III. ВЕНТИЛЯЦИЯ
ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК
3.1. Общие сведения.
Проект проходческой вентиляции разработан на основании исходных
данных по производству строительно- монтажных работ и предусматривает проветривание
выработок на всех этапах строительства тоннеля.
В начальный период проходки во всех забоях проветривание
осуществляется свободной струей, омывающей призабойное пространство. Из-за небольшой длины выработки, отработанный
воздух выдавливается на поверхность через портал тоннеля.
В дальнейшем, для забоя с Южного портала принимаем
приточно-вытяжной способ проветривания.
Приток осуществляем вентилятором
СВМ-12 главной вентиляционной установки ПР1 с помощью металлических и гибких
воздуховодов. Воздуховоды приняты
жесткие, коробчатой формы из листовой стали толщиной 2 мм. Применение воздуховодов такой формы
обусловлено тем, что при движении передвижной опалубки данный воздуховод
коробчатой формы не будет мешать производству работ по бетонированию верхней
части тоннеля. Для обеспечения
воздухоплотности соединение воздуховодов выполняются на фланцах (устанавливаемых
через 6м.) с резиновыми уплотнителями.
Работу вентсистем обеспечивают вентустановки (напр. ПР1),
установленные на порталах тоннеля и штольни, независимые одна от другой.
В призабойной зоне тоннеля с южной
стороны установлены вентиляторы- побудители СВМ-6 (два на забой), работающие
(30 мин) в режиме отсоса после производства взрыва и способствующие удалению
взрывных газов из призабойной зоны. В
нормальном режиме работы главной вентиляционной установки ПР1 (на приток)
вентиляторы-побудители СВМ-6 не работают.
Расчет количества свежего воздуха на забой, необходимого для
проветривания выработок, рассчитан по следующим параметрам:
- обеспечение свежим
воздухом работающих в количестве 6м
/мин. на человека;
- обеспечение
минимально-допустимой скорости движения воздуха по выработке, равной 0.1 м/с;
- разбавление газов
после взрывных работ до предельно-допустимых концентраций;
- удаление газов после
взрыва;
- разбавление выхлопных
газов от двигателей автосамосвалов до предельно- допустимых концентраций;
- разбавление газов от
сварочных работ до предельно- допустимых концентраций.
3.2. Расчет системы вентиляции тоннеля.
Вентиляция забоя тоннеля с Южного
портала. Исходные данные:
количество забоев - 1;
количество работающих людей - 14;
площадь забоя - 111 м2;
способ проходки - буро-взрывной;
количество ВВ на одну заходку- 103,5
кг;
сварочные работы - 1.7 кг/час
электродов на один пост; постов-2.
1 .Необходимое количество воздуха для
вытяжки после взрыва.
Q= 
= 4,8 м/сек., где
t - время вытяжки после взрыва, принимаем равным 30 мин.;
В - количество взрываемого ВВ, кг;
I
- газоносность ВВ,
л/кг;
S - площадь поперечного сечения выработки, м2.
Необходимое количество воздуха для работающих людей:
Q= q ´ n = 6´14=84 м/мин= 1.4 м3/сек.; где:
необходимое количество воздуха для
одного работающего, равное 6 м^/мин.;
n - количество работающих.
Необходимое количество воздуха для
обеспечения минимально допустимой скорости движения воздуха по выработке:
Q=V ´
S= 0.1´ 69= 6,9 м/сек, где
V - минимально- допустимая скорость
движения воздуха по выработке, равная 0.1 м/сек.
Необходимое количество воздуха для
разбавления сварочных аэрозолей до предельно- допустимых концентраций:
Q= 
= 2,4 м/сек, где
а - минимальное количество воздуха, подаваемого на 1 кг
отработанных электродов, равное 2500 м; (Кирин «Рудничная
аэрология» стр.184);
b -
масса электродов, расходуемых за 1 час сварки, кг;
N - число сварочных постов.
Общее количество воздуха для
вентиляции выработок после взрыва принимаем по наибольшим из рассчитанных
величин, т.е. 11,1 м/с.
Производительность вентустановки в
режиме реверса составит:
Q
= 
= 
= 17,3 м/с
Потери напора на участке
Н= R
Q
= 0,79´ (
)= 160кг/м2
Необходимое количество воздуха для
разбавления условной окиси углерода СО, выделяющейся при работе дизельного
двигателя автосамосвала МОАЗ-64011:
Q=
k
k
; м/с , где
k - поправочный
коэффициент, учитывающий неравномерность распределения концентрации
отработавших газов по сечению тоннельной выработки. Численное значение
коэффициента k
= 1,3 ¸1,7 (для
выработки до 800 м k=1,6);
k
- коэффициент,
учитывающий уменьшение концентрации отработавших газов дизельных машин по длине
транспортной выработки за счет поглощения окислов азота, акролеина и дымов
мокрыми стенами тоннеля и водой по подошве тоннеля (k=0,75 - стены
и подошва тоннеля частично увлажнены);
m - количество одновременно находящихся
в призабойной зоне машин, шт.;
L - длина
тоннельной выработки, м;
V - средняя
скорость движения груженых и порожних машин (V=5км/час= = 1,4 м/с);
qог, qоп - интенсивность газовыделений отработавших
газов на выхлопе груженых и порожних машин,
м/с;
Сог, Соп - начальная (приведенная к окиси углерода)
концентрация отработавших газов из выхлопной трубы соответственно для груженых
и порожних машин, м/м3;
С
доп -
предельно- допустимая концентрация отработавших газов в атмосфере транспортной
выработки, приведенная к окиси углерода,
(Сдоп=
1,6´10
м/м)
q
c= 
= 
= 11,1´10 м/с
t - средняя
интенсивность движения транспорта, сек.
t= 
= 
= 
= 1620 сек, где
tобв -
время, отведенное на вывозку породы;
Vв - объем
взорванной породы;
Vк - объем
ковша автосамосвала;
Sв -
площадь поперечного сечения выработки;
l - длина заходки;
kр - коэффициент разрыхления породы.
Qз= 1,6´0,75´
= 19,4 м/с,
причем по условиям вентиляции на
участке возможна работа не более одного автосамосвала.
Подбор главной вентиляционной
установки.
Сопротивление металлического
воздуховода определяем по формуле:
Rтр= 
= 
= 0,79 , где
а - коэффициент аэродинамического
сопротивления, принимаем по табл.
(Кирин, стр.119)
Коэффициент доставки на максимальном
участке:
h= 
= 
= 0,64, где
m - длина звена воздуховода = 6м;
L - длина участка (м);
d - приведенный диаметр воздуховода;
R - сопротивление воздуха;
к - коэффициент
удельной стыковой воздухонепроницаемости равный 0,0025 (при удовлетворительной
сборке).
Производительность главной
вентиляционной установки:
Qв=
= 30,3
м/с,
Потери напора на участке:
Н= RmрQср=
0,79´
= 490 кг/м2
Принимаем к
установке на стройплощадке Южного портала вентилятор СВМ-12 производительностью
30,3 м/с, давлением 490 кг/м2 с электродвигателем
мощностью 110 кВт.
Технические
характеристики СВМ-12:
- частота вращения колеса, мин
1470
- подача в рабочую зону, м/мин 600 -
1920 =
10 – 32 м/сек
- мах КПД
0,82
- масса, кг 2000
-
длина проветр. двух вент. последовательно 1600 м.
Характеристика
вентиляционного оборудования.
Обозна-
чение
системы
|
Кол. сис-
тем
|
Наименование обслуживаемо-
го помещения
|
Тип установки
|
Вентилятор
|
Электродвигатель
|
Прим.
|
|
Тип, исполне-ние
по взрывозащите
|
№
|
Положение
|
L,
м/час
|
Р,Па
(кгс/
м)
|
n,
об/ мин
|
Тип, исполнение по взрывозащите
|
N,
кВт
|
п,
об/ мин
|
|
ПР1
|
1
|
Забой Южного участка
тоннеля
|
ВЦП-16
|
|
16
|
поворот лопаток
30°
|
109080
|
490
|
1480
|
АО-114-12/8/6/4
|
200
|
1500/1 000/75 0/500
|
с реверс. устр-ом
|
ПР2
|
1
|
Забой Северного
участка тоннеля
|
ВЦП-16
|
|
16
|
поворот лопаток
50°
|
99000
|
307
|
1480
|
АО-114-12/8/6/4
|
120
|
1500/1 000/75 0/500
|
с реверс. устр-ом
|
П1
|
2
|
Призабоиная зона
южного участка тоннеля
|
ВМ-5М
|
РВ
|
5
|
-
|
13680
|
260
|
|
ВАОМ-52-2
|
13
|
2940
|
|
П2
|
1
|
Забой штольни
|
ВМ-5М
|
РВ
|
5
|
-
|
13680
|
260
|
|
ВАОМ-52-2
|
13
|
2940
|
|