Расчет проветривания рудника

Размещено на http://www.allbest.ru

1. Основные положения к расчету проветривания рудника

Регулирование распределения воздуха по руднику производится с целью обеспечения всех рабочих зон и камер служебного назначения (КСН) необходимым количеством воздуха. Для перераспределения воздуха по руднику используются различные вентиляционные устройства (изолирующие перемычки, регулирующие перемычки, регуляторы и др.), конструкции которых должны быть отражены в соответствующих типовых паспортах, утвержденных главным инженером рудника. В изолирующих перемычках, устанавливаемых на маршрутах запасных выходов, должны предусматриваться двери, обеспечивающие герметичность при любых режимах проветривания.

Проветривание выработок склада ВМ, склада ГСМ, гаража, камер зарядки аккумуляторов и ремонтных баз СДО должно производиться обособленно, с выбросом отработанного воздуха на исходящие струи рудника или участка. Проветривание других камер служебного назначения с установленным электрооборудованием (инструментальные камеры, камеры приема пищи, камеры складирования оборудования, медпункт, ЦПП) может быть организовано последовательно.

Регулирование количества воздуха по участкам, технологическим камерам обособленного проветривания, КСН, руднику и ГВУ производится на основании расчетных значений и фактических замеров по замерным станциям. вентиляционный проветривание рудник воздух

Для перераспределения воздуха в выработках труднопроветриваемых рабочих зон используются вентиляционные сооружения и ВМП, работающие без перемычки.

Регулирование воздушных струй по участковым и блоковым выработкам, для организации распределения воздуха, поступающего в рабочую зону, производится начальником подземного горного участка по согласованию с начальником подземного участка вентиляции рудника.

Регулирование воздушных струй по общешахтным выработкам производится только по указанию начальника подземного участка вентиляции.

Проветривание тупиковых выработок, находящихся в проходке, должно производиться непрерывно с помощью ВМП. Все ВМП должны быть в исправном состоянии и эксплуатироваться в соответствии с заводской инструкцией по эксплуатации ВМП.

Вентиляторы главного проветривания рудника должны работать по графику, утвержденному главным инженером рудника. График работы главных вентиляционных установок (ГВУ) составляется с учетом планируемых регламентных работ на вентиляционных установках. Производительность ГВУ (в зависимости от типа вентилятора - угол установки лопаток направляющих аппаратов или числа оборотов рабочего колеса) определяется по результатам выполненного расчета на планируемый период. Порядок перевода работы ГВУ на пониженную производительность и реверсивный режим работы, устанавливается главным инженером рудника соответствующим распоряжением. Реверсивный режим работы ГВУ в случаях ввода в действие ПЛА устанавливается его соответствующими позициями.

Проветривание тупиковых выработок, находящихся в проходке, производится по проекту (паспорту) проветривания выработки (паспорту на установку ВМП), который составляется начальником горного участка, согласовывается с начальником ПУВ и утверждается главным инженером рудника до начала проходки.

Проект (паспорт) проветривания (паспорт на установку ВМП) состоит из схемы проветривания забоя, расчета количества воздуха для проветривания выработки, расчетной депрессии на максимальную длину вентиляционного става труб, а также данных фактических замеров количества воздуха. На схеме проветривания указываются схема расположения проходимой и прилегающих выработок, места расположения ВМП, запорной арматуры и трубопроводов сжатого воздуха (при наличии трубопровода сжатого воздуха), схема прокладки вентиляционных трубопроводов, их диаметр, допустимые расстояния по расположению конца трубопровода в забое и ВМП на поступающей струе, направления движения вентиляционных струй и условные обозначения.

Ответственность за непрерывную работу ВМП возлагается на инженерно-технических работников, а также лиц ответственных за работу ВМП, назначенных распоряжением начальника горного участка, которые должны быть ознакомлены под роспись с паспортом проветривания.

Поступающее в забой и к ВМП фактическое количество воздуха, а также производительность ВМП определяется инструментальными методами работниками ПВС рудника не реже одного раза в декаду при проходке выработок с применением СДО, а в других не реже одного раза в месяц. Результаты замеров заносятся в паспорта и на замерные доски, расположенные вблизи ВМП.

Для проверки правильности распределения воздуха по участкам и руднику, ежемесячно участком вентиляции рудника проводятся воздушные съемки. Ежемесячно производятся замеры количества воздуха поступающего в рудник, на вентиляционный участок, горизонт, эксплуатационный участок, выемочный блок производятся замеры по исходящим струям. По очистным выработкам, в которых работают машины с ДВС, замеры количества воздуха производятся один раз в месяц. Результаты выполненных замеров сравниваются с соответствующими расчетными значениями, и при необходимости производится регулирование количества воздуха по панелям, участкам или руднику. При значительных изменениях режимов проветривания должны производиться дополнительные замеры.

В соответствии с ТПБ при ВРПС расчет должен производиться позабойно суммированием потребностей в воздухе отдельных забоев, действующих выработок, блоков, участков, панелей, пластов (горизонтов), с введением (при необходимости) обоснованных коэффициентов запаса (по утечкам, неравномерности распределения воздуха и др.).

Исходя из наличия возникающих в ходе технологических процессов на руднике вредностей и действенного влияния состояния вентиляции на уровень этих вредностей, количество воздуха, необходимое для эффективного проветривания горных выработок и забоев в целях максимально возможной их (вредностей) нейтрализации, рассчитывается по следующим факторам:

- по максимальному количеству людей, занятых на подземных работах в одну смену;

- по разжижению ядовитых продуктов, выделяющихся при взрывах (по ВВ);

- по разжижению выхлопных (отработанных) газов двигателей внутреннего сгорания (ОГ ДВС) при работе самоходного оборудования (по ОГ ДВС СДО);

- по минимально допустимой скорости движения рудничного воздуха (по пылевому фактору).

По каждому из перечисленных факторов выполняются расчеты (пофакторный расчет), полученные результаты по расходам (количеству) воздуха сравниваются между собой с последующим суммированием максимальных значений, полученных по одному из сравниваемых факторов.

Расчет количества воздуха, необходимого для проветривания как рудника в целом, так и его отдельных вентиляционных участков (блоков, горизонтов и т.д.), должен выполняться ежегодно перед началом очередного календарного года на основании исходных данных, установленных планом развития горных работ на этот год, результатов воздушных и депрессионных съемок.

Расчет подлежит корректировке при изменениях в планах развития горных работ, схемах проветривания, внедрения новых технологии и техники, влияющих на количественные и качественные параметры вентиляции рудника.

Годовой расчет и, при необходимости, его корректировки выполняются начальником участка вентиляции и утверждаются главным инженеров рудника.

Производство работ по проходке НТС-2 осуществляется с применением самоходного оборудования ПДМ ST-2D и автосамосвала UNI-50-2 с дизельным приводом.

1) по наибольшему количеству людей, одновременно занятых на проходке наклонного съезда:

.

где q - норма подачи свежего воздуха на одного человека, м³/сек;

n - общая численность людей, работающих на наклонном съезде, чел., n_к - лица технического надзора;

К - коэффициент запаса, при нагнетательном способе проветривания забоя.

2) по интенсивности выделения газов при производстве взрывных работ:

.

где t - время проветривания после взрывания, мин;

А - количество одновременно взрываемого ВВ, кг. (максимальное кол-во ВВ за цикл при проходке НТС);

в - фактическое удельное газовыделение при взрывании ВВ, л/кг.

S - площадь сечения проходимой выработки, м²;

L - максимальная длина проветриваемой выработки, п.м;

- коэффициент обводненности выработки;

К_у - коэффициент утечек воздуха в вентиляционном трубопроводе.

3) по пылевому фактору:

Q_min = V_minxS, м³/сек.

где V_min - минимальная скорость струи, обеспечивающая пылеудаление, м/сек.

4) по эффективной скорости движения воздуха:

Q_min = V_minxS, м³/сек.

где V_min - минимальная скорость движения воздуха по выработке

.

где Р - периметр выработки в свету, м.

5) по выхлопным газам от машин и оборудования с двигателями внутреннего сгорания:

.

где q - норма подачи свежего воздуха на единицу мощности ДВС, м³/мин/л.с.;

К₀ - коэффициент одновременности работы машин.

УN - суммарная мощность ДВС, одновременно работающих в выработке, л.с.;

Для буровых и вспомогательных машин с ДВС при работе их в выработках не более 10 мин в течение двух часов расчет по газам ДВС не производится.

При нагнетательном способе проветривания и длине выработки более 800м, критическая длина выработки, т.е. расстояние на которой концентрация газов, идущих от забоя снижается до допустимой и определяется:

.

где К_т - коэффициент турбулентной диффузии полной свободной струи;

А - количество одновременно взрываемых ВВ в забое;

В - газовость применяемого ВВ, В = 90 л/кг (аммонит 6ЖВ);

К_ут.- коэффициент утечек в трубопроводе;

Для подачи в забой необходимо принимать наибольшее из количеств воздуха, полученных расчетов при различных факторах: - по фактору проветривания от выхлопных газов от машин с ДВС - 13,6м³/сек. при одновременной работе ПДМ ST-2D и автосамосвала UNI-50-2.

Для подачи воздуха в забой нагнетательным способом применяется ВМП - центробежный вентилятор ВМЭ-8 - 2ед, так как производительность одного ВМП ВМЭ-8 не достаточно.

Воздуховод - металлический трубопровод диаметром 800 мм.

Коэффициент утечек воздуха для металлических трубопроводов определяется по формуле:

,

где k_ут.ст. - удельный стыковой коэффициент воздухопроницаемости условного трубопровода диаметром 1,0м (k_ут.ст.=0,002-0,005 для фланцевых соединений с резиновыми прокладками при удовлетворительном качестве сборки и k_ут.ст.=0,002-0,005 - при хорошем);

d_тр - диаметр трубопровода, м;

L_Т - длина трубопровода, м;

L_зв - длина звена, м;

R - аэродинамическое сопротивление трубопровода без учета утечек, кµ.

, кµ

б - коэффициент аэродинамического сопротивления трубопровода (таблица 5.1.)

Таблица 1.

dтр	а	dтр	а
0,4	0,00036	0,8	0,00029
0,5	0,00035	0,9	0,00028
0,6	0,00035	1,0	0,00025
0,7	0,00030

Для старых труб коэффициент б следует увеличивать на 25%, при новых и гладких - коэффициент снижается на 25%.

Сопротивления воздуха рассчитываем по формуле:

.

где

а - коэффициент аэродинамического сопротивления трубопровода кгс*с²/м⁸;

L_тр - максимальная длина трубопровода для проветривания тупикового забоя, п.м.

Расчет местного сопротивления воздуха.

Местное сопротивление внезапного расширения:

.

Аэродинамическое сопротивление внезапного расширения

.

где г_воз - плотность рудничного воздуха, кгс/м³;

g - ускорение свободного падения м/с²;

S - площадь узкого сечения, м².

Аэродинамическое сопротивление поворота струи:

.

Необходимое количество свежего воздуха, подаваемого к ВМП равно 25,6 м³/сек.

При проходке НТС для подачи свежего воздуха по ВТВ и ГВВ применяются вентиляторы типа ВОД-18 или ВОД-16 (существующие на руднике). Эти вентиляторы будут эксплуатироваться до монтажа и запуска ГВУ.

Определение необходимого количества воздуха при проходческих и добычных работах

Для проветривания рудника «Акбакай» принята фланговая схема и нагнетательный способ проветривания.

Свежий воздух, подогреваемый в холодное время года в калориферной установке, поступает по главному вентиляционному восстающему и вентиляционно-технологическому восстающему на соответствующие горизонты и подэтажи за счет работы главных вентиляторных установок, установленных в районе устья ГВВ и ВТВ. Далее свежий воздух по квершлагам поступает на транспортные штреки. С транспортного штрека по блоковым и буровым восстающим свежий воздух попадает в очистное пространство. Отработанный воздух по штрекам горизонтов вышележащего вентиляционного горизонта поступает на восточный и западный фланги. На восточном фланге отработанный воздух выдается на поверхность через блоковые вентиляционные восстающие (по жилам «Пологая-6» и «Фроловская»), а на западном фланге - через ВВ «Западный».

Для регулирования количества воздуха по вентиляционным квершлагам горизонтов предусматривается установка на сопряжениях ВВ и вент. квершлагов металлические двухстворчатые шлюзовые двери с регулирующим окном.

Расчёт выполняется в соответствии с нормативными документами, действующими в РК. «Требования промышленной безопасности при ведении работ подземным способом», утверждённых приказом министра по ЧС РК, «Норм технологического проектирования горнодобывающих предприятий с подземным способом разработки», согласованных приказом Комитета по государственному контролю за чрезвычайными ситуациями и промышленной безопасностью Республики Казахстан от « 4 » декабря 2008 года № 46.

Расчёт расхода воздуха на очистные работы

Расчёт по факторам:

- по людям

.

где q - норматив необходимого свежего воздуха на одного человека, м³/с;

N - количество людей, одновременно работающих на очистных работах.

- по минимально-допустимой скорости струи воздуха:

.

где v_min - минимально-допустимая скорость движения воздуха, м/с;

S - сечение вент. выработки, по которой поступает воздух в очистной забой, м².

- по разжижению газов ВВ:

.

где а = 40,3, коэффициент системы разработки;

t - время проветривания блока, мин;

А - расход ВВ в смену, кг;

V_исх - объем выработок исходящей струи, м³;

b - общая газованность ВВ, м³/кг;

i - коэффициент газовыделения в выработки.

- по выносу пыли:

.

где J - объем запыленности при погрузке руды с помощью ПДМ, мг/с;

в₁ - коэффициент гидрообеспыливание;

n - ПДК по пыли, мг/м³;

n_вх - запыленность входящей струи, мг/м³.

- по разжижению выхлопных газов ДВС:

.



где q - количество воздуха для разжижения выплопного газа ДВС на 1 л.с., м³/мин;

N - мощность ДВС ПДМ ST-2D, л.с.,

- наибольшее по факторам:

Таблица 2.

Параметр	Ед.изм.	Значение
Расчетное количество воздуха подаваемое в забой по людям	м3/с	0,2
Расчетное количество воздуха подаваемое в забой по минимально-допустимой скорости	м3/с	2,7
Расчетное количество воздуха подаваемое в забой для разжижения газов ВВ	м3/с	3,13
Расчетное количество воздуха подаваемое в забой для выноса пыли	м3/с	1,94
Расчетное количество воздуха подаваемое в забой для разжижения выхлопных газов ДВС	м3/с	7
Наибольшее расчетное количество воздуха, подаваемое в забой	м3/с	7

Расчёт расхода воздуха на подготовку блока

Таблица 3.

Параметр	Ед.изм.	Значение
Расчетное количество воздуха подаваемое в забой по людям	м3/с	0,4
Расчетное количество воздуха подаваемое в забой по минимально-допустимой скорости	м3/с	2,7
Расчетное количество воздуха подаваемое в забой для разжижения газов ВВ	м3/с	2,02
Расчетное количество воздуха подаваемое в забой для выноса пыли	м3/с	1,94
Расчетное количество воздуха подаваемое в забой для разжижения выхлопных газов ДВС	м3/с	7
Наибольшее расчетное количество воздуха, подаваемое в забой	м3/с	7

Расчёт расхода воздуха на проветривание выемочных блоков

Уq(вб) = (Nбл х Qор + Nгпрх Qгпр) х Кз, м3/с.

где Nбл - количество выемочных блоков;

Nгпр - количество горнопроходческих забоев;

Кз - коэффициент запаса.

Расчёт расхода воздуха на проветривание технологических камер

Q = V_камx К_к, м³/с.

где К_к - коэффициент кратности;

V_{кам. -} объем камеры, м³.

Расчёт расхода воздуха на проветривание поддерживаемых выработок

Q = V_minxS, м³/с.

где V_min- минимальная скорость движения воздуха, м/с;

S - сечение откаточного штрека, м².

Расчёт расхода воздуха на проветривание транспортных выработок

где q - количество воздуха для разжижения выхлопного газа ДВС на 1 л.с., м³/мин;

W - мощность ДВС автосамосвала UNI - 50-2, л.с.;

К - коэффициент одновременности работы автосамосвалов;

N - количество автосамосвалов.



Расчёт расхода воздуха на проветривание подземного рудника

Q_ш = K х (Уq_вб+Уq_тк+Уq_пв+Уq_тв+Уq_ут) м³/с.

где К - коэффициент неравномерности распределения.

На проветривание подземного рудника расход воздуха составит: Q_ш= 263,24м³/с.

Для исключения утечек воздуха через выработанное пространство предусматривается сооружение глухих бетонных перемычек:

а) изолирующих НТС-2 от отработанных горизонтов;

б) изолирующих стволы шх. «Главная», РЭШ-1 ВВ №1 и ВТХВ от всех отработанных горизонтов и подэтажей, не участвующих в схеме вентиляции рудника. На действующих горизонтах выработки, не участвующие в схеме вентиляции, также должны быть изолированы глухими бетонными перемычками, кроме этого все отработанные блоки изолируются устройством из глухих перемычек в блоковых восстающих на уровне горизонтов.

Выработки при строительстве нижележащих горизонтов проветриваются комбинированным способом проветривания, с помощью вентиляторов местного проветривания по проекту производства проходческих работ.

2. Работа главных вентиляторных установок

Подземные выработки рудника «Акбакай» проветриваются главными вентиляторными установками ГВУ по ВВ «Центральный» и ГВУ ВТВ «Восточный», каждая из которых оборудована двумя вентиляторами ВО-24К.

Все вентиляторные установки расположены на поверхности у устьев воздухо-подающих выработок.

Для подогрева воздуха в холодный период года на дневной поверхности вблизи ГВУ предусмотрено калориферная станция.

Таблица 4. - Техническая характеристика вентилятора ВО-24К

Диаметр рабочего колеса, мм	2400
Подача в пределах рабочей области, м3/с	55-215
Стаическое давление в пределах рабочей области, даПа	45-230
Подача при реверсе от рабочей, %	94
Мощность электропривода, кВт	630
Частота вращения, мин-1	750
Габариты, мм
- длина	5960
- ширина	3500
- высота	3100
Масса (без электрооборудования и входных-выходных устройств), кг	12000

Вентиляционные каналы главных и вспомогательных вентиляторных установок осматриваются не реже одного раза в месяц и периодически очищаются. Каналы главных вентиляторных установок имеют ход с поверхности, позволяющий производить их осмотр, очистку, а также замеры количества воздуха, депрессии. В местах сопряжения каналов со стволами установлены ограждающие решетки. ГВУ по ВВ «Центральный» и ГВУ ВТВ «Восточный» обеспечивают реверсирование вентиляционной струи поступающей в выработки путем изменения вращения рабочих колес на обратное, при этом обеспечивается выдача исходящей струи в размере 60 % и более от поступающего в шахту воздуха.

Перевод вентиляторов на реверсивный режим работы осуществляется за время не более 10 минут.

Осмотр реверсивных устройств и исправность их действия без опрокидывания вентиляционной струи в подземных горных выработках проводится один раз в месяц в составе главного механика, главного энергетика, начальника ПВС.

Проверка действия реверсивных устройств и реверсии вентиляторов с пропуском опрокинутой воздушной струи по схеме, предусмотренной в плане ликвидации аварий, производится под руководством главного инженера рудника, начальником ПВС, главным механиком, главным энергетиком рудника в присутствии представителей ВГСЧ один раз в шесть месяцев в межсменный перерыв. Результаты реверсии оформляются актом.

Результаты осмотра реверсивных устройств и проверки реверсии заносятся во второй раздел «Книги осмотра вентиляторных установок и проверки реверсии».

Главные вентиляторные установки один раз в сутки осматриваются работниками, назначенными главным механиком (энергетиком) рудника, по графику утвержденному главным инженером рудника.

Кроме того, не реже одного раза в неделю, вентиляторные установки осматриваются главным механиком и начальником ПВС или их помощниками. Результаты осмотра заносятся в первый раздел «Книги осмотра вентиляторных установок и проверки реверсии».

Каждая главная вентиляторная установка обслуживаются машинистом, прошедшим специальное обучение, сдавшим экзамен квалификационной комиссии.

Разрешается работа вентиляторной установки без машиниста при условии выполнения следующих требований:

- вентиляторная должна быть оборудована приборами, постоянно регистрирующими производительность вентилятора и создаваемую им депрессию, передающими эту информацию на пульт дистанционного управления в диспетчерскую рудника;

- должны быть обеспечены дистанционный пуск и остановка электродвигателя и дистанционное реверсирование вентиляционной струи;

- пульт дистанционного управления и контроля работы вентиляторной установки должен находиться в диспетчерской рудника;

- аппаратура дистанционного управления и контроля работы вентиляторов должна пройти предварительную промышленную проверку в течение 720 ч их работы.

Результаты этой проверки оформляются актом, акт утверждается главным инженером рудника.

Допускается работа автоматизированных вентиляторных установок, кроме установок главного проветривания, без самопишущих приборов при условии обеспечения дистанционного контроля за всеми изменениями в работе вентиляторной установки на пульте в диспетчерской рудника.

Здание вентиляторной установки при дистанционном управлении должно быть закрыто на замок.

Остановку вентиляторов главного проветривания на ремонт или изменение режимов их работы можно производить лишь по письменному распоряжению главного инженера рудника.

О внезапных остановках вентиляторов должно быть немедленно сообщено главному инженеру рудника, главному механику, главному энергетику, начальнику ПВС.

Главные вентиляторные установки должны быть запитаны двумя независимыми силовыми линиями от электроподстанции, одна, из которых, является резервной.

Дежурные подстанции должны заблаговременно извещать главного инженера рудника о предполагаемом прекращении подачи электроэнергии, для принятия мер в связи с остановкой вентилятора.

3. Работа вентиляторов местного проветривания

На руднике «Акбакай» применяются вентиляторы местного проветривания ВМЭ-8.



Таблица 5. - Техническая характеристика применяемого вентилятора ВМЭ-8:

Номинальный диаметр, мм	800
Частота вращения, об/мин	3000
Мощность электродвигателя, кВт	50
Максимальный полный КПД	0,63
Номинальное полное давление, Па	3200
Номинальная подача, м3/с	10
Длина с глушителем, мм	2645
Размеры, мм	1170 x 910 x 1216
Вес, кг	800

Забои действующих тупиковых выработок непрерывно проветриваются ВМП. Основной способ проветривания - нагнетательный. Проветривание осуществляется по металлическим вентиляционными трубам и вентиляционным рукавам диаметром 1000 мм, 800 мм, 600мм.

При нагнетательном способе проветривания расстояние от конца вентиляционных труб (рукавов) до забоя не должно превышать 10 м.

При проветривании забоев горизонтальных и наклонных выработок с углом наклона до 15^о вентиляторами местного проветривания с применением эжекторов туманообразователей, отставание вентиляционных труб от забоя не должно превышать 20 м.

Установка ВМП в тупиковых выработках при любом угле наклона должна производиться по проекту, утвержденному главным инженером рудника. При этом производительность ВМП не должна превышать 70% количества воздуха подаваемого к его всасу за счет сети общешахтной депрессии.

Размещено на Allbest.ru

...