Количество воздуха необходимое для проветривания подземных сооружений

Необходимое количество воздуха для проветривания определяется по следующим факторам:

продукты взрыва ВВ;

отработанные газы ДВС;

наибольшее количество людей, занятых одновременно на подземных работах;

минимальная скорость движения воздуха, обусловленная правилами безопасности при строительстве подземных сооружений.

Расчет производится по каждому фактору и из полученных результатов принимают наибольшее значение, предварительно проверив его по минимальной допустимой скорости движения воздуха.

Проветривание после взрывных работ. Количество воздуха необходимого для разжижения продуктов взрыва до безопасной концентрации, для нагнетательного проветривания определяется по формуле:

(5.3)

где: Q_н – количество воздуха необходимого для проветривания по нагнетательной схеме, м³/мин;

t - время проветривания, мин;

А - количество одновременно взрываемого ВВ, кг;

S - площадь поперечного сечения выработки в свету, м²;

L - длина проветриваемой выработки, м;

I_вв - газовость ВВ, л/кг (при взрывании по породе принимается равным 40 л/кг);

k_обв - коэффициент, учитывающий обводненность выработки;

k_ут.тр - коэффициент, учитывающий утечки воздуха из трубопровода.

Значение k_обв принимается в зависимости от характера выработки.

Таблица 5.3

Значение коэффициента k_обв

	kобв
Горизонтальные и наклонные выработки проводимые по сухим породам	0.8
Горизонтальные и наклонные выработки частично проводимые по водоносным породам (влажные выработки)	0.6
Горизонтальные и наклонные выработки на всю длину проводятся по водоносным горизонтам или с применением водяных завес (обводненные выработки)	0.3

По мере движения газового облака по выработке из призабойного пространства происходит его разжижение за счет турбулентной диффузии и утечек воздуха через неплотности трубопровода. В протяженных выработках за счет этого фактора концентрация газов может снизится до допустимой на расстоянии, меньшем длины выработки - критическая длина. Эта критическая длина выработки определяется по формуле (м):

(5.4)

где: k_т.д - коэффициент турбулентной диффузии, принимается в зависимости от величины L_д / d_тр .

Таблица 5.4

Lд / dтр.п	3.22	3.57	3.93	4.28	5.40	6.35	7.72	9.60	12.10	15.80
kт.д	0.247	0.262	0.266	0.287	0.335	0.395	0.460	0.529	0.600	0.672

где: L_д - расстояние от конца трубопровода до забоя, м;

d_тр.п - приведенный диаметр вентиляционного трубопровода, м (при расположении трубопровода в углу выработки равен 2 d_тр, при расположении у стенок, посередине высоты или ширины выработки равен 1.5 d_тр (здесь d_тр - диаметр трубопровода, м).

При проходке горизонтальных выработок отставание вентиляционных труб от забоя не должно превышать 10 м при площади сечения забоя не более 16 м² . При превышении этого параметра величина отставания вентиляционных труб устанавливается проектом и должна быть не более 15 м.

При L_кр  L в формулу (5.3) вместо L подставляют L_кр.

Количество воздуха необходимого для разжижения продуктов взрыва до безопасной концентрации, для всасывающего проветривания определяется по формуле:

, м³/мин (5.5)

где: L_З – длина зоны отброса газов при взрыве, м

, м (5.6)

где: ρ – плотность взрываемой горной породы, т/м³;

l_З – подвигание забоя за один цикл, м

Количество воздуха необходимого для разжижения продуктов взрыва до безопасной концентрации, для комбинированного проветривания подача воздуха в забой нагнетательным вентилятором определяется по формуле:

, м³/мин (5.7)

где: l_п – расстояние от забоя до вентиляционной перемычки (l_п = 30÷50м), м

Расход воздуха у забоя всасывающим вентилятором:

- при наличии вентиляционной перемычки:

(5.8)

- при отсутствии вентиляционной перемычки:

(5.9)

Проветривание при работе в выработках автотранспорта. Расчет необходимого количества воздуха, подаваемого в выработку, в которой работают машины с ДВС производится по норме расхода воздуха на 1 Вт суммарной мощности двигателей.

, м³/мин (5.10)

где: q_н - норма расхода свежего воздуха на 1 Вт мощности двигателя;

N_двс - общая мощность работающих в выработке ДВС, Вт.

В выработки, где работают машины с ДВС должен, подаваться свежий воздух в количестве, обеспечивающем снижение концентрации вредных газов выхлопа до санитарных норм, но не менее 0,007 м³/мин на 1 Вт мощности дизельных двигателей.

Количество воздуха необходимое для проветривания по наибольшему числу людей, занятых одновременно на подземных работах..По максимальному числу людей, одновременно находящихся в забое выработки, потребное количество воздуха рассчитывается по формуле:

, м³/мин (5.11)

где: q_н - норма воздуха на 1-го человека, м³ / мин;

N_л -максимальное число людей одновременно находящихся в выработке, шт.

Норма подачи воздуха равна (q_н ) равна 6 м³/мин на одного человека.

Количество воздуха необходимое для проветривания по пылевому фактору.

, м³ / мин (5.12)

где: v_min – минимально допустимая скорость движения воздуха о обеспечивающая вынос пыли., м/с;

v_min = 0,25 м/с.

Выбор вентилятора.

Для проветривания выработок в процессе проходки применяются центробежные и осевые вентиляторы местно проветривания. Вентиляторы местного проветривания должны быть компактными, поскольку они размещаются в выработках площадь сечения которых ограниченна. Специальные камеры для их размещения делаются только для крупных вентиляторов производительностью 10 м³/с и более. Наибольшее распространение получили осевые вентиляторы, они довольно компактны и обладают высокой производительностью, однако они не могут развивать высоких депрессий, необходимых при работе на трубопроводах большой длины. Поэтому для проветривания протяженных выработок применяются центробежные вентиляторы.

Производительность вентилятора определяется по формуле:

(5.13)

где: Q_в - производительность вентилятора, м³ / мин;

k_ут.тр - коэффициент утечек воздуха;

Q_з - количество воздуха необходимое для проветривания призабойного пространства, м³ / мин.

Депрессия вентилятора определяется по формуле:

, Па (5.14)

где: h_ст – статический напор, Па;

h_мс – напор для преодоления местных сопротивлений, Па;

h_д – динамический напор, Па.

, Па (5.15)

где: Q_в - производительность вентилятора, м³ / с.

, Па (5.16)

, Па (5.17)

где: ρ – плотность воздуха (ρ = 0,122 кг/м³ ) , кг/м³ ;

v – скорость выхода воздуха из вентиляционного трубопровода, м/с.

, м/с (5.18)

где: ω – сечение вентиляционного трубопровода, м² .

На основании полученных значений Q_в и H_в выбирается вентилятор местного проветривания (ВМП).

При нагнетательном проветривании вентилятор устанавливается на свежей струе воздуха подаваемой в подземные выработки, на расстоянии не мене 10 м от устья проветриваемой выработки (во избежание засасывания в трубопровод загрязненного воздуха). Производительность вентилятора местного проветривания не должна превышать 70% общего количества воздуха, поступающего в выработку на которой устанавливается вентилятор.

При всасывающем способе проветривания вентилятор устанавливается на исходящей струе воздуха, на расстоянии не менее 10 м от устья выработки.

6. УБОРКА ОТБИТОЙ ГОРНОЙ МАССЫ

Погрузку горной массы в основных горизонтальных выработках горных предприятий осуществляют ковшовыми машинами периодического действия, погрузочными машинами непрерывного действия с нагребающими лапами, погрузочно-доставочными машинами, частично скреперными установками.

Для расчета параметров уборки породы вначале выбирается погрузочная машина и средства призабойного транспорта, а затем определяется производительность и затраты времени на уборку породы.

Выбор погрузочных машин

Погрузочные машины должны обеспечивать уборку породы в минимальные сроки с минимальной трудоемкостью. В забое устанавливают, как правило, одну машину; в выработках большего пролета могут одновременно работать две машины. В выработках пролетом больше 6 м целесообразно применять погрузочные машины на гусеничном или пневмоколесном ходу, имеющие широкий фронт погрузки.

На выбор машины влияют крепость и крупность погружаемой породы, и размеры выработки.

Погрузочная машина должна свободно перемещаться по выработке, при этом зазоры между крепью и наиболее выступающей частью машины должны соответствовать требованиям ПБ.

При выборе машины ковшевого типа на рельсовом ходу учитываются следующие параметры:

- ширина фронта погрузки не должна быть меньше ширины выработки в проходке по почве во избежание ручной уборки породы у боков выработки, разница ширины фронта погрузки и ширины выработки по почве допускается не более чем на 20%;

- высота машины в рабочем положении должна быть меньше высоты выработки от рельсов до кровли (при отсутствии крепи) или до крепи не менее чем на 5 см;

- ось выработки в призабойной зоне должна совпадать с осью временного рельсового пути для использования у погрузочной машины всего фронта погрузки;

- крепость пород не влияет на выбор машины ковшевого типа.

Достоинства данных машин – простота конструкции, высокая надежность, небольшая масса, незначительные габариты.

Недостатки – малая маневренность, трудность загрузки в вагонетки большой вместимости, ограниченный фронт погрузки в некоторых случаях вынуждает укладывать дополнительный рельсовый путь и требует ручной подкидки породы к ковшу машины.

При выборе погрузочных машин непрерывного действия с нагребающими лапами типа ПНБ учитываются крепость и крупность погружаемой породы:

- крепость пород не должна превышать указанной в технической характеристике машины;

- благодаря гусеничному ходу фронт погрузки не ограничен.

Достоинства данных машин – неограниченный фронт погрузки, высокая производительность.

Недостатки – сильная зависимость производительности от качества дробления и от состояния почвы выработки.

Погрузочно-доставочные машины сочетают в себе функции погрузочной машины и средств доставки. Применяются при проведении выработок небольшой протяженности, а также

При выборе погрузочно-доставочных машин учитываются следующие параметры:

- высота машины с поднятым ковшом должна быть меньше высоты выработки от почвы до крепи не менее чем на 5 см.

- крепость пород не влияет на выбор машины.