Аэрология

30.5. Определение расхода воздуха для вентиляции шахты
Определение расхода воздуха для вентиляции шахты — один из наиболее важных этапов проектирования вентиляции. Подавае­мый в шахту воздух предназначен для создания здоровых и без­опасных условий труда путем обеспечения содержания в воздухе необходимого количества кислорода, допустимого количества ядо­витых и взрывчатых газов и пыли, необходимой температуры воз­духа.
Расход воздуха можно рассчитывать для шахты в целом и для каждого забоя (места потребления) в отдельности, т. е. позабой-ным методом. Определенные позабойным методом расходы воздуха суммируются для всей шахты. Позабойный метод расчета позво­ляет полнее учесть особенности каждой шахты.
Расход воздуха рассчитывается по потреблению кислорода, по метановыделению, по выделению углекислого газа, по газам, вы­деляющимся при взрывных работах, по выделению пыли. Для глубоких шахт необходимый расход воздуха проверяется по теп­ловому фактору.
Расход воздуха по фактору потребления кислорода определя­ется умножением нормативного расхода воздуха, обеспечивающего нормальную жизнедеятельность человека, на максимальное число людей, одновременно находящихся в шахте. Этот метод расчета является ориентировочным. В большинстве случаев расход воз­духа, рассчитанный по фактору потребления кислорода, получа-392
ется обычно меньшим, чем рассчитанный по другим факторам. При расчете расхода воздуха по фактору выделения ядовитых и взрывчатых газов устанавливаются места их выделения, а за­тем для каждого места определяется максимальное количество газа, которое может выделиться в выработку. Расход воздуха (м³/мин) для вентиляции каждого места выделения газов опреде­ляется по формуле
Q-fe/max, (30.18)
где k — коэффициент разбавления, зависящий от требуемой кон­центрации газа в воздухе; /max— максимальное количество газа, выделяющееся на объекте, м³/мин.
Применение динамического метода расчета расхода воздуха по фактору выделения газов при взрыве ВВ позволяет учитывать динамику уменьшения концентрации газов во времени.
Расход воздуха для шахты в целом равен сумме расходов для вентиляции отдельных объектов. Для такого расчета необходимо знать величину газовыделения в отдельные выработки, т. е. газо­вый баланс шахты.
Расход воздуха по фактору выделения пыли определяется по
формуле
Q = i>B.on_TS_B, (30.19)
где v_B. опт — оптимальная скорость движения воздуха, м/с; S_B — площадь поперечного сечения выработки, м².
С учетом утечек расход воздуха для шахты в целом определя­ется по формулам:
Q = Qo + Q_yT;
Q = Qoftyr. "(30.20)
где Qo — основной расход воздуха для вентиляции шахты, м³/мин; Q_yT — утечки воздуха, м³/мин; &_ут — коэффициент, учитывающий утечки воздуха.
Так как часть утечек воздуха может участвовать в разбавлении
газа, то
Q = Qo + (l —%)Qyr, (30.21)
где п_у — доля утечек воздуха, участвующая в разбавлении газа. Методы расчета расхода воздуха для угольных и рудных шахт имеют существенное различие, определяемое спецификой техно­логии. При проектировании вентиляции шахты расход воздуха, как правило, приходится рассчитывать по нескольким фак­торам (по метановыделению, по выделению пыли). В результате получается несколько значений расхода воздуха. Чтобы опреде­лить окончательный расход воздуха для вентиляции шахты, необ­ходимо оценить определяющие его факторы с точки зрения их однородности. Допустим, что определяющими факторами явля­ются потребление кислорода и пылевыделение. С санитарно-гигие­нической точки зрения влияние таких факторов, как уменьшение содержания кислорода и повышение содержания пыли, неодно­родно (первый из этих факторов вызывает кислородное голодание,
393

а второй — заболевание пневмокониоз). Поэтому для дальней­шего расчета вентиляции принимается больший расход воздуха из рассчитанных по этим двум неоднородным факторам. При од­новременном содержании в воздухе окиси углерода и окислов азота их действие на организм человека усиливается, т. е. по дей­ствию на человека эти факторы однородны (один объем окислов азота в пересчете на двуокись азота эквивалентен по токсичности 6,5 объемам окиси углерода). В этом случае расход воздуха, рас­считанный по каждому из однородных факторов, должен сумми­роваться. Тем самым обеспечивается суммарное содержание одно­родных примесей в воздухе в допустимых пределах. Содержа­щиеся в воздухе примеси могут быть однородны с точки зрения взрывчатости (например, метан и водород). Поэтому, если в воз­духе содержатся однородные и неоднородные примеси, расход воз­духа рассчитывается по каждой из них, расходы воздуха, опреде­ленные по однородным примесям, суммируются и для окончатель­ного расчета принимается наибольший из них. Возможно также суммирование абсолютных значений этих примесей. По каждому полученному таким образом суммарному значению определяется расход воздуха. Для дальнейших расчетов принимается макси­мальное значение расхода воздуха. Если выделяющиеся при взрыве ВВ газы рассматривать как условную окись углерода, то все факторы, по которым определяется расход воздуха для вен­тиляции шахты, являются неоднородными. Поэтому расход воз­духа определяется по каждому из этих факторов и для дальней­ших расчетов принимается максимальный из них.