7. Швидкість проведення виробки

7.1 Загальні положення

Швидкість проведення штреку є важливим показником ефективності роботи по її спорудженню. Від її величини залежать строки підготовки горизонтів і здачі лав до експлуатації. Швидкість проведення виробок завжди повинна бути оптимальною для даних гірничо-геологічних умов і прийнятих засобів механізації.

Швидкість проведення виробок залежить від міцності порід, розмірів поперечного перерізу виробки, типу прохідницького устаткування і забійного транспорту, прийнятих технологій і організації робіт.

Малюнок 4. Схема руху виконавчого органа прохідницького комбайна

виборчої дії

7.2 Розрахунок нормативної швидкості проведення виробки

Нормативна швидкість – це мінімальна швидкість проведення виробки з урахуванням гірничо-геологічних умов і прийнятих засобів механізації.

Розрахунок нормативної швидкості виконуємо відповідно до наказу.

Нормативну швидкість проведення гірської виробки розраховуємо за формулою:

V_н = V_н^′ * К₁ … К_N, (7.1)

де V_н – значення нормативної швидкості проведення виробки для стандартних умов (табличні значення), м/міс.; приймається в залежності від способу проведення, міцності порід, коефіцієнта присічки, типу прохідницького комбайну і перетину виробки у світлі до осідання;

V_н = 130 м/міс

К₁ … К_N – поправочні коефіцієнти, що враховують невідповідність гірничо- геологічних умов стандартним.

У нашому випадку К₁ = 0,7, так як приймаємо гідро рихлення, тоді:

V_n = V_n^′ * К₁ = 110 * 0,7 = 77 м/міс.

V_н = V_н^′ * К₁ = 130 * 0,7 = 91 м/міс.

7.3 Розрахунок проектної швидкості проведення виробки

Проектну швидкість проведення виробки визначимо за формулою:

V = l_ц * n_ц * n_см * n_с, (7.2)

де l_ц – подвігання вибою за цикл, м; = 1,0 м

n_ц – число циклів у зміну; = 3

n_см – число змін по проведенню виробки в добу; = 3

n_с – число робочої доби в місяці; = 25

V = 1 * 3 * 3 * 25 = 225 м/міс.

8 РОЗРАХУНОК ПРОВІТРЮВАННЯ КОНВЕЄРНОГО ШТРЕКУ

І ВИБІР ВЕНТИЛЯТОРА МІСЦЕВОГО ПРОВІТРЮВАННЯ

8.1 Загальні положення

Для газових шахт приймаються нагнітальний спосіб провітрювання вибоїв виробок, тому що в цих умовах він найбільш ефективний. Вентилятор місцевого провітрювання встановлюється у виробці зі свіжим струменем повітря на відстані не менш 10м від вихідної з тупикового вироблення струменя для попередження рециркуляції повітря [4, п. 3.4.3]. Відставання вентиляційного трубопровіду від вибою тупикової виробки повинно бути не більш 8м [4, п. 3.4.4]. Тупикові виробки в газових шахтах ΙΙΙ категорії і вище повинні обладнатися резервними ВМП із резервним електроживленням [4, п. 3.4.2], ВМП повинний працювати беззупинно. У випадку зупинки основного вентилятора автоматично повинний вмикнутись резервний ВМП. Якщо і він відключений, усі роботи повинні бути припинені, напруга знята, а люди негайно виведені на свіжий вентиляційний струмінь.

8.2 Розрахунок витрати повітря для провітрювання штреку

Розрахунок виконується відповідно до «Посібника з проектування вентиляції вугільних шахт» [10].

Витрата повітря, необхідна для провітрювання тупикових виробок, розраховується по наступним факторам: по виділенню метану; по найбільшому числу людей, по мінімальній швидкості повітря. Остаточно приймається найбільша розрахункова кількість повітря, отримана по розрахункам.

Розрахунок повітря по виділенню метану розраховується за формулою:.

100 * І_з.п.

Q_з.п. = ----------------, (8.1)

С – С_о

де І_з.п. – метановиділення на при забійній ділянці, м³/хв.;

І_з.п. = 2,4 м³/хв.

С – припустима, згідно ПБ, концентрація метану у вихідній з виробки вентиляційному струменю, %;

С = 1% [4, п. 3.5.3];

С_о – концентрація метану в струмені повітря, що надходить у тупикову виробку,%

С_о = 0,05% [4, п. 3.5.3].

Дані підставляємо у формулу (8.1) і одержуємо:

100 * 2,4

Q_з.п. = ------------- = 252,63 м³/хв,

1 – 0,05

Розрахунок витрати повітря по числу людей знаходиться за формулою:

Q_з.п. = 6 * n_{чел.з.п.}, м³/хв. (8.2)

де n_чел.з.п – найбільше число людей, що одночасно працюють у при забійному просторі тупикового вироблення (стовбура), чол.;

n_чел.з.п = 10 чол.

Дані підставляємо у формулу (8.2) і одержуємо:

Q_з.п. = 6 * 10 = 60 м³/хв.

Витрата повітря по мінімальній швидкості у виробки розраховується за формулою:

Q_з.п. = 60 * V_n.min. * S, м³/хв. (8.3)

де V_n.min. – мінімально припустима, згідно ПБ, швидкість повітря в тупиковій виробці, м/с;

V_n.min. = 0,25 м/с [4, п. 3.1.4];

S – площа поперечного перетину виробки у світлі, м².

Дані підставляємо у формулу (8.3) і одержуємо:

Q_з.п. = 60 * 0,25 * 13,1 = 196,5м³/хв.

Отже Q_з.п. приймаємо рівним 252,63 м³/хв.

8.3 Вибір вентилятора місцевого провітрювання

Приймаємо гнучкий вентиляційний трубопровід. Діаметр трубопровіду орієнтовано розраховуємо по формулі:

d_тр = 0,3 √ Q_з.п. * К_ут.тр., (8.4)

де К_ут.тр. – коефіцієнт, що враховує витоки повітря у вентиляційному трубопроводі;

К_ут.тр. = 1,45 [4, с. 84];

Q_з.п. = 252,63 м³/хв. = 4,2 м³/с

Дані підставляємо у формулу (8.4) і одержуємо:

d_тр = 0,3 √4,2 * 1,45 = 0,89 м

Приймаємо стандартний діаметр трубопровіду рівний 1,0м.

Аеродінамічний опір гнучкого вентиляційного трубопровіду визначаємо за формулою:

R_тр = r_тр (l_тр + 20d_тр * n₁ * 10d_тр * n₂), (8.5)

де r_тр – питомий аеродинамічний опір гнучкого вентиляційного трубопровіду без витоків повітря, кл;

r_тр = 0,0053 кл [10, с.87];

l_тр – довжина трубопровіду, м;

l_тр = 900м;

d_тр – діаметр трубопровіду, м;

d_тр = 1,0м;

n₁ – число поворотів трубопровіду на 90°;

n₁ = 1;

n₂ = число поворотів трубопровіду на 45°;

n₂ = 0.

Дані підставляємо у формулу (8.5) і одержуємо:

R_тр = 0,0053 (900 + 20 * 1,0 * 1 + 10 * 1,0 * 0) = 4,88 кл

Продуктивність вентилятора місцевого провітрювання визначаємо за формулою:

Q_в = Q_з.п. * К_ут.тр., (8.6)

Дані підставляємо у формулу і одержуємо:

Q_в = 4,2 * 1,45 = 6,09 м/с

Депресія вентилятора, що працює на гнучкий вентиляційний трубопровід, визначається за формулою:

h = Q_в² * R_тр (0,59/ К_ут.тр. + 0,41)², (8.7)

Дані підставляємо у формулу (8.7) і одержуємо:

h_в = 6,09² * 4,88 (0,59/1,45 + 0,41)² = 37,09 * 4,88 * 0,67 = 121,27 даПа

Попередньо ВМ вибираємо по [10, таблиця 5.10] з обліком Q_з.п. діаметра трубопровіду і максимальної довжини виробки. Приймаємо вентилятор ВМЦ-8.

Для визначення робочого режиму вентилятора на одному графіку будуємо аеродинамічні характеристики вентилятора і вентиляційного трубопровіду.

Для побудови аеродинамічної характеристики вентиляційного трубопровіду визначаються координати шести крапок.

		0,25Qз.п.	0,5Qз.п.	0,75Qз.п.	Qз.п.	1,25Qз.п.
Qз.п.	0	1	2	3	4	5
Кут.тр.	0	1,33	1,37	1,41	1,45	1,49
Qв, м/с	0	1,33	2,74	4,23	5,8	7,45
hв, даПа	0	6,29	25,89	59,93	109,55	175,94

По отриманим даним будуємо характеристику мережі трубопровода (малюнок 6).

З аеродинамічної характеристики вентилятора береться та, яка знаходиться вище крапки з координатами Q_в і h_в.

Крапка перетинання аеродинамічних характеристик вентилятора і вентиляційного трубопровіду називається робочою крапкою. Вона визначає робочий режим вентилятора.

Робоча крапка вентилятора ВМЦ-8 на даний вентиляційний трубопровід буде мати такі параметри:

Q_р.т = 6,7 м³/с; Н_р.т. = 158 даПа

М алюнок 6. Графік аеродинамічних характеристик

вентиляційного трубопровіда і вентилятора ВМЦ-8