25205 (Расчет проветривания подземной горной выработки)
Описание файла
Документ из архива "Расчет проветривания подземной горной выработки", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "геология" из 2 семестр, которые можно найти в файловом архиве . Не смотря на прямую связь этого архива с , его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "контрольные работы и аттестации", в предмете "геология" в общих файлах.
Онлайн просмотр документа "25205"
Текст из документа "25205"
РАЗРАБОТКА ПАСПОРТА ПРОВЕТРИВАНИЯ
Исходные данные
-
Протяженность выработки – 900м
-
Площадь поперечного сечения вчерне – 7,5м2
-
Выбор схемы проветривания
Основной задачей проветривания тупиковых выработок является поддерживание установленных Правилами безопасности параметров рудничной атмосферы. Исходя из горнотехнических и горно-геологических условий данной штольни, наиболее приемлемым будет является комбинированный способ проветривания (выработка не опасна по газу и пыли). Комбинированный способ проветривания рекомендуется Правилами безопасности как основной. Его используют в выработках протяжённостью более 300 м. Комбинированный способ проветривания тупиковых выработок представляет собой сочетание нагнетательного и всасывающего способов. Он позволяет до максимума сократить время удаления газов и особенно целесообразен для проветривания протяжённых выработок большой площадью сечения, а также при скоростных проходках.
Основным недостатком этого способа в обычных условиях является наличие двух вентиляторных установок. Необходимость регулирования режимов их работы и увеличение эксплуатационных затрат.
Учитывая то, что заданная горная выработка имеет большую протяжённость (900м), площадь поперечного сечения – 7,5 м2, и неопасна по газу и пыли, принимаем комбинированный способ проветривания. При его использовании по всей длине трубопровода прокладывается только всасывающий трубопровод, а в призабойной части выработки – трубопровод, по которому в рабочую зону подается воздух из незагрязненной части выработки.
Нагнетательный вентилятор устанавливается в штреке и должен располагаться от забоя выработки на расстоянии не менее длины зоны отброса газов Lз.о..
Найдём длину зоны отброса газов по формуле:
Где - количество одновременно взрываемого ВВ, кг (40 кг);
- площадь поперечного сечения выработки в свету, м2 (7,5 м2);
- подвигание забоя за один цикл, м (1,2 м);
- плотность горной породы, кг/м3 (2700 кг/м3).
Тогда LЗ.О. = 90м
По Правилам безопасности отставание трубопровода от забоя допускается в горизонтальной выработке не более чем на 10 м. Исходя из этого, длина нагнетательного трубопровода будет равна. LН.Т. = 90 – 10 = 80м
Всасывающий вентилятор монтируется в устье проектируемой штольни. Принимаем длину всасывающего трубопровода 900 м, так как всасывающий трубопровод устанавливается на расстоянии не менее 18÷20 м от забоя, а всасывающий вентилятор должен располагаться не ближе чем в 10 м от устья выработки во избежание подсасывания загрязнённого воздуха.
-
Расчёт подачи свежего воздуха для разжижения вредных газов от взрывных работ при комбинированном способе проветривания
Количество воздуха необходимого для проветривания (подаваемое в забой), исходя из разбавления газов после взрывных работ по сухим породам, по формуле В.И. Воронина для нагнетательного вентилятора:
QЗ = 2,3 * (А*S2*L2 З.О. * bФ)1/3/t = 2,3*(40*7,52 * 902 *40)1/3/1800 = 1,15 м3/с
- длина зоны отброса газов при взрыве, равная 90 м;
- фактическая величина газовости ВВ, т.е. объём условной окиси углерода, выделяемой при взрыве 1 кг ВВ, л/кг (40 л/кг);
- продолжительность проветривания, мин (в соответствии с ПБ , ).
А- масса ВВ, взрываемого в одном цикле проходки;
- площадь поперечного сечения выработки в свету.
-
Количество воздуха, удаляемого из забоя всасывающим вентилятором при отсутствие перемычки на границе зоны отброса газов
QЗ.ВС = 1,3*QЗ = 1,3*1,15 = 1,5 м3/сек = 90 м3/мин
-
Определим количество воздуха исходя из минимальной скорости движения воздуха
QЗ = 0,3*60*SСВ = 0,3*60*7,5 =135 м3/мин = 2,25 м3/сек
-
Количество воздуха по числу людей одновременно работающих в забое
Если в выработке не ведутся работы, связанные с пылеобразованием и отсутствуют другие вредные вещества, подача воздуха должна составлять не менее 6 м3/мин на каждого человека, считая по наибольшему числу людей в выработке:
,
- количество людей в забое
Таким образом, для дальнейших расчётов принимаем количество воздуха на забой, исходя из условия минимальной скорости движения воздуха
QЗ = 2,25 м3/сек
Количество воздуха, удаляемого из забоя всасывающим вентилятором, при отсутствии перемычки на границе зоны отброса газов (во избежание рециркуляции воздуха):
QЗ.ВС = 1,3*QЗ = 1,3*2,25 = 2,92 м3/сек = 175,2 м3/мин
-
Выбор типа и диаметра вентиляционного трубопровода
Тип вентиляционных труб должен соответствовать площади поперечного сечения и длине выработки. Диаметр вентиляционных труб выбирается из расчёта, чтобы скорость движения воздушной струи по трубопроводу не превышала 20 м/с. Для нагнетательного вентилятора принимаем текстовинитовые гибкие вентиляционные трубы. Их главное достоинство – небольшая масса и невысокое аэродинамическое сопротивление.
Принимаем для нагнетательного вентилятора трубы из прорезиненной ткани (тип МУ) диаметром 0,4 м. У гибкого трубопровода в один из швов вмонтированы специальные крючки, с помощью которых он подвешивается к протянутому вдоль выработки тросу.
Техническая характеристика гибких труб
Диаметр | 0,4м |
Тип | МУ |
Тканевая основа | Чефер |
Покрытие двустороннее | негорючей резиной |
Масса 1 м трубы, кг | 1,6 |
Длина, м | 10 |
Коэффициент аэродинамического сопротивления, Нс2/м4 | 0,0025 |
Для всасывающего вентилятора принимаем металлические вентиляционные трубы. Учитывая длину всасывающего трубопровода, для приведения аэродинамического сопротивления в оптимальный предел значений принимаем диаметр всасывающего трубопровода равным 0,6 м.
Расстояние от конца нагнетательного трубопровода до забоя должно быть не более 10м
Расстояние от конца всасывающего трубопровода принимаем: 20м
Техническая характеристика металлических труб
Диаметр, м | 0,6 |
Материал | металл |
Длина звена, м | 4 |
Масса 1 м трубы, кг | 35,7 |
Коэффициент аэродинамического сопротивления, Н*с2/м4 | 0,0030 |
Для стыковки гибких труб друг с другом в их концы вмонтированы стальные разрезные пружинящие кольца. Для соединения соседних звеньев пружинное кольцо одного звена сжимают и вводят внутрь другого. При включении вентилятора стык самоуплотняется.
-
Расчёт аэродинамических параметров трубопроводов
Проветривание проектируемой горной выработки при её проведении осуществляется с помощью вентиляторов местного проветривания.
Аэродинамическими параметрами трубопровода являются аэродинамическое сопротивление, воздухопроницаемость и депрессия. По трубам воздух движется за счет разности давлений у их концов, которая затрачивается на преодоление сопротивлений, оказываемых ими. Аэродинамическое сопротивление трубопровода при любой форме его сечения определяется по формуле:
где
- коэффициент аэродинамического сопротивления, ;
- длина трубопровода, м;
- диаметр трубопровода, м.
Найдём аэродинамическое сопротивление трубопровода:
- для всасывающего вентилятора:
RТ1 = 225
Где - коэффициент аэродинамического сопротивления;
- диаметр вентиляционной трубы для всасывающего вентилятора.
- для нагнетательного вентилятора:
RТ2 = 127
- коэффициент аэродинамического сопротивления;
- диаметр вентиляционной трубы для нагнетательного вентилятора.
Найдём воздухопроницаемость трубопроводов:
- коэффициент подсосов для всасывающего трубопровода:
ку = (0,1* кп *dт *[LТ*R1/2]/ + 1)2 = (0,1*0,002*0,6*[900*2251/2]/4 + 1)2 = 1,97
- коэффициент, характеризующий плотность соединения звеньев трубопровода (при хорошем качестве сборки).
- длина одной трубы, м;
LТ = 900- длина всасывающего трубопровода, м;
- диаметр труб, м;
RТ1=225 - аэродинамическое сопротивление всасывающего трубопровода ;
- коэффициент утечек для нагнетательного трубопровода:
ку = (0,1* кп *dт *[LТ*R1/2]/ + 1)2 = (0,1*0,0016*0,4*[80*1271/2]/10 + 1)2 = 1,01
- коэффициент, характеризующий плотность соединения звеньев трубопровода.
- длина одной трубы, м;
LТ = 80- длина нагнетательного трубопровода, м;
- диаметр труб, м;
RТ2=127 - аэродинамическое сопротивление нагнетательного трубопровода ;
Депрессия вентиляционных трубопроводов:
Общая депрессия, которую должен преодолеть вентилятор:
Где - статическая депрессия, Па;
- депрессия за счёт местных сопротивлений (уменьшение диаметра, повороты трубопровода), Па;
- динамическая депрессия, Па.
Под депрессией вентиляционного трубопровода понимаются потери напора.
Статическая депрессия трубопровода (статистический напор вентиляторов):
Где - коэффициент воздухопроницаемости трубопровода;
- необходимая подача свежего воздуха, м3/с.
- аэродинамическое сопротивление трубопровода.
Депрессия вентилятора, необходимая для преодоления сопротивления трубопровода определяется по формуле:
- для всасывающего трубопровода
hвс ст = 1,97*2,922 *225 = 3780 Па
- для нагнетательного трубопровода
hН ст = 1,01*2,252 *127 = 649 Па
Депрессия на преодоление местных сопротивлений в гибком трубопроводе – зависит от степени турбулентности воздушного потока и количества стыков между отдельными звеньями:
Где - число стыков по всей длине трубопровода;
- коэффициент местного сопротивления одного стыка;
- скорость движения воздуха в трубопроводе, м/с;