Выбор и расчет системы вентиляции шахты “Скалистая” рудника “Комсомольский”

Принимаем количество людей одновременно работающих в забое 4 человека.

Для отгрузки горной массы из забоя принимаем одну ПДМ типа ST-5.

Месячная норма выработки, как было указано выше  - 70 метров         (L=70 метров).

Суточную норму проходки определяем по формуле:

Lсут=L/nдн=70/30=2,3 метра.  (5.2.22)

Для проведения РШ (сечением 19м2) принимаем один цикл взрывания.

Следовательно, в сутки необходимо пройти не менее 2,3 метра.

Полученные нами данные сводим в таблицу 5.6.

Таблица 5.6

Данные для расчёта воздуха по слою на котором ведутся взрывные работы

Сменная добыча горной массы с одного забоя, м3	43,7
Количество людей участвующих во взрывных работах, чел	4
Удельный расход ВВ, кг/м3	2,5
Сменный расход ВВ по слою, кг	109,25
Суммарная мощность двигателей СДО, л.с	185
Интенсивность газовыделения, м3/сут	0,00088

 

Расчёт по людям

  (5.2.23)

где qЛ=0,1 м3/с – норма количества воздуха на 1 чел;

N=200 – наибольшее число людей, работающих в смене, чел;

K=1,4 – коэффициент запаса воздуха при отсутствии аэродинамической связи с поверхностью.

Расчёт по природному  газовыделению

  (5.2.24)

где I - макс. интенсивность газовыделения, зафиксированная на данном месторождении, м3/с;С - допустимая концентрация газа висходящей струе 1,0 %.

 

Расчёт по газам от взрывных работ:

 

   (5.2.25)

где S=19 м2 – площадь поперечного сечения выработки;  t =1800 с – время проветривания;       A - количество одновременно взрываемого ВВ;   L=120м – длина выработки; Ко=0,8 – коэффициент обводненности выработки;  r - коэффициент утечек воздуха:

Определяем коэффициент утечек (из расчета, что утечки воздуха для прорезиненных труб принимается 7% на 100м.).

    (5.2.26)

Расчёт проветривания по дизельному самоходному оборудованию (ДСО)

Расчёт производим с помощью таблицы 5.6:

  (5.2.27)

где 5 м3/мин - норма расхода воздуха на 1 л.с;

SW – суммарная мощность двигателей СДО;

Исходя из приведенных расчетов принимаем количество воздуха необходимое для проветривания забоя, равным 16 м3. 

Выбор типа ВМП и диаметра трубопровода.

К расчету принимается трубопровод типа «М» диаметром 800 мм.

Определяем производительность вентилятора местного проветривания:

Qв =Qзаб• r =16•1,084=17,34м3/с (5.2.28)

где  r - коэффициент утечек трубопровода;

Lт - длина трубопровода, м.

Принимаем к установке 2 вентилятора типа ВМ-6м количество воздуха подходящего к ВМП за счет общешахтной депрессии должно быть для ВМП установленных последовательно Qподх=1,43Qв1+Qв1=21,06 м3/с, где Qв1=Qв/2=8,67 м3/с.

Для ВМП установленных параллельно - Qподх=1.43•Qв=24,8 м3/с.

Принимаем параллельную спарку вентиляторов, следовательно количество воздуха подходящего к ВМП составит 25м3/с. 

А значит на руднике, в одновременной проходке может находится 10-12 забоев.

 

5.3 Расчёт необходимого количества  стволов

 

Воздух в рудник подаётся по клетевому (КС) и породозакладочному (ПЗС) стволам, а выдаётся по вентиляционным стволам (ВС-1,2), на которых установлены вентиляторные установки.

Количество вентиляционных стволов, необходимых для пропуска расчётного количества воздуха равно:

  (5.3.1)

где Qок руд – окончательное расчётное количество

воздуха с учётом особенностей вентиляционных стволов, м3/с;

Vmax – максимально допустимая скорость движения воздуха в стволе, м/с, для вентиляционных стволов Vmax=15 м/с;

Sсв – площадь поперечного сечения ствола в свету, м2, принимаем диаметр вентиляционного ствола равным d=6,5 м;

 

  (5.3.2)

где k – коэффициент, учитывающий утечки (притечки) воздуха, для стволов, не используемых для подъёма k=1,10;

 

Принимаем необходимое количество вентиляционных стволов n=2 ствола диаметром в свету d=8м. Вентиляционные стволы располагаем рядом на одной промплощадке.

 

5.4 Расчёт депрессии рудника

Для выбора вентилятора главного проветривания необходимо знать расход воздуха по руднику и депрессию рудника.

Расчёт депрессии рудника производим по максимальному пути движения воздушной струи. Для расчёта необходимо знать коэффициенты аэродинамического сопротивления выработок на пути движения воздушной струи.

Принимаем, что максимальный путь движения воздушной струи проходит по выработкам, указанным в таблице, все необходимые данные для расчёта и результаты расчёта сводим в туже таблицу 5.4.1.

Расчёт производим по формуле:

h=Σhi, Па, (5.4.1)

где Σhi – суммарные депрессии выработок на пути движе-ния воздушной струи от сопротивления трению, Па;

hi=α·Р·L·Q2/S3, Па.  (5.4.2)

 

 

 

Таблица 5.4.1

Расчёт депрессии по типам выработок

Наименование выработки	Протяжённость L, м	Периметр P, м	Поперечное сечение S, м2	Коэф.аэродинамического сопротивления α·10-4,Н·с2/м4	Депресиия h, Па
Клетьевой ствол	835	25,12	50,24	9,8	40,525
Вскрывающий штрек	320	12,90	12	5,5	328
Откаточный квершлаг №1	50	14,42	14,5	5,5	32,518
Откаточный штрек №3	600	12,90	12	5,5	615,88
Откаточный квершлаг №6	180	12,90	12	5,5	184,76
Вент. восстающий № 4/7	23	7,22	4,00	2,8	181,62
Слой №4	120	32	64	8,7	3,1860
Вент. восстающий № 4/8	24	7,22	4,00	2,8	189,52
ВЗУ-8	428	14,42	14,5	5,5	278,36
ВШ-1	130	14,42	14,5	5,5	84,548
Вентиляционный ствол №2	650	25,12	50,24	4,8	15,451
Итого					1954,8

 

Таблица 5.4.2

Расчёт депрессии по местным сопротивлениям

Местное сопротивление, встречающееся на пути	Коэффициент сопротивления ξ	Потеря давления на этом сопротивлении h, Па
Вход в устье ствола КС	0,6	19,6
Выход из ствола в штрек	0,66	21,5
Поворот со скруглёнными обеими кромками (9 сопряжений штреков и квершлагов)	0,6	3600
Поворот под углом 90º со скошенной внутренней кромкой (из откаточного квершлага в вент. восстающий)	0,66	400
Поворот под углом 90º со скошенной внутренней кромкой (из вент. восстающего в вент. уклон)	0,66	538
Поворот на 90º со скруглённой только внутренней кромкой (из вент. квершлага в ствол ВС 2)	0,52	138
Итого		4717,1

Общие потери давления на руднике от шероховатости поверхностей и местных сопротивлений составили 6672 Па.

Расчёт показывает, что нужна вентиляционная установка, оснащённая вентилятором создающим статическое давление 6700 и более Паскалей и обеспечивающая выброс воздуха 500м3 и более.

 

5.5 Выбор главного вентилятора

 

Для выбора главного вентилятора необходимо рассчитать его депрессию, а затем по сводным графикам областей промышленного использования (рис 5.5.1)  и по таблице с техническими характеристиками шахтных вентиляторов (таблица 5.5.1) выбираем нужный нам вентилятор.

Депрессия вентилятора

hв=hш+hвн, (5.5.1)

где hвн — внутренние потери энергии в вентиляторе.

Принимаем hвн=10% от депрессии шахты.

hв=7340Па

При депрессии вентилятора до 1500Па рекомендуется применять осевые вентиляторы, при 1500—3000Па — осевые и центробежные, свыше 3000 Па — центробежные.

При совместной работе нескольких вентиляторов предпочтение отдается центробежным.

Т.к. депрессия вентилятора по нашим расчетам – 7340Па, то исходя из вышесказанного принимаем к установке центробежный вентилятор.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 5.5.1

Технические характеристики шахтных центробежных вентиляторов главного проветривания.

Показатели	Типоразмер вентилятора
	ВЦ-15	ВЦ-25М	ВЦ-31,5М	ВЦД-31,5М	ВЦД-47,5У	ВЦД-47,5А
Диаметр рабочего колеса, мм	1500	2500	3200	3200	4700	4700
Частота вращения, мин-1	1450	750	600	600	500	490
Окружная скорость, м/с	114	98,1	100,5	100,5	123,5	121
Диапазон подачи в зоне промышленного использова-ния, м3/с	12-48	30-105	45-166	15-300	140-590	90-710
Диапазон статического давления в зоне промышленного использова-ния, Па	2800-7500	1650-5300	1850-5000	1900-5200	2300-8300	1300-9100
Максимальный статический КПД установки	0,87	0,86	0,84	0,84	0,85	0,865
Габариты, мм:
Длина	5100	4900	5870	8620	13070	13070
Ширина	2890	4000	5470	5470	9120	8170
Высота	2915	3500	4880	4880	6740	7390
Масса, кг	6300	9500	18900	32000	83500	85000