2. Розрахунок витрат повітря для провітрювання тупикової виробки

Витрати повітря Овп, необхідного для провітрювання тупикової виробки визначаються в залежності від таких факторів:

- виділення метану, або діоксиду вуглецю;

- чисельності людей;

- мінімального руху повітря у виробці;

- мінімальної швидкості руху повітря у привибійному просторі в залежності від кліматичних умов;

• кількості отруйних газів, які утворюються при підривних роботах;

• виділенню метану при підривному способі відбійки вугілля.

З одержаних значень Овп приймається найбільше.

Для тупикових виробок довжиною до 300м і стволів будь якої глибини розрахунок виконується для максимальної довжини. Для тупикової виробки більшої довжини припускається розрахунок на окремі періоди для довжини 300, 600, 900м і т. д. до повної довжини.

Розрахунок витрат повітря проводиться для привибійного простору Овп і е цілому для виробки .

2. Розрахунок витрат повітря для провітрювання привибійного простору

При вийманні вугілля у тупикових виробках відбійними молотками, комбайнами, вибурюванням витрати повітря за фактором метановиділення проводиться за формулою

де: - метановиділення у при вибійний простір, м³/с;

с =1% – припустима концентрація метану у вихідному струмені;

с_о≤0,5% - концентрація метану перед ВМП.

Витрати повітря за кількістю людей:

(6.2.2)

де: чисельність людей у привибійному просторі;

Витрати повітря за мінімальною швидкістю у виробці визначається за формулою:

(6.2.3)

де: мінімальна швидкість руху повітряу тупиковій виробці;

- площина перерізу у просвіті, м².

Витрати повітря за мінімальною швидкістю руху у привибійному просторі:

(6.2.4)

де: мінімальна припустима швидкість руху повітря у привибійному просторі в залежності від температури і відносної вологості повітря, приймається з таблиці.

Витрати повітря при підривному способі виймання вугілля визначаються за формулою:

де: L в. тр -припустиме ПБ відставання труби від вибою ( 8м у газових шахтах, 12м - у не газових.)

—коефіцієнт турбулентної дифузії, приймається рівним 1,0 при перерізі виробок до 10м², та 0,8 при перерізах більше 10м².

Івп мах—максимальне метановиділення у привибійний простір після .підривання вугілля, м³/с;

Смах=2% максимально припустима концентрація метану у привибійному

просторі після підривних робіт по вугіллю.

Витрати повітря для розрідження ядовитих газів після підривних робіт визначаються за формулою:

м³/с (6.2.6)

де: t - час провітрювання після підривних робіт, згідно ПБ не більше 30 хв;

- обсяг шкідливих газів після ВР, л;

100 Ввуг + 40 Впор (6.2.7)

де: Ввуг, В пор—маса одночасно підриваємих ВР по вугіллю та породі;

L п—довжина тупикової частини виробки, м; (при довжині тупикової .частини 500м і більше приймається критична довжина 500м)

k_зв - коефіцієнт зводнення виробки, приймається рівним 0,8 у сухих

виробках; 0,6 - у зводнених виробках; 0,3 - у виробках, що проводяться у водоносних породах, або з використанням водяних завіс;

—коефіцієнт витікання повітря з повітропроводу, визначається з таблиць.

При визначенні Квт тр необхідно приймати витрати повітря за мінімальною швидкістю у виробці,

3. Витрати повітря для всієї виробки

Витрати повітря за газовиділенням:

де: Іп - газовиділення у всій виробці, м³/хв,

Витрати повітря за кількістю людей у виробці:

_л.п., м³/с (6.3.2)

де: n_л.п. - чисельність людей у всій виробці.

6.4 Вибір засобів провітрювання

При проведенні підготовчих виробок у залежності від способу провітрювання застосовуються металеві жорсткі трубопроводи при всмоктувальному способі і гнучкі прорезинені при нагнітальному, діаметр повітропроводу залежить від його довжини і витрат повітря. Для зниження коефіцієнта втікання повітря та аеродинамічного опору гнучкого повітропроводу застосовується комбінований став з гнучких труб типа 1А і 1Б і введеного в них поліетиленового рукава. Комбінований повітропровід застосовують при довжині більшій за 400 м. Довжина кінцевої дільник без поліетиленового рукава складає 150-200 м.

Аеродинамічний опір гнучкого повітропроводу визначиться за формулою:

де: питомий аеродинамічний опір гнучкого повітропроводу, к /м, для труб 1А і 1Б при довжині відрізків 20м, приймається при діаметрах 0,6; 0,8; 1,0м рівним 0,071; 0,0161; 0,0053к /м.

кількість поворотів на 90 і 45 відповідно;

діаметр повітропроводу, м;

довжина повітропроводу,м.

Аеродинамічний опір комбінованого повітропроводу визначається за формулою:

де: довжина ланок повітропроводу без поліетиленового рукава та з ним,м;

аеродинамічний опір 1м трубопроводу з поліетиленовим рукавом, приймається для діаметрів труби 0,5; 0,8; 1,0м відповідно 0,0194; 0,0045 та 0,00153 к

Подача вентилятора визначається за формулою:

(6.4.3)

де: – найбільше з розрахункових значень , ;

– коефіцієнт втікання повітря. При використанні комбінованого повітропроводу коефіцієнт визначається за формулою:

де: – коефіцієнти втікання для гнучкого та комбінованого повітропроводів.

Тиск вентилятора (депресія повітропроводу) визначається за формулою:

Попередньо вентилятор вибирається шляхом порівняння технічних характеристик Декількох ВМП. На аеродинамічну характеристику вибраного вентилятора наноситься розрахунковий режим його роботи - точка А ( ). Якщо ця точка знаходиться нижче характеристики вибраного вентилятора, то на ній будується характеристика повітропроводу, для чого задаються значення Qвп= 1; 2; 3;...м³/с, для них визначається kвт тр, подача вентилятора Q в і депресія hв трубопроводу.

За парними значеннями наносяться на графік точки, по яким будується графік. Точка перетину графіків аеродинамічних характеристик вентилятора і повітропроводу В ( ) визначає робочий режим провітрювання.

Якщо приймається робота окремих вентиляторів, то для будови графіка їх треба при послідовній роботі подвоїти значення , при незмінному , а при паралельній схемі роботи подвоюється подача при незмінній депресії . У першому випадку графік переміщується вгору, а у другому—вправо.

На підставі одержаних значень визначаються витрати повітря у вибої, які мають бути не меншими за розрахункові:

Перевірка витрат повітря в усті виробки проводиться за умовами:

Якщо умови формул (6.4.6 і 6.4.7) не виконуються, то необхідно збільшити витрати повітря у вибої, для чого приймається ВМП з більш високими характеристиками, зменшити втікання повітря, застосуванням труб довжиною 60-100м, або комбінованого повітропроводу. Якщо дозволяють розміри виробки, можна застосувати повітропровід більшого діаметру, або два повітропроводи.

Збільшити витрати повітря у вибої можна з'єднавши два однотипних вентилятора паралельно або послідовно, забезпечивши при цьому на газових шахтах резерв 100%.

Витрати повітря у місці встановлення ВМП має задовільняти

умовам:

(6.4.8)

,

де: kр — коефіцієнт рівний 1,0 для ВМП з нерегульованою подачею і 1,1—з регульованою.