Воздухообмен в шахте

Введение

Одним из основных факторов, обеспечивающих безопасность ведения горных работ на шахтах и санитарные условия труда подземных рабочих, было и остаётся проветривание горных выработок, с помощью которого осуществляется управление газовыделением, разжижением и удаление вредных и токсичных газов, взвешенной пыли в шахтном воздухе из действующих забоев.

В условиях постоянного

роста концентрации и интенсификации горных работ, перехода их на всё более глубокие горизонты и вызванного этим повышения газовыделения и температуры горных пород значение эффективной и надёжной рудничной вентиляции становиться еще существеннее.

Цель курсового проекта состоит в том, чтобы определить необходимый расход воздуха для проветривания действующих и поддерживаемых выработок горизонта 250 метров шахты «Белицкая», распределить его правильно по выработкам, рассчитать необходимую производительность (подачу) вентилятора главного проветривания, а также составить мероприятия по недопущению взрыва метана и угольной пыли в шахте.

1. Горно-технологические условия проектирования

На шахте «Белицкая» принят погоризонтный способ подготовки шахтного поля. Размер поля по простиранию – 6000 метров, по падению – 3000 метров.

В настоящее время очистные работы на пласте L8 ведутся в бремсберговом роле горизонта 250 метров в двух лавах. В южном крыле пласта работает 2-я южная лава, которая отрабатывается по сплошной системе разработке по восстанию пласта, 3-я северная лава отрабатывается по столбовой системе сверху в низ.

Мощность пласта L8 m =1,0 м, в кровле пласта залегает песчаник с коэффициентом крепости f=5.

Выемка угля в лавах производится комплексами 1МКД 90с комбайнами КА 90. Длина лавы на шахте принята L=200 м. Пласт опасен по газу и пыле. По данным шахты абсолютная метанообильность 2-й южной лавы Iоч.1=3,80 м3/мин. Метанообильность 3-й северной лавы Iоч.2=2,40 м3/мин., участка Iуч.2=3,0 м3/мин. во 2-й южной лаве в нише взрываются шпуры с зарядом B1=2,8 кг, в 3-й северной лаве пласт имеет прослоек породы mп. 1=0,06 м. Температура воздуха в лавах toл=26о, влажность _ л =75%.

В настоящее время комбайном КСП 32 проводится южный коренной откаточный штрек. Площадь сечения штрека S=12,8 м2. Метановыделение в забое Iзп=3,15 м3/мин, в тупиковой части штрека Iп=3,25 м3/мин. Температура воздуха в забое toп=23о, влажность – 88%. В забое работает ежесменно 6 человек. Длинна тупиковой части L=300 метров.

На горизонте расположены 3 камеры с обособленным проветриванием: склад ВМ W=1060м3, в зарядной камере гаража одновременно заряжаются 5 штук батарей типа 112 ТНЖШ 500. Прессовая установка имеет мощность привода N=160 кВт, а мощность трансформатора в камере Nтр=210 кВа.

2. Способ проветривания и схема вентиляции горизонта шахты

Так как шахта «Белицкая» опасная по метану, то для её проветривания принимаем всасывающий способ проветривания. Вентиляторная установка главного проветривания располагается на промплощадке шахты возле скипового ствола и соединяется с ним вентиляционным каналом.

При всасывающем способе проветривания давление воздуха в горных выработках меньше атмосферного. При аварийной остановке главного вентилятора давление воздуха в шахте будет увеличиваться, а выделение метана в выработки уменьшаться.

При нагнетательном способе проветривания давление воздуха в шахте больше, чем атмосферное. При остановке вентилятора давление воздуха в шахте уменьшается, а метановыделение, особенно из выработанного пространства, увеличивается.

Название схемы вентиляции шахты зависит от взаимного расположения воздухоподающего и воздухоотводящего стволов.

Согласно схеме вентиляции шахтное поле вскрыто двумя центрально – сдвоенными стволами. Свежий воздух в шахту поступает по клетевому стволу, а выходит из шахты по скиповому стволу. Такая схема проветривания называется центральной. Эта схема позволяет при меньших, чем при других схемах, капитальных затрат ввести шахту в эксплуатацию.

Достоинства схемы:

– концентрация всех поверхностных сооружений;

– наличие только одного главного вентилятора, поэтому облегчается надзор за ним и реверсирование вентиляционной струи в шахте при пожарах.

Недостатки: свежая и исходящая струи воздуха движутся параллельно одна другой, путь их движения большой, поэтому большие утечки воздуха и большая депрессия вентиляционной сети.

3. Расчёт расхода воздуха для проветривания лав и участков

Расход воздуха для проветривания лав рассчитывается по нескольким факторам:

– метановыделению в лаве;

– газам, образующимся при взрывных работах;

– количеству людей, работающих в лаве;

– пылевому фактору.

Окончательно принимается наибольший результат и проверяется по скорости воздуха в лаве согласно требованиям ПБ.

Расчёт расхода воздуха для проветривания 2-й южной лавы пласта L8.

Лава отрабатывается по сплошной системе.

Такой расчёт выполняется, если в лаве пласт имеет породный прослоек мощностью 0,05 м и более или выемка угля ведётся с присечкой боковых пород.

– в рассматриваемой лаве пласт имеет простое строение, поэтому этот расчёт не выполняется.

К дальнейшему расчёту для проветривания 2-й южной лавы принимаем наибольшее значение расхода воздуха по фактору метановыделению

Проверяем принятый расход воздуха по допустимой скорости воздушной струи в лаве

По ПБ скорость воздуха в лаве должна быть не более 4 м/с условие соблюдается. Определяем минимальную скорость воздуха в лаве.

При температуре воздуха в лаве toл=26оС и его влажности 75% минимальная скорость воздуха должна быть Vtmin=0,51–1,0 м/с 1, табл. 4.

Условие соблюдается.

Вывод: расчёт соответствует ПБ и окончательно для проветривания 2-й южной лавы принимает расход воздуха Qоч.1=587 м3/мин.

Расчёт расхода воздуха для проветривания 3-й северной лавы пласта L8.

Лава отрабатывается столбовой системой разработки.

– Расход воздуха по метановыделению

В 3-й северной лаве пласт имеет породный прослоек мощностью mп.2=0.06 м. Расчёт воздуха выполняем по формуле:

Для проветривания 3-й северной лавы предварительно принимаем расход воздуха по метановыделению.

Проверим принятый расход воздуха по допустимой скорости воздушной струи в очистных забоях по ПБ.

Выводы: расчётные максимальная и минимальная скорости воздуха при принятом расходе воздуха для лавы Qоч.2=495 м3/мин отвечают требованиям ПБ и окончательно для 3-й северной лавы принимаем расход воздуха Qоч.2=495 м3/мин.

Расчёт расхода воздуха для проветривания выемочного участка 2-й северной лавы.

Выемочный участок проветривается по возвратнопоточной системе с выдачей исходя щей струи из лавы на выработанное пространство типа 1-В-Н 4, с 100. Расход воздуха определяем по метановыделению на участке (Iуч) и проверяем по числу людей.

При схеме проветривания 1-В-Н необходимо проверить соблюдение соотношения.

Если условие соблюдается, то расход воздуха для участка по метановыделению определяется по формуле:

 Скачать реферат