Проверка сечения стволов по допустимым скоростям движения воздуха

Проверка площадей сечения стволов производится после расчета распределения воздуха для оценки соответствия их допустимым скоростям движения воздуха в соответствии с Едиными правилами безопасности (ЕПБ).

Расчетная скорость движения воздуха в выработках должна удовлетворять условию:

V_p£V_max

Для стволов расчетная скорость движения воздуха определяется из соотношения [1,стр.10]:

(5.3.1)

где Q_c - расчетный расход воздуха, проходящий по стволу, м³/с,

Д=0,9 - коэффициент загромождения площади ствола,

S - площадь сечения ствола, м².

Площадь сечения клетевого ствола (КС) [1,стр.10]:

. (5.3.2)

Площадь сечения воздухоподающего ствола (ВЗС) [1,стр.10]:

Следовательно,

Максимальная скорость движения воздуха в стволах, по которым производится спуск и подъем людей и грузов, V_max = 8 м/с. Следовательно, величины V_кс и V_взс удовлетворяют требуемым условиям.

5.4 Расчет деперессии рудника [1,стр.12].

Для определения общешахтной депрессии выбирается та вентиляционная струя (с наибольшим расходом воздуха и наиболее протяженная) депрессия в которой будет будет наибольшей и в дальнейшем принимается в качестве общерудничной.

Величину рудничной депрессии рассчитываем по формуле:

Н = ∑h + ∑h_м + h_e, мм вод.ст, (5.4.1)

где ∑h – суммарная расчетная депрессия для всех выработок, образующих струю по самому труднопроветриваемому направлению, от устья воздухо-подающих стволов, до устья вентиляционного ствола, мм вод.ст, Па.

∑h_м - суммарная расчетная депрессия местных сопротивлений на всем пути движения воздуха, мм вод.ст, Па.

h_е – депрессия естественной тяги, мм вод.ст, Па.

Подсчет депрессии последовательно соединенных выработок подсчитываем по формуле [1,стр.12]:

∑h_i = ∑(a_i · P_i · L_i · Q²_i / S³_i), мм вод.ст, Па (5.4.2)

где a_i - кгс²/м⁴ – коэффициент аэродинамического сопротивления выработки [3,стр.66];

P_i - периметр выработки, м;

L_i - длина выработки, м;

S_i - поперечное сечение выработки, м²;

Q_i - расход воздуха по выработке, м³/с.

Расчетные данные заносим в таблицу 5.4.1.

Расчет депрессии

Таблица 5.4.1

Расчитываем величину общешахтной депрессии [1,стр.13]:

Н = 371,2 + 55,7 + 18,5 = 445,4 мм вод.ст. = 4365 Па (5.4.3)

Принимаем величину общешахтной депрессии Н=445,4 мм.вод.столба

5.5 Выбор вентилятора главного проветривания (ВГП) [1,стр.13].

Выбор ВГП производится на основе его напорных характеристик Н_в и Q_в.

Производительность вентилятора расчитываем по формуле [1,стр.13]:

Q_в = К_в ·Q_ор, м³/с (5.5.1)

Где К_в – коэффициент учитывающий утечки воздуха через надшахтные сооружения и каналы вентиляторов (1,2 – для ВЗС).

Q_в = 1,2 ·300 = 360 м³/с

Для определения режима работы ВГП в сети, необходимо нанести на график зону промышленного использования ВГП и характеристику вентиляторной сети. Точка их пересечения соответствует режиму работы вентилятора.

Для построения характеристики сети значения Н_в определяем при значениях Qв от 0 до 2 [1,стр.13]:

Н_в = ∑(Н + R_ву · Q²_в), мм вод.ст, Па (5.5.2)

где ∑R – сопротивление сети горных выработок по которым производится расчет депрессии, кµ; R_ву – внутреннее сопротивление в вентиляторной установке, кµ.

Для определения внутреннего сопротивления вентиляторной установки выполняем следующие расчеты.

Находим эквивалентное отверстие рудника:

А = 0,38 · Q_ор / √Н, м² (5.5.3)

А = 0,38 · 300 / √445,4 = 2,4 м³,

Ориентировочно определяем диаметр колеса вентилятора [1,стр.13]:

Д_в = √(А/0,44) = 2,3 м (5.5.4)

Таблица 5.5.1.

Сопротивление вентиляторной установки находим:

R_BY = a · п / Д⁴_В, кm; (5.5.6)

где: a– принимается равным: для осевых вентиляторов при статической характеристиках 0,02- 0,03; при полных 0,04-0,06; для центробежных вентиляторов на 0,01-0,02 больше чем у осевых.

R_BY = 0,06 · 3,14/ 2,3⁴ = 0,0067 кm.

Составим совмещенный график характеристик работы вентилятора и вентиляционной сети.

По расчетным вентиляционным параметрам Q_B и H_B выбираем вентиляторы ВЦД-47.

Техническая характеристика вентиляторов. Таблица 5.5.2

Показатели	Значения
ВЦД-47
Диаметр рабочего колеса, мм
Частота вращения мин-1	450-490
Диапазон в зоне промышленного использования: - подачи м3/с - статическое давление, Па	9-630 1000-8800
Мощность установки, кВт
Максимальный статический КПД установки	0,86

Вентиляция рудника осуществляется всасывающим способом по фланговой системе с использование всех действующих стволов.

Распределение воздуха по вертикальным стволам принимается следующим:

Поступающий в рудник воздух:

КС- 300 м³/с

ВЗС -300 м³/с

Исходящий из рудника воздух:

ВС-1 – 300 м³/с

ВС-2 – 300 м³/с

Воздухоподающие стволы оборудован калориферными установками, а вентиляционные стволы – вентиляторными установками. На вентиляционных стволах установлены вентиляторы главного проветривания. Главные вентиляторные установки состоят из двух агрегатов (рабочего и резервного) одного типа. Реверсирования вентиляционной струи происходит с помощью ляд вентилятора.

5.6. Технико-экономические показатели [11, ст.15].

Мощность двигателя вентилятора определяем по формуле:

N_B = Q_B · H_B / 102 , кВт; (5.6.1)

где: - к.п.д. двигателя;

- к.п.д. передачи от двигателя к вентилятору.

- к.п.д. вентилятора.

Получаем:

N_B,вцд-47 = 410 · 235 / 102 · 0,7 · 0,8 · 0,7 = 2409,7 кВт.

Nоб=2NB_,вцд-47 =2 · 2409,7 =4819,4 кВт.; (5.6.2)

По данным ПЭО, стоимость 1 кВт/ч электроэнергии на 15.12.99 г. равна 200 тыс. руб. за 1000 кВт/ч. Годовые затраты на электроэнергию рассчитываем по формуле:

С = N_B · 24 · 365 ·200 / 1000, руб.; (5.6.3)

С = 4819,4 · 24 · 365 ·95 / 1000 =4 млн. руб.