Пневмоснабжение

При проведении горно-разведочных выработок сжатый воздух применяется для работы пневматических бурильных машин, погрузочных машин, отбойных молотков, пневматических двигателей вентиляционных установок и насосов, который поступает от компрессорных установок или компрессорных станций.

Компрессорная станция включает в себя несколько компрессорных установок, работающих на общую пневматическую сеть, в которые входят компрессор, его привод и пр.

По способу сжатия компрессоры подразделяются на две группы: объемного сжатия (к ним относят компрессоры поршневые, винтовые, ротационные) и кинетического (турбокомпрессоры).

По способу действия бывают компрессоры простого и двойного действия; по числу ступеней – одно-, двух- и многоступенчатые; по способу охлаждения – с воздушным и водяным охлаждением; по способу установки – стационарные, блочно-агрегатируемые, передвижные.

По величине создаваемого давления различают вакуум-насосы – машины, сжимающие воздух до атмосферного давления; воздуходувки – машины, сжимающие воздух до давления 0,3 МПа; компрессоры низкого (0,3–1 МПа), среднего (1–10 МПа) и высокого (10–250 МПа) давления.

При проведении горно-разведочных выработок используют компрессоры среднего давления (поршневые, винтовые).

При разведке рудных месторождений применяют стационарные компрессоры подачей до 100 м³/мин, а при разведке россыпей – винтовые маслозаполненные компрессоры 6ВКМ в блочно-агрегатированном варианте.

Стационарные компрессорные станции сооружают по блочному принципу. При такой компоновке станцию разбивают на ряд блоков, в каждом из которых находится компрессор со вспомогательным оборудованием. Принцип блочной компоновки позволяет увеличивать производительность станции без нарушения ее нормальной эксплуатации путем эксплуатации присоединения дополнительных блоков к существующему зданию. Компрессорные станции, кроме компрессорных установок, включают следующее вспомогательное оборудование: всасывающие фильтры, концевые охладители, воздухосборники (для поршневых компрессоров).

Воздухосборники при небольшой вместимости пневматических сетей, кроме сглаживания колебаний давления, служат в качестве дополнительного средства для очистки сжатого воздуха от влаги и масла. Рекомендуемый объем индивидуальных воздухосборников для компрессоров с подачей 50 м³/мин составляет 6,3 м³, с подачей 100 м³/мин − 10 м³.

В поршневых и турбинных компрессорах для охлаждения сжатого воздуха используют концевые холодильники; в маслонаполненных винтовых компрессорах − аппараты воздушного охлаждения общего назначения.

Шахтная пневматическая сеть включает в себя магистральные и распределительные воздухопроводы. Первые предназначены для транспортировки сжатого воздуха от компрессорной станции до распределительного устройства, вторые − для подачи воздуха к потребителям.

Для воздухопроводов при давлении до 0,8 МПа применяют стальные газовые, электросварные бесшовные трубы общего назначения с толщиной стенок 4–8 мм. Различают разъемное соединение труб – с помощью муфт, замков и неразъемное − сварное.

Необходимое давление воздуха у компрессора на станции

Р = Р _р+Δ Р _max = 0,75 ÷ 0,8МПа.

Расход сжатого воздуха по отдельным участкам трубопровода (м³/мин) определяют по формуле

где k – коэффициент, учитывающий работу в условиях высокогорья; Ψ−коэффициент, учитывающий износ оборудования; m_i − число однотипных приемников сжатого воздуха i -го типа, работающих в смену; ξ _i – расход воздуха для однотипных приемников сжатого воздуха, м³/мин; ε _i − коэффициент одновременности работы – отношение работающих в данный момент приемников i -го типа к общему их числу, которые должны работать; n – число однотипных групп приемников; i − любое число (номер) от 1 до n; V _ут = 1,5÷3 м³ /мин – утечки воздуха на 1000 м длины труб; l _р – расчетная длина участка, т.е. длина участка с учетом местных сопротивлений, м.

Коэффициент, учитывающий условия высокогорья

Коэффициент одновременности можно принять равным для отбойных и бурильных молотков: при одновременной работе до 10 молотков ε = 1 ÷ 0,85, от 11 до 30 − ε = 0,85 ÷ 0,75.

Диаметр трубопровода при ориентировочных расчетах определяется по формуле , где V − подача компрессора, м³/мин.

Вместимость воздухосборника (м³) вычисляется по формуле

где k – коэффициент, принимаемый от 0,25 до 1,6 (первое значение для одиночных передвижных установок, второе – для стационарных компрессорных установок); V – подача компрессора или компрессорных станций, м³/мин. Площадь воздушных фильтров (м²) находят по выражению

F _ф = V /60 v _ф,

где v _ф – скорость прохождения воздуха через фильтр (обычно v _ф =0,8÷0,9, но не более 1,5 м/с).

Для очистки сжатого воздуха от воды и масла между компрессором и воздухосборником устанавливают масловодоотделитель с вентилем для спуска конденсата. Воздухосборники устанавливают вне здания компрессорной – за капитальной стеной на расстоянии не более 15 м от компрессора в местах, где не бывает скопления людей.

Количество охлаждающей воды (м³/ч) определяется по формуле

Q _ок = 0,06 q V,

где q – средний удельный расход охлаждающей жидкости, м³ на 1 м³ воздуха.

Для приближенных расчетов количество воды для охлаждения компрессоров подачей до 15 м³ /мин можно принимать 4,5−5 л на 1 м³ воздуха.