубопровода между вторым и третьим вентиляторами определяется по формуле
L_T2 = 0,8 (0,2й_в1 + M/(#t₂Qb₂), (23.15)
где R_r2 — аэродинамическое сопротивление второго вентилятора, Н-с²/м⁸.
Подача (м³/мин) третьего вентилятора определяется по фор­муле
Q_B3 = QB2-QyT^. (23.16)
По аналогии рассчитываются параметры последующих венти­ляторов.
При прочих равных условиях максимальная депрессия при рас­средоточенной установке вентиляторов меньше, чем при каскад­ной, что обеспечивает меньшие утечки воздуха из трубопровода.
При проветривании выработок с использованием шлюзовых ка-300
мер воздух из трубопровода предыдущего вентилятора поступает в пройденную для этой цели камеру, в которой устанавливается последующий вентилятор. Последний по трубопроводу подает воздух в сторону забоя. Для предотвращения рециркуляции по­дача установленного в камере вентилятора должна быть меньше количества воздуха, поступающего в камеру из трубопровода. В остальном расчет установки вентиляторов в шлюзовых камерах производится в обычном порядке.
23.6. Вентиляция тупиковых камер
Камерами называются горные выработки, имеющие при сравни­тельно больших поперечных размерах небольшую длину. Провет­ривание камерообразных тупиковых выработок представляет со­бой сложную задачу, так как большой объем проветривания тре­бует большого расхода воздуха.
По принципу разбавления и переноса вредных примесей раз­личают следующие группы выработок.
Группа I. Выработки, проветривание которых осуществляется в основном за счет конвективной составляющей переноса. Пло­щадь поперечного сечения таких выработок ^20 м², а скорость движения воздуха в них >0,1 м/с.
Группа II. Выработки, проветривание которых осуществляется за счет конвективной и диффузионной составляющих переноса. Площадь поперечного сечения таких выработок находится в пре­делах 20—150 м², а скорость движения воздуха — в пределах 0,01—0,1 м/с.
Группа III. Выработки, проветривание которых осуществляется за счет конвективной, диффузионной и гравитационной составляю­щих переноса. Площадь поперечного сечения таких выработок >150 м², а скорость движения воздуха в них <0,01 м/с.
Проветривание камерообразных тупиковых выработок I группы осуществляется аналогично проветриванию обычных тупиковых выработок.
Камерообразные тупиковые выработки II группы проветрива­ются следующими способами.

1. 
   Проветривание коротких камер (длиной ^40 м) осущест­вляется вентилятором, снабженным конфузором и установлен­ным в горловине камеры. При взрыве заряда ВВ значительная часть газов выбрасывается в примыкающую к камере выработку, по которой поступает свежая струя воздуха. Оставшиеся в камере газы выносятся вентилятором с конфузором.
   
2. 
   Камеры длиной 20—100 м проветриваются одной или не­сколькими нагнетательными установками с применением труб большого диаметра. Расход воздуха (м³/мин) для проветривания забоя определяется по формуле
   

С?з = -^-(з + 1₈-£Л, (23.17)
301

где L_K — Длина камеры, м; t_n — расчетная продолжительность про­ветривания, мин; В — расход В В за взрыв, кг; V_K — объем провет­риваемой камеры, равный произведению ее площади поперечного сечения и длины, м³.
3. Камеры длиной >100 м проветриваются комбинированным способом, при котором часть вентиляционных установок (или одна) работает на нагнетание, а вторая часть — на всасывание. Проветривание тупиковых камер комбинированным способом имеет следующую особенность. В результате интенсивной диффу­зии и некоторого запаса кинетической энергии, полученной в мо­мент взрыва, газовое облако перемещается к горловине камеры и пересекает плоскость, где установлен отсасывающий вентилятор. Последний не оказывает заметного противодействия движению газового облака. По мере перемещения газового облака по ка­мере скорость его движения уменьшается. Но так как количество воздуха, поступающее в забой за счет работы нагнетательного вентилятора, меньше подачи отсасывающего вентилятора, то га­зовое облако меняет свое направление движения на обратное и увлекается воздухом, идущим от горловины камеры к всасу от­сасывающего вентилятора. Основная часть воздуха движется от забоя к всасу отсасывающего вентилятора. Со стороны же гор­ловины камеры поступает количество воздуха, равное разности между подачей отсасывающего вентилятора и количеством воз­духа, поступающим в забой по нагнетательному трубопроводу. Подача (м³/мин) отсасывающего вентилятора определяется по формуле
Q_0T = -^,3^^утУп-^ч lg -Ь^п-, (23.18)
где kyi — коэффициент, учитывающий утечки воздуха в отсасы­вающем трубопроводе; Vu. ч — объем проветриваемой части ка­меры, равный произведению площади поперечного сечения на рас­стояние от забоя до всаса отсасывающего вентилятора, м³; С_и, Си — допустимая концентрация газа соответственно в исходящей и поступающей вентиляционных струях, %•
Подача нагнетательного вентилятора должна быть на 40 % меньше подачи всасывающего вентилятора.
Наиболее сложной является организация проветривания ка­мер III группы. Особенности газодинамических процессов в этих камерах заключаются в следующем. После взрыва газовое облако из-за более высокой температуры поднимается к кровле выра­ботки и за счет диффузии и тепла распространяется до стенки, противоположной забою. По мере движения облако охлаждается, опускается вниз и занимает весь объем камеры. Отсутствие фик­сированной границы зоны отброса газов приводит к необходимо­сти проветривать весь объем камеры. Через некоторое время (30— 40 мин) газовое облако начинает расслаиваться за счет разной плотности газов. Относительное содержание окиси углерода у кровли увеличивается. Окислы азота и другие тяжелые газы
302
опускаются к почве. В камере образуются застойные зоны, где концентрация ядовитых газов в 2—3 раза выше, чем в остальной части камеры. Снижение концентрации газов в этих зонах идет медленнее, чем в остальной части камеры. Расположение обра­зующихся застойных зон зависит от формы выработанного про­странства, мест расположения и числа воздухоподающих и воз-духоотводящих каналов. Создание в одной такой камере эффек­тивной скорости движения воздуха ^0,15 м/с требует огромных расходов воздуха, сопоставимых с количеством воздуха, необхо­димого для проветривания целой шахты. При проведении таких камер стремятся прежде всего обеспечить их сквозное проветри­вание. Вначале в массиве проводится несколько горизонтальных выработок, которые проветриваются вентиляторами с трубопро­водами. Затем горизонтальные выработки сбиваются восстаю­щими и вся система выработок подключается к вентилятору глав­ного проветривания,

Download 1,7 Mb.

Do'stlaringiz bilan baham: