Расчет выполнен на ЭВМ по программе разработанной на кафедре ЭА и ОТ, составленной Синопальниковым К.Г. и Синопальниковым Д.А., С02.
По пласту «Четвертому»
Санкт-Петербургский государственный горный институт
Кафедра экологии,аэрологии и охраны труда
Ф.И.О..................... Группа........ Дата.........
ВЫБОР И РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ПРОВЕТРИВАНИЯ ПРОВОДИМОЙ ПОДГОТОВИТЕЛЬНОЙ ВЫРАБОТКИ
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
1.BS.........2 2.mп,м........1.5 3.Y,т/м3.....1.33 4.Г...........1
13.x,м3/т....16 14.xo,м3/т....5 15.Vг,%......30 16.Co,%.......0
17.Cоз,%.....0.5 18.C,%........1 19.Cм,%......2 20.Кдп........0
21.СХ........1 22.CB.........1 23.L,м.......1000 24.Lт,м.......1000
25.Lсб,м.....0 26.Nпер.......0 27.S,м2......12.8 28.Sуг,м2.....7.5
29.Lз.тр,м...8 30.Lв,м.......10 31.СП........2 32.t,мин......0
37.Lц,м......1 38.Vпр,м/сут..180 39.j,т/мин...2 40.TT.........1
41.Nтр.......1 42.Dтр,м......1 43.Nп........1 44.KT.........0
45.Lзв,м.....0 46.Кст........0 47.Dтр1,м....0 48.Dтр2,м.....0
49.Lтр1,м....0 50.Nп1........0 51.Nп2.......0 52.Nдв,кВт....0
53.Nдз,кВт...0 54.bм,м3/мин..0 55.Nз.ч......5 56.Л..........1
57.Vз.max,м/с4 58.Vt,м/с.....0.5 59.Vmin,м/с..0.25 60.Sв,м2......12.8
61.Vд,м/с....6 62.Sпар,м2...0
РЕЗУЛЬТАТЫ
Абсолютная метанообильность проводимой выработки(Iп),м3/мин......3.85
метановыделение в тупиковой части выработки(Iпт),м3/мин..........3.85
максимальное метановыделение в призаб. части выр-ки(Iзп),м3/мин 3.79
Необходимый расход воздуха в призабойном пространстве выработки,м3/с:
по метану(Qзпг).........................................6.38
по минимальной скорости движения воздуха(Qзпv).........3.2
по температурному фактору(Qзпт)........................2.13
по людям(Qзпл).........................................0.5
Принятый расход воздуха в призаб. пространстве выр-ки(Qзп),м3/с...6.38
Необходимый расход воздуха для проветрив. тупиковой части выр-ки,м3/с:
по потребности призабойного пространства(Qптз).........10.76
по метану(Qптг)........................................6.48
Принятый расход возд. для проветр. тупиковой части выр-ки(Qпт),м3/с..10.76
Коэффициент утечек воздуха в вентиляционном трубопроводе(Кут.тр).....1.69
Необходимая подача вентилятора(Qв),м3/с..............................10.76
Необходимое давление вентилятора(hв),даПа............................362.2
Число вентиляторов,работающих на один трубопровод параллельно(Nв.пар)1
Число вентиляторов,работающих на один трубопровод последов.(Nв.пос)..1
Расход воздуха в месте установки ВМП(Qвс),м3/с.....................16.93
По пласту «Тройному»
Санкт-Петербургский государственный горный институт
Кафедра экологии,аэрологии и охраны труда
Ф.И.О..................... Группа........ Дата.........
ВЫБОР И РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ПРОВЕТРИВАНИЯ ПРОВОДИМОЙ ПОДГОТОВИТЕЛЬНОЙ ВЫРАБОТКИ
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
1.BS.........2 2.mп,м........2.7 3.Y,т/м3.....1.33 4.Г...........1
13.x,м3/т....6.3 14.xo,м3/т....5 15.Vг,%......30 16.Co,%.......0.05
17.Cоз,%.....0.5 18.C,%........1 19.Cм,%......2 20.Кдп........0
21.СХ........1 22.CB.........1 23.L,м.......1000 24.Lт,м.......1000
25.Lсб,м.....0 26.Nпер.......0 27.S,м2......12.8 28.Sуг,м2.....7.5
29.Lз.тр,м...8 30.Lв,м.......10 31.СП........2 32.t,мин......0
37.Lц,м......1 38.Vпр,м/сут..202 39.j,т/мин...2 40.TT.........1
41.Nтр.......1 42.Dтр,м......0.8 43.Nп........1 44.KT.........0
45.Lзв,м.....0 46.Кст........0 47.Dтр1,м....0 48.Dтр2,м.....0
49.Lтр1,м....0 50.Nп1........0 51.Nп2.......0 52.Nдв,кВт....0
53.Nдз,кВт...0 54.bм,м3/мин..0 55.Nз.ч......4 56.Л..........1
57.Vз.max,м/с4 58.Vt,м/с.....0.5 59.Vmin,м/с..0.25 60.Sв,м2......12.8
61.Vд,м/с....6 62.Sпар,м2...0
РЕЗУЛЬТАТЫ
Абсолютная метанообильность проводимой выработки(Iп),м3/мин......0.45
метановыделение в тупиковой части выработки(Iпт),м3/мин..........0.45
максимальное метановыделение в призаб. части выр-ки(Iзп),м3/мин 0.45
Необходимый расход воздуха в призабойном пространстве выработки,м3/с:
по метану(Qзпг).........................................0.78
по минимальной скорости движения воздуха(Qзпv).........3.2
по температурному фактору(Qзпт)........................2.13
по людям(Qзпл).........................................0.4
Принятый расход воздуха в призаб. пространстве выр-ки(Qзп),м3/с...3.2
Необходимый расход воздуха для проветрив. тупиковой части выр-ки,м3/с:
по потребности призабойного пространства(Qптз).........6.29
по метану(Qптг)........................................0.79
Принятый расход возд. для проветр. тупиковой части выр-ки(Qпт),м3/с..6.29
Коэффициент утечек воздуха в вентиляционном трубопроводе(Кут.тр).....1.97
Необходимая подача вентилятора(Qв),м3/с..............................6.29
Необходимое давление вентилятора(hв),даПа............................327.26
Число вентиляторов,работающих на один трубопровод параллельно(Nв.пар)1
Число вентиляторов,работающих на один трубопровод последов.(Nв.пос)..1
Расход воздуха в месте установки ВМП(Qвс),м3/с.....................9.9
Расчет депрессии
Расчет выполнен на ЭВМ по программе разработанной на кафедре ЭА и ОТ, составленной Синопальниковым К.Г. и Синопальниковым Д.А., С04
По пласту «Четвертому»
Санкт-Петербургский государственный горный институт
Кафедра экологии, аэрологии и охраны труда
Ф.И.О..................... Группа.......... Дата........
РАСЧЁТ ДЕПРЕССИИ ВЕНТИЛЯЦИОННОГО НАПРАВЛЕНИЯ (ШАХТЫ)
Исходные данные и результаты расчёта
Характеристика выработок вентиляционного направления
+------+---------+--------+--------+--------+------+-------+--------+---------+
| | Вид | Форма |Площадь | Коэф. |Длина |Расход |Скорость|Депрессия|
|Индекс|выработки|сечения |сечения | альфа |выраб.|воздуха|воздуха |выработки|
| i | NAME[i] | F[i] |S[i],м2 |H.c2/м4 |l[i],м| м3/c |V[i],м/c|h[i],Пa |
+------+---------+--------+--------+--------+------+-------+--------+---------+
| 0- 1 | ствол| круг| 28.20| 0.04| 900| 145.11| 5.15| 667.22|
| 1- 2 | штрек| арка| 14.00| 0.02| 20| 105.50| 7.54| 20.76|
| 2- 3 | сбойка| арка| 14.00| 0.02| 21| 105.50| 7.54| 20.59|
| 3- 4 | штрек| арка| 14.00| 0.02| 100| 56.21| 4.01| 31.11|
| 4- 5 |бремсберг| арка| 12.80| 0.02| 1000| 31.64| 2.47| 136.29|
| 5- 6 | лава| квадрат| 3.40| 0.03| 200| 13.27| 3.90| 191.66|
| 6- 7 | ходок| арка| 12.80| 0.02| 1000| 76.60| 5.98| 646.64|
| 7- 8 | штрек| арка| 15.20| 0.02| 2400| 79.50| 5.23| 1151.84|
| 8- 9 | ствол| круг| 28.20| 0.04| 690| 149.00| 5.28| 539.33|
+------+---------+--------+--------+--------+------+-------+--------+---------+
Расчет выполняется для всего направления
Коэффициент,учитывающий местные сопротивления..............1.1
Потери давления в воздухонагреват.(охладит.) установке,Па..0
Допустимая депрессия шахты,Па......................... 4500
ДЕПРЕССИЯ НАПРАВЛЕНИЯ,Па.............................. 3746
ДЕПРЕССИЯ ШАХТЫ,Па.................................... 4158
По пласту «Тройному»
Санкт-Петербургский государственный горный институт
Кафедра экологии, аэрологии и охраны труда
Ф.И.О..................... Группа.......... Дата........
РАСЧЁТ ДЕПРЕССИИ ВЕНТИЛЯЦИОННОГО НАПРАВЛЕНИЯ (ШАХТЫ)
Исходные данные и результаты расчёта
Характеристика выработок вентиляционного направления
+------+---------+--------+--------+--------+------+-------+--------+---------+
| | Вид | Форма |Площадь | Коэф. |Длина |Расход |Скорость|Депрессия|
|Индекс|выработки|сечения |сечения | альфа |выраб.|воздуха|воздуха |выработки|
| i | NAME[i] | F[i] |S[i],м2 |H.c2/м4 |l[i],м| м3/c |V[i],м/c|h[i],Пa |
+------+---------+--------+--------+--------+------+-------+--------+---------+
| 0- 1 | ствол| круг| 28.20| 0.04| 900| 145.00| 5.14| 666.21|
| 1- 2 | штрек| арка| 14.00| 0.02| 20| 105.50| 7.54| 20.76|
| 2- 3 | ходок| арка| 14.00| 0.02| 21| 105.50| 7.54| 20.59|
| 3- 4 | сбойка| арка| 12.80| 0.02| 34| 49.29| 3.85| 9.10|
| 4- 5 | штрек| арка| 12.80| 0.02| 100| 49.29| 3.85| 29.92|
| 5- 6 |бремсберг| арка| 12.80| 0.02| 1000| 23.57| 1.84| 75.63|
| 6- 7 | лава| квадрат| 11.69| 0.04| 200| 17.53| 1.50| 18.94|
| 7- 8 | ходок| арка| 12.80| 0.02| 1000| 49.29| 3.85| 267.75|
| 8- 9 | штрек| арка| 12.80| 0.02| 2300| 63.49| 4.96| 1141.96|
| 9-10 | сбойка| арка| 12.80| 0.02| 34| 63.49| 4.96| 15.10|
|10-11 | ствол| круг| 28.20| 0.04| 690| 149.00| 5.28| 539.33|
+------+---------+--------+--------+--------+------+-------+--------+---------+
Расчет выполняется для всего направления
Коэффициент,учитывающий местные сопротивления..............1.1
Потери давления в воздухонагреват.(охладит.) установке,Па..0
Допустимая депрессия шахты,Па......................... 4500
ДЕПРЕССИЯ НАПРАВЛЕНИЯ,Па.............................. 3085.8
ДЕПРЕССИЯ ШАХТЫ,Па.................................... 3425.3
Дегазация пластов-спутников
Из расчета проветривания выемочного участка по пласту «Четвертому» видно, что основным источником метановыделения является выработанное пространство, которое в нашем случае определяется, в основном, метановыделением из пластов - спутников.
Расчет параметров дегазации приведен в специальной части проекта (раздел 18).
Выбор вентилятора
Проветривание шахты предусматривается вентиляционной установкой, оборудованной на вент. стволе № 4. Схема проветривания всасывающая.
Выбор вентилятора необходимо производить по расходу вентилятора и депрессии шахты.
В общем случае расход вентилятора определяется по формуле:
kут.вн= 1,2 (вентилятор установлен в клетьевом стволе)
Резерв подачи должен быть не менее 14% от общей подачи вентилятора
В соответствии с рассчитанным количеством воздуха и расчетной депрессией выбираем вентилятор ВЦД-32, с максимальной производительностью 350 м3/сек, максимальный статический КПД установки 0,84 (рис.10.1).
Рис. 10.1. Область промышленного применения вентилятора ВЦД-32
Водоотлив
Согласно НТП откачка воды предусматривается по схеме прямого водоотлива с одной главной водоотливной установкой откачивающей воду с рабочего горизонта на поверхность.
В качестве водоотливных средств должны приниматься центробежные горизонтальные и погружные насосы.
Производительность насосов должна определяться с учетом количества воды поступающей в водосборники от эксплутационных источников.
Фонды времени, режим работы насосных агрегатов и уровень использования основного оборудования шахтных водоотливных установок определяется требования шахтных водоотливных установок определяется требованием ПБ об откачке нормального суточного притока за 16 часов.
Гидрогеологические условия шахты простые. Максимальный водоприток составляет порядка 143 м3/час.
Шахтные воды – РН – нейтральные, жесткие, плотностью 1020 кг/м3.
Способ вскрытия и разработки шахтного поля позволяет принять следующую схему водоотлива:
- из бремзберговой части по водоотливным канавкам вода самотеком поступает в главный водосборник клетевого ствола, откуда насосом выдается на поверхность шахты;
- из уклонной части вода подается к главному водосборнику участковыми водоотливными установками.
Объем водосборника состоит из аварийного и регулировочного.
Аварийный объем водосборника регламентируется ПБ и равен 4-х часовому максимальному притоку:
WА=4· Qmax=4·143=572м3
Регулировочный объем:
Wр min=0,5·Q max=72 м3;
Для упрощения очистки от оседающего твердого предлагается применение комбинаций вертикальных и самосмывающихся наклонных водосборников.
Вода из выработок по отводящей канавке поступает в вертикальный водосборник – отстойник. Твердое оседает на дне, поднимается и грузится в механические средства.
Подъем твердого может осуществляться шламовым эрлифтом.
Необходимый минимальный диаметр вертикальной части:
DВ=0.2 · Ö QН =2,6 м.
Требуемые объемы водосборников (аварийный и регулировочный) обеспечивается проведением в сторону приемных колодцев наклонных выработок, пройденных под углом не менее 5°.
Вода в наклонный водосборник поступает снизу вверх уже частично осветленная.
Вследствие большого наклона почвы выработок и свободного выхода твердое смывается в зумпф.
Свободный выход обеспечивается расположением почвы наклонной выработки на 0,5-1 м выше нижнего уровня воды. Такие водосборники являются самосмывающимися.
Расчет шахтной водоотливной установки.
Исходные данные:
-среднегодовой суточный нормальный и максимальный притоки воды
-максимальный приток воды Qmaks=3432 м3/сутки.
Ориентировочный напор насоса:
H1= Hг+ i ·( L+ å lэкв);
Где Нг –геометрический напор, Нг »400 м.
- i- гидравлический уклон, i=0.03;
- L – длина нагнетательного трубопровода;
L=Hг /sinα +l1+l2+l3;
L=400+20+20+20=460м.
å lэкв=100∑ ζм;
тогда, Н1=400+0.05(460+250)=435,5м.
Qmin= Qmax/20=171.6м3
В соответствии с рабочей зоной выбираем насос ЦНС180-85…425 с числом колес 5 .
Проверка рабочего режима на устойчивость:
Н/Z·Нко <0,95;
Нг/5Нко=400/476=0,84 – что обеспечивает устойчивую работу насоса.
Окончательный выбор числа ступеней и рабочего режима насоса производиться при определении оптимальных параметров, на значение которых существенное влияние оказывает трубопровод состоящий из трех частей: длинного нагнетательного – от коллектора в насосной камере до воды из трубопроводов; короткого трубопровода (коллектор в насосной камере и подводящего – всасывающего.
Предварительно внутренний диаметр трубопровода намечают по средней скорости соответствующей оптимальному режиму.
Эта скорость по данным ИГМ им. М.М. Федорова, при отношениях нормального часового притока к подаче насоса 0,6-0,7 и напорах 400-800м может приниматься 2,4 м/с. Тогда предварительно внутренний диаметр труб:
d = Ö4 Qн/3600П v
Qн – нормальная подача насоса
vср – средняя скорость близкая к оптимальной, v=2,4 м\с
d = 0,0121 Ö Qн = 0,0121 Ö171,6 = 0,159 м.
Расчетное давление:
Pp = 1.25 r gĤ
p = 1020 плотность шахтной воды
Ĥ = 435,5 – необходимый напор насоса
Pp = 1.25 · 1020 · 9.81 · 435.5 · 106 = 5.45 мПа.
Минимальная толщина стенки:
d0 = Pp / 0.8 dв
Временное сопротивление разрывов:
dв = 350 мПа (Ст 2 сп)
d0 = 5,45 / 0,8 ·350 = 0,0194 м.
Расчетная толщина стенки:
d = 100 p [ d0 + ( dкн + dкв ) t ] / 100- kq
где dкн = 0,25 мм /год
dкв = 0,1 - скорости коррозии поверхности трубы наружной и внутренней
t = 10 лет- срок службы трубопровода
k g – коэффициент учитывающий минусовый допуск толщины стенки, %
k g = 15%
d = 100 [1.94+ ( 0.25+0.1 ) ·15 ] / 100-15 = 8.45 мм
Наружный диаметр трубопровода:
dH = d + 2 d = 159 + 2 ·8 ·45 = 175.9
По ГОСТу такой диаметр находится в пределах 175-200 мм.
Рассмотренный участок трубопровода прокладывают по наклонному трубному ходку, а затем по вспомогательному стволу, на свежей струе.
Вертикальный трубопровод монтируется на специальных балках, воспринимающих массу трубопровода через опорные стулья и колена. Для компенсации температурного удлинения, а также для равномерного распределения массы напора предусматриваются сальниковые компенсаторы. Возможный продольный изгиб предотвращают хомутами.
Трубы по насосной камере прокладывают так, чтобы каждый из насосов мог работать на любой трубопровод.
В соответствии с ПБ при притоках более 50 м3/ч стационарные водоотливные установки оборудуются не менее чем тремя насосами.
Подача каждого агрегата должна обеспечивать откачку суточного притока не более чем за 20 ч.
Главные водоотливные установки оборудуются не менее чем двумя трубопроводами и насосами).
В пределах насосной камеры трубопровод закольцован и оборудован распределительными задвижками, что образует коллектор. С помощью этих задвижек каждый из насосов может работать на один из напорных ставов. Здесь же имеется трубопровод для слива воды из става путем открывания коммутационных задвижек. Этот трубопровод используется также при испытании насосов в шахтных условиях для изменения расхода воды.
Для выбранного насоса напором 436 м. и подачей 172 м3/час
h1 = 0,72 r = 1020 кг /м3
Мощность двигателя:
Ng = r · g· Q / 1000 ·3600 · h = 288 кВт
Ближайший больший по мощности двигатель ВАО2-450В-2
Коэффициент запаса kg = 400·1.38 / 288 ³ 1.1 что удовлетворяет требованиям.
Фактическое время работы 20 часов в сутки (ПБ).
Потребление энергии в сутки: 20 · 288 = 5760 кВт·ч
в год: 5760 · 365 = 2102400 кВт·ч
Раздел 12 Технологическая схема и генеральный план поверхности
Дата: 2019-12-22, просмотров: 292.
