В.А. Колмаков Расчет газообильности и расхода воздуха для проветривания выработок действующих угольных шахт

							10
Qк =	31 10− 4	Σ		n	n
			i	ai	бi
						,	(36)
	26 −			t0

3.5. Расчет воздуха для поддерживаемой выработки

Расчет воздуха для поддерживаемой выработки выполняется по фактической газообильности

Q	= 100	Jп.в. Кп.в.
п.в.		С − С0	,	(37)
а затем производится проверка по скорости движения воздуха
Qп.в.min ≥ 60 S Vmin ,				(38)

3.6 Расчет воздуха на утечки

Расчет воздуха на утечки через вентиляционные сооружения

Qут = Qут.н	h	(39)
	a ,

при a=50 – через подземные сооружения; при a=200 – надшахтные здания. Утечки через шлюзы

Qут = Qут.н кпер ,

(40)

Для того, чтобы концентрация газа в исходящей струе шахты не превышала 0,75% (по ПБ), должны соблюдаться следующие соотношения газообильности и расхода воздуха

133 (Σ J уч. + Σ Jn + Σ Jст + Σ Jо.в. + )≤

≤ 1,1 (KА Σ Qуч. + Σ Qп.ш. + Σ Qк + Σ Qп.в. + Σ Qут.)

11

											Таблица 1
Параметры	Инде-					Варианты
	ксы	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Qi, м3/мин		1500	1400	1600	1500	1700	1400	1300	1500	1600	1700
3Σ Сл0, %		2,7	2,4	2,9	2,5	2,4	2,5	2,4	2,3	2,4	2,5
Σ Cni, %		7,2	7,0	7,3	7,0	6,8	7,3	7,5	7,1	7,3	7,4
3nл		3	3	3	3	3	3	3	3	3	3
nп		9	9	9	9	9	9	9	9	9	9
lоч, м	Jоч	110	100	109	105	116	120	115	100	100	120
lоч, м		100	110	105	110	106	114	105	110	112	114
Ап, т		5000	4500	300	5100	4700	4900	5100	5400	5000	5200
А, т		5400	500	4100	5500	4000	5200	5500	5000	4800	5000
Kср		0,7	0,8	0,8	0,65	0,9	0,8	0,9	0,6	0,9	0,8
Кн		1	1	1	1	1	1	1	1	1	1
С0		0,2	0,2	0,3	0,4	0,2	0,1	0,4	0,3	0,2	0,4
Σ Qуч, %		600	500	700	650	480	510	590	720	650	700
n		1	1	1	1	1	1	1	1	1	1
Qni, м3/мин		180	200	210	300	190	240	260	250	150	400
С, %		0,9	0,8	0,8	0,9	0,95	0,89	0,8	0,9	0,8	0,6
С0, %		0,1	0,2	0,1	0,4	0,3	0,3	0,2	0,3	0,4	0,1
Т, мес		1	1,25	1,25	1,75	2	2,5	3	3,5	4	5
Кт		1	1,16	1,29	1,4	1,5	1,6	1,75	1,83	1,88	1,94
Vп.р., м/мес	Jn	15	12	10	11	12	11	11	12	0,5	12
Vn, м/мес		12	10	8	9	14	13	12	14	17	14
n		1	1	1	1	1	1	1	1	1	1
K”н		0,8	0,9	1	0,8	1,1	1	1,2	1,1	0,9	1,1
Qо.в.		600	800	700	650	720	780	730	700	690	650
С	Jо.в.	0,9	0,8	0,7	0,85	0,98	0,84	0,93	0,79	0,75	0,9
С0		0,1	0,2	0,1	0,3	0,4	0,1	0,5	0,5	0,1	0,1
Qву, м3/мин		3500	3000	2900	2000	4000	4800	4000	4200	4000	3200
C, %		0,7	0,75	0,6	0,7	0,7	0,75	0,65	0,7	0,75	0,7
С0, %	Jв.у.	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0

12

4. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

Так же как и при выполнении работ 1 и 2 каждые 2–3 студента получают один вариант для расчета. Причем каждый студент рассчитывает свою часть работы, заполняет таблицы и после выполнения своей части делает анализ расчетов по работе в целом. Таким образом в каждой таблице заполняется по одной строке.

4.1. Расчет газообильности действующей шахты

Расчет абсолютной газообильности действующих очистных забоев производится по формулам (4), (5), (6), (7), (8) и данным таблицы 1. Результаты расчетов сводятся в таблицу 2. В качестве примера в таблице 2 приведены данные расчета газообильности для одного очистного забоя.

Таблица 2

Номер

Газообильность, м3/мин

варианта

Ji

n

J’оч.ф

J0

Jоч.ф

Jоч

11

12,8; 14,6; 13,4; 15,6; 16;

12; 12,5; 15,5; 12,4

9

14

1

19

12

3 Σ Cxi + Σ Cni

3 0,8

+ 0,8 +

0,7 + 0,9

J

= 0,01 Q

=

0,01 1500

=

12,8м3 / мин

i

i

3 nЛ + nп

3 1+

3

Jоч'

.ф =

12,8 +

14,6 + 13,4 +

15,6 + 12,4 +

16 + 12 +

15,5 +

12 +

12,5

=

14м3 / мин

9

Расчет газообильности действующих подготовительных выработок производится по формулам (9), (10), (11), (12), (13) и данным таблицы 1. Результаты расчетов сводятся в таблицу 3. В качестве примера в таблице 2 приведены данные расчета газообильности одной подготовительной выработки.

Таблица 3

Номер	Газообильность, м3/мин
варианта	Jni	n	Jпр.ф		Jп.з.	J0	Jn
11	2,0; 3; 2,5; 1,5; 2,4; 1,6; 1,3	9	1,12		1,27	1,0	1,96

	1		2			1			3			2,5			1,5			2,4			1,6			1,3					3
Jпр.ф =					+			+			+			+			+			+			+				=	1,12м		/ мин
	9		1,75			1,75			1,75			1,75			1,75			1,75			1,75			1,75

J

п.

=

J

пр.ф

Vп. р.

К

Т

К ''

=

1,12

15

1,75 0,8 =

1,96м3 / мин

12

V

н

п.

13

Jп.з. =	4,4		Jпр.ф	Vп. р.	''	=	4,4	1,12	15	0,8	=	1,27м	3	/ мин
			Vп.		Кн			12

Расчет метановыделения из обособленно проветриваемых выработок производится по формуле (14) и данным таблицы 1. Результаты расчетов сводятся в таблицу 4. В качестве примера в таблице 4 приведены данные расчета газобильности одной обособленно проветриваемой выработки.

											Таблица 4
Номер						Газообильность, м3/мин
варианта						Jо.в.i		n			Jо.в.
	11		1; 0,7; 1,3; 1,4; 0,6; 0,9; 1,1; 0,8; 1,2					9			1
Jо.в.i	=	Σ 0,0	1 Qо.в.i (C − C0)	=	1+ 0,7 + 1,3 + 1,4 + 0,6 +		0,9	+ 1,1+ 0,8 +	1,2	=	1м3 / мин
			n			9
	При числе обособленно проветриваемых выработок n=5
Jо.в	=	1 5 = 5м3 / мин

Расчет метановыделения участка производится по формулам (16), (17) и данным таблицы 1. В качестве примера в таблице 5 приведены данные расчета газообильности одного вентиляционного участка по девяти наблюдениям.

Таблица 5

Номер

ва-

Газообильность, м3/мин

рианта

Jв.yi

n

Jв.у.

11

20,28,32,26,34,25,30,25,30

9

30

Jв. у. =

Σ

0,01

Qв. у.i (C − C0)

=

20 + 28 + 32 +

26 + 34 +

25 + 30 +

25

+ 30

=

30м

3

/ мин

n

9

Расчет метановыделения из старых выработанных пространств производится по формуле (18) и данным таблицы (2), (3), (4), (5). В качестве примера в таблице 5 приведены данные расчета газообильности одного вентиляционного участка по девяти наблюдениям.

										Таблица 6
Номер	ва-			Газообильность, м3/мин
рианта			Jв.y	Jоч.		Jn		Jо.п.		Jст
11			30	12		1,96			5	11,14
Jст. =	Jв. у. −		(Jоч. + Jn +	Jо.п) = 30 − (15 +		1,96 + 5) =		8,04м3	/ мин

Расчет газообильности действующей шахты производится по формулам (19), (20), (21) и данным таблиц 1 – 6. В качестве примера в

14

таблице 7 приведены данные расчета газообильности шахты из трех вентиляционных участков.

					Таблица 7
Номер ва-		Газообильность, м3/мин
рианта	Номера вентиляционных участков				Всего
	1	2		3	1, 2, 3
11	30	40		35	105

4.2. Расчет расхода воздуха для проветривания действующей шахты

Расчет расхода воздуха для проветривания выемочного участка по газу производится в такой последовательности.

Подставляя в формулу (24) данные таблицы 2, получим расход воздуха для проветривания одного очистного забоя:

Q

=

100 Jоч кн

=

100 12 1,3

=

1328м3 / мин

оч

(С −

С )

к

о.з.

(1− 0) 1,25

0

Q =

70 +

260 + 155 = 485м3 / мин

к

Расчет воздуха для одной поддерживаемой выработки

производится по формуле (37)

Q

= 100

Jп.в. Кп.в.

=

100 2 1,6 =

320м3 / мин

п.в.

С −

С0

1

После этого производится проверка полученного расхода по

минимальной скорости движения

Q

= 60 6

0,25 =

80м3 / мин

п.в.min

Сравнивая полученный расход с минимально допустимым, видим,

что

Qп.в. > Qп.в.min

Расчет расхода воздуха на утечки через подземные вентиляционные сооружения производится по формуле (39). Пусть дано 15 кирпичных перемычек и 30 чураковых в шахте. Утечки через кирпичную перемычку составят при h=50 даПа и Sпер=4 м2

Qут.1 = Qут.н	h	= 10	50	= 5м3 / мин
	200		200

			15
Утечки	воздуха		через чураковую перемычку при h=50 даПа,
Sпер=10 м2
Qут.2 = 24	50	=	7м3 / мин
	200

Общие утечки через все перемычки составят:

Qут = Qут.1 + Qут.2 = 5 15 + 30 7 = 285м3 / мин

Подставляя в формулу (41) рассчитанные данные газообильности и расхода воздуха всех элементов газового баланса и объектов проветривания одного вентиляционного участка, получим соотношение:

133 (Σ J уч. + Σ Jn + Σ Jст + Σ Jо.в. + ) ≤

≤ 1,1 (K А Σ Qуч. + Σ Qп.ш. + Σ Qк + Σ Qп.в. + Σ Qут.)

или133 (12 + 1,96 + 5 + 11,14) < 1,1 (1,15 1328 + 1540 + 185 + 320 + 265)

или 3990 < 4352

Аналогично расчитывается соотношение (41) и для многих вентиляционных участков.

Полученный расход проверяется по максимальной скорости по формуле (29)

Qоч.max = 60 4 6 = 1440м3 / мин

Сравнивая результаты, видим, что

Qоч.max > Qоч

Принимаем полученное значение Qоч за расчетное.

Расчитываем расход воздуха с учетом утечек воздуха для проветривания выемочного участка по формуле (23).

Расчет расхода воздуха для проветривания подготовительной выработки по газу производится в такой последовательности.

Подставляя в формулу (32) данные таблицы 3, получим расход воздуха для проветривания всей подготовительной выработки:

Q	=	100 Jn Кн.п.	=	100 1,96 1,6	= 314м3 / мин
n		С − С0		1− 0

При пяти подготовительный выработках имеем 1540 м3/мин. Подставляя в формулу (33) данные таблицы 3, получим расход

воздуха для проветриванияпризабойного пространства:

				16
Q	=	100 Jз.п.	=	100 1,27	= 127м3 / мин
з.п.		С − С0		1− 0

Расчет расхода воздуха для проветривания камер производится для каждой камеры. Для склада ВМ по формуле (34)

Q =

0,07 U

к

=

0,07 1000 = 70м3

к

Для электромашинных камер по формуле (35)

Q =

50 Ni

(1−

η i ) Кэг.i

= 50 100 0,7 0,8 =

260м3

к

26 −

t0

10

Для зарядных камер по формуле (36)

31 10− 4 Σ E

n

n

31 10− 4 (250 66 1+

350 96

4)

3

Q =

i

аi

бi

=

=

155м

/ мин

26 −

26 − 23

к

t0

Суммируя отдельные составляющие получим расход воздуха по всем камерам.

17

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Какие источники газовыделения входят в расчет газообильности вентиляционного участка и шахты ?

2.Как рассчитывается ожидаемая газообильность очистной выработки ?

3.Какие фокторы определяют ожидаемую метанообильность подготовительной выработки ?

4.Из каких слагаемых складываются газообильность подготовительной выработки ?

5.Для чего рассчитывается приведенное фактическое метановыделение подготовительной выработки ?

6.Как рассчитать газообильность старух выработанных пространств ?

7.Как расчитывается газообильность действующей шахты ?

8.Из каких составляющих складывается газообильность действующих шахт ?

9.По каким факторам рассчитывается газообильность очистных забо-

ев ?

10. Для чего расчитывается требуемый коэффициент удаления газа дегазацией или вентиляцией ?

11. Для каких камер рассчитывается расход воздуха ?

12. По каких факторам рассчитывается газообильность поддерживаемых выработок ?

13. По какой формуле рассчитывается расход воздуха на утечки через вентиляционные сооружения ?

14. По каким факторам рассчитывается расход воздуха для разжижения газа, выделяющегося из выработанных пространств ?

15. Какое должно быть условие соотношений газообильности и расхода воздуха, подаваемого в шахту?

18

Составитель Владислав Александрович Колмаков

Расчет газообильности и расхода воздуха для проветривания выработок действующих угольных шахт

Методические указания к практической работе по курсу "Вентиляция шахт" для студентов специальности 090200 дневной и заочной форм обучения

Редактор З.М. Савина

ЛР № 020313 от 23.12.96

Подписано в печать 20.11.00. Формат 60х84/16.

Бумага офсетная. Отпечатано на ризографе. Уч.-издл. л. 0,80. Тираж 60 экз. Заказ

Кузбасский государственный технический университет. 650026, Кемерово, ул. Весенняя, 28.

Типография Кузбасского государственного технического университета. 650099, Кемерово, ул. Д. Бедного, 4а.