Проектирование вентиляции шахты выполняется в следующей последовательности:
- выбор и обоснование способа, схемы и системы проветривания;
- расчёт количества воздуха для проветривания шахты;
- распределение количества воздуха по горизонтам и крыльям шахты;
- подсчет депрессии шахты;
- регулирование распределения воздуха в шахте (между крыльями шахты);
- выбор вентилятора для шахты;
- расчёт калориферной установки;
- расчёт стоимости проветривания.
Bыбор способа, схемы и системы проветривания.
Для шахты может быть применен нагнетательный, всасывающий или нагнетательно-всасывающий способ проветривания.
Способ и схема вентиляции шахты выбирается с учётом конкретных горно-геологических условий и схемы вскрытия шахты.
Принятый способ вентиляции должен обеспечить:
- минимальные потери воздуха;
- минимальное число вентиляторных установок на поверхности;
- минимальную опасность самовозгорания полезного ископаемого.
Наибольшее распространение на рудных шахтах имеет всасывающий способ, который применяемся до глубины примерно 1500 м. однако этот способ проветривания имеет недостаток – значительные подсосы воздуха через зоны обрушения. Поэтому при наличии в зоне обрушения наносов небольшой мощное и связи горных выработок шахты с поверхностью через зоны обрушения всасывающий способ применять нецелесообразно.
Нагнетательный способ применяемся при отработке участков месторождений, расположенных близко к поверхности при наличии аэродинамической связи выработок с поверхностью через зону обрушения.
Нагнетательно–всасывающий способ применяется при большом сопротивлении сети шахты (высокой депрессии), наличии аэродинамической связи с поверхностью через зоны обрушения, при разработке самовозгорающихся полезных ископаемых.
При выборе системы проветривания шахты следует прежде всею решить, будет ли данная шахта с точки зрения проветривания представлять единую систему или ее целесообразно разделить на секции. Деление шахты на секции, в каждой из которых должны быть свои стволы для подачи и удаления воздуха, может потребоваться на крупных шахтах, с большой добычей и большими размерами шахтного поля, при большой депрессии шахты.
Схема проветривания шахты должна обеспечивать безопасность работы в шахте, надежность и экономичность проветривания. Не рекомендуется подача свежего воздуха по стволам, оборудованным скиповым подъемом, а также по наклонным стволам с конвейерами.
Выбранная схема проветривания шахты должна обеспечивать минимальные депрессию шахты, потери воздуха, число вентиляционных сооружений в шахте (дверей и кроссингов).
Все применяемые схемы вентиляции шахт делятся на центральные, фланговые и комбинированные.
Центральная схема проветривания (с расположением воздухоподающих стволов и стволов с исходящей струёй в центре шахтного поля) применяется при небольшой производственной мощности шахты, при ведении работ на глубоких горизонтах.
При фланговой схеме воздух подается по стволу, расположенному в центре шахтного поля, а удаляется из шахты по стволам (шурфам), которые находятся на флангах. Фланговая схема является основной при неглубоком залегании месторождения. Фланговая схема с несколькими шурфами применяется при разработке удалённых друг от друга обособленных залежей на разных горизонтах.
Количество воздуха, необходимое для проветривания рудника, должно рассчитываться по следующим факторам; наибольшему числу людей, занятых одновременно на подземных работах, объёму добычи (в зависимости от относительной углекислотообильности или метанообильности), расходу ВВ, пылевому фактору, выхлопным газам двигателей внутреннего сгорания самоходного оборудования. К учёту принимается наибольшее количество воздуха, полученного по вышесказанным факторам.
Необходимое количество воздуха можно подсчитывать «по руднику в целом», когда применяется для взрывных работ небольшое количество взрывчатых веществ и позабойно. При расчёте «по руднику в целом» количество воздуха считается сразу для всего рудника; при позабойном методе количество воздуха определяется для всех мест его потребления (подготовительные и очистные забои, камеры околоствольного двора, обособленно проветриваемые и поддерживаемые выработки) и затем суммируется.
1.1 Расчёт количества воздуха по руднику в целом (Qв, м³/мин);
А) по добыче
Qд = q · Т, (1.1)
где: q – норма воздуха на 1 м³ суточной добычи горной массы, м³/мин;
Т – суточная добыча шахты, м³.
Величина q зависит от категории шахты.
Б) по людям
Qл = δ · n, (1.2)
где: δ – норма подачи воздуха на одного человека, м³/мин;
n – наибольшее количество людей, одновременно находящихся в
шахте.
В) по расходу ВВ
, (1.3)
где: А – количество одновременно взрываемых ВВ в руднике, кг;
В – количество условного оксида углерода, выделенной при взрывании 1 кг ВВ, В = 0,04 м³/кг;
с – допустимая концентрация условного оксида углерода после
взрывания, с = 0,008 %;
t – время проветривания, мин.;
Г) по пыли
(1.4)
где: Sпод., Sоч. – площадь сечения, соответственно, подготовительных и очистных выработок, м²;
Vоп – оптимальная скорость по выносу пыли;