Навоийский горно металлургический комбинат

Расчет проветривания тупиковых выработок.

Проветривание забоев должно обеспечить содержание кислорода в воздухе не менее 20% (по объему), а углекислого газа не более 0,5%. При этом минимальная скорость движения должна быть 0,25 м/с, а температура воздуха не выше 26⁰С при относительной влажности до 90%. Разжижение газообразных продуктов взрыва и удаление их из забоя должны происходить не более чем за 3 мин после взрывания зарядов.

Одиночные выработки с тупиковыми забоями проветривают вентиляторами местного проветривания ВМП по трем схемам: нагнетательной, всасывающей и комбинированной. Наиболее широкое распространение нашла нагнетательная схема.
При этой схеме ВМП устанавливают на свежей струе воздуха на расстоянии не менее 10м от исходящей струи во избежание рециркуляции. При большой длине проветриваемой выработки для достижения повышенного напора или для снижения времени проветривания допускается каскадная установка ВМП. На негазовых горнодобывающих предприятиях возможно рассредоточенное расположение вентиляторов по металлическому трубопроводу. Допускается с разрешения главного инженера шахты установка ВМП в выработках с исходящей струей, если содержание метана в ней не превышает 0,5 %, а состав воздуха соответствует установленным нормам.
Подача ВМП не должна превышать 70% того количества воздуха, которое поступает к нему за счет общешахтной депрессии. При установке в одной выработке нескольких вентиляторов, работающих на отдельные трубопроводы и расположенных на расстоянии не менее 10м друг от друга, их суммарная подача не должна превышать 70% количества воздуха, поступающего к первому вентилятору (считая по ходу струи). Расстояние от конца вентиляционной трубы до забоя в газовых шахтах должно быть не более 8, в негазовах 12, а на рудниках 10м.
Количество воздуха Q_з (м³/мин) для проветривания тупикового забоя определяют по пяти факторам: количеству одновременно взрываемого ВВ, газовыделению, числу одновременно работающих людей, по минимальной скорости струи и тепловому. По количеству одновременно взрываемого ВВ:

где – площадь поперечного сечения выработки в свету, м²; –время проветривания выработки (не более 30мин); – коэффициент, учитывающий обводненность выработки (для сухих -0,8, влажных -0,6, проводимым по водоносным породам или с применением водяных заслонов -0,3); A-количество одновременно взрываемого ВВ, кг; — газовость ВВ (при взры­вании по углю—100 л/кг, по породе—40 л/кг);
-коэффи­циент утечек воздуха; — длина трубопровода, м.
Максимальная длина, на которой происходит разжижение ядовитых газов до допустимой концентрации (0,008 %)

где — коэффициент турбулентной диффузии. Если L_maxто в формулу подставляют L_max.

Для прорезиненных труб коэффициент утечек воздуха равен:

Длина трубопровода, м . . 100 200 300 400 500 600 700 800

Коэффициент утечек воздуха,
р ...........1,07 1,14 1,19 1,25 1,3 1,36 1,39 1,43

Количество воздуха (м³/мин) для проветривания выработки по газовыделению

где — максимально допустимое содержание метана в ис­ходящей вентиляционной струе (согласно § 194 ПБ); — со­держание метана в поступающей вентиляционной струе, %; — суммарное метановыделение с обнаженной поверхности уголь­ного пласта и из отбитого угля, м³/мин.

Количество воздуха (м³/мин) для проветривания выработки по наибольшему числу людей в забое

где п_л — наибольшее число людей, одновременно работающих в забое выработки.

Количество воздуха (м³/мин) для проветривания выработки по минимальной скорости движения воздуха



где — минимально допустимая скорость движения воздуха в призабойном пространстве (согласно § 161 ПБ), м/с.
Количество воздуха (м³/мин) для проветривания выработки по тепловому фактору





—минимально допустимая скорость движения воздуха в вы­работке по тепловому фактору (принимают в соответствии с тре­бованиями Правил безопасности § 162).

Для подачи в забой принимают наибольшее количество воз­духа, полученное из расчетов по приведенным выше формулам.

Для металлических труб р принимают по графику (см. рис. 2.6).
При комбайновой технологии проведения выработок количе­ство воздуха, необходимое для проветривания забоя, рассчиты­вают по всем факторам (кроме по одновременному взрываемому ВВ) и дополнительно еще по пылевому фактору.
По пылевому фактору , где — минимальная допустимая скорость движения воздуха по выра­ботке.
Необходимая подача вентилятора (м³/мин)

Полный напор вентилятора (Па)

Статический напор вентилятора

а динамический

где — средняя скорость движения воздуха на выходе трубо­провода

( ), м/с; — удельная масса воз­духа;
ускорение свободного падения;
пло­щадь сечения вентиляционной трубы, м².
Потеря напора, вызванная сопротивлением трубопровода



где — коэффициент аэродинамического трения, зависящий от шероховатости стен труб (для прорезиненных труб , текстовинитовых— 0,00016, металлических — 0,00035); диа­метр трубопровода, м.
Вентилятор подбирают по подаче и напору, по графикам ра­бочих зон вентиляторов.
В настоящее время изготавливают в основном регулируемые вентиляторы, что позволяет уменьшить их напор в начальной стадии проведения выработки с целью экономии энергии. Для проветривания выработок длиной до 1000 м используют элек­трические осевые вентиляторы местного проветривания ВМ-ЗМ; ВМ-4М; ВМ-5М; ВМ-6М; ВМ-8М; ВМ-12М; ВЦ-7 и пневмати­ческие вентиляторы ВКМ-200А; ВМП-Зм; ВМП-4; ВМП-5; ВМП-бм.
Широко применяют гибкие трубопроводы из прорезиненной ткани типа My диаметром 400; 500 и 600 мм. Возможно исполь­зование металлических трубопроводов тех же диаметров звень­ями до 3 м. При большой длине трубопроводов для уменьшения утечки воздуха и снижения его аэродинамического сопротивле­ния в трубу вводят полиэтиленовый рукав.