 |
|
Определение потребного количества воздуха для проветривания рудника по нерадиационным факторам
ПРОВЕТРИВАНИЕ РУДНИКА НА МАКСИМАЛЬНУЮ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ (8-ой год эксплуатации)
Определение потребного количества воздуха для проветривания рудника по нерадиационным факторам
Количество воздуха для проветривания выработок рудника рассчитывается на полное развитие отработки запасов. Расчет производится из условия максимального использования находящегося на руднике бурового и погрузочно-доставочного оборудования, когда в очистной выемке кроме блоков, оснащенных высокопроизводительными буровыми каретками, задействованы блоки с маломощными рудными телами, запасы которых отрабатываются с использованием перфораторного бурения и погрузочно-доставочных машин Microscoop-100E.
Количество воздуха для проветривания выработок рудника рассчитывается по следующим факторам: по наибольшему числу людей, занятых
одновременно на подземных работах; по пыли при бурении и погрузке горной массы; по вредным компонентам выхлопных газов, выделяющихся при работе машин с двигателями внутреннего сгорания; по пыли и ядовитым газам, образующихся при производстве взрывных работ, по минимальной скорости движения воздуха.
1.По наибольшему числу людей, занятых одновременно на подземных работах:
, м3/мин (м3/с),
где:
N=131 чел – наибольшее число людей, занятых одновременно в максимальную смену;
G=6 м3/мин – необходимое количество воздуха на одного человека.
м3/мин (13,1 м3/с).
2. По пыли при бурении, погрузке и транспортировке горной массы:
,
где:
Fобщ – интенсивность пылевыделения производственного процесса горных работ, мг/с;
qвл=0,5 – коэффициент, учитывающий наличие орошения или промывки;
N=2 мг/м3 – допустимое содержание пыли в воздухе;
Nвх=0,2 мг/м3 – допустимая запыленность входящего воздуха.
а. Расчет потребного количества воздуха по условию разжижения и выноса пыли, образующейся при бурении шпуров и скважин:
, мг/с
где:
0,017 – коэффициент, учитывающий размерность входящих в формулу величин;
Vб – техническая скорость бурения шпуров и скважин, мм/мин;
dш – диаметр шпура или скважин, мм;
r – объемная масса руды и породы
D = 0,004¦ - коэффициент, учитывающий весовую долю тонкодисперсных (менее 10мк) фракций пыли по отношению ко всей пыли, образующейся при бурении пород различной крепости ¦ по шкале проф. М.М. Протодъяконова;
к1 – коэффициент, учитывающий влияние числа одновременно работающих машин. При числе машин 1, 2, 3 и 4 и расстоянии между машинами менее 3м к1 соответственно равен 1,0; 1,7; 2,3 и 2,7. При расстоянии между машинами более 3м к1 равен числу одновременно работающих машин.
к2 – коэффициент, учитывающий влияние направления бурения. Для горизонтальных шпуров к2=1,0, для восходящих к2=1,2 и для нисходящих к2=0,7;
к3 – коэффициент, учитывающий тип буровых машин.
к3 принимается равным:
для легких ручных перфораторов (18-25 кг) – 1,3;
для тяжелых ручных перфораторов (25-45 кг) – 1,0;
для легких колонковых перфораторов (45-60 кг) – 0,7;
для тяжелых колонковых перфораторов (более 60 кг) – 0,5;
для станков пневмоударного бурения – 0,25.
qв – коэффициент, численно равный расходу воды (л/мин) при нормализованном режиме бурения;
m¢ - весовая доля тонкодисперсной пыли, не смачиваемой при мокром бурении и поступающей в атмосферу:
m¢=0,03 - при бурении с осевой промывкой чистой водой;
m¢=0,02 - при бурении с боковой промывкой чистой водой.
Интенсивность пылевыделения группой однотипных механизмов:
ΣF=F.n.к, мг/с
где:
F – интенсивность пылевыделения, мг/с;
n – количество одновременно работающих единиц;
к – расчетный коэффициент одновременности для группы однотипных механизмов.
Расчетный коэффициент одновременности для группы однотипных механизмов:
где:
σ0 – коэффициент использования оборудования;
n – количество однотипных механизмов.
Интенсивность пылевыделения при бурении шпуров буровыми каретками типа «Boomer-104» (3 шт.), УБШ-228 (2 шт.):
мг/с
Общая интенсивность пылевыделения при бурении шпуров буровыми каретками типа «Boomer-104», УБШ-228:
ΣF=1,73×5×0,83=7,2 мг/с
Интенсивность пылевыделения при бурении шпуров буровыми каретками типа УБШ-214А (1 шт.) и УБШ-215 – 1 шт.:
мг/с
Общая интенсивность пылевыделения при бурении шпуров буровыми каретками типа УБШ-214А:
ΣF=0,46×2,0×0,91=0,8 мг/с
Интенсивность пылевыделения при бурении скважин эксплуатационной разведки буровым станком БП-100 (2 шт.):
мг/с
Интенсивность пылевыделения при бурении скважин эксплуатационной разведки буровым станком Diamec-262 (1 шт.):
мг/с
Общая интенсивность пылевыделения при бурении скважин буровыми станками БП-100 и Diamec-262:
ΣF=0,68×2×0,91+1,92×1×1=3,16 мг/с
Интенсивность пылевыделения при бурении шпуров телескопными перфораторами ПТ-36 (2 шт.) и ПТ-48 (1 шт.):
мг/с
Общая интенсивность пылевыделения при бурении шпуров телескопными перфораторами ПТ-36 и ПТ-48:
ΣF=7×3×0,93=19,4 мг/с
Интенсивность пылевыделения при бурении шпуров переносными перфораторами ПП-54ВБ2 (6 шт.):
мг/с
Общая интенсивность пылевыделения при бурении шпуров переносными перфораторами ПП-54ВБ2:
ΣF=6×6×0,82=29,5 мг/с
Интенсивность пылевыделения при бурении передовой скважины при проходке восстающего комбайном 2КВ (1 шт.):
мг/с
Общая интенсивность пылевыделения при бурении передовой скважины комбайном 2КВ:
ΣF=3,22×1×1=3,22 мг/с
Суммарная интенсивность пылевыделения при бурении шпуров и скважин:
Fобщ=ΣF=63,28 мг/с
Общая воздухопотребность при бурении шпуров и скважин:
м3/с
где:
Кв=1,43 – коэффициент, учитывающий требования ЕПБ при проветривании очистных забоев вентиляторами местного проветривания;
56,9 мг/с – суммарная интенсивность пылевыделения в выработках, проветриваемых вентиляторами местного проветривания по трубам;
3,2+3,3=6,5 мг/с – суммарная интенсивность пылевыделения в буровых камерах станков разведочного бурения и комплекса 2 КВ, расположенных в выработках со сквозной струей воздуха.
б. Расчет потребного количества воздуха по условию разжижения и выноса пыли, образующейся при погрузке горной массы в очистных, проходческих забоях и на пунктах погрузки вибропитателями:
, мг/с,
где:
F – интенсивность пылевыделения единицей оборудования;
Рсч – средняя часовая производительность погрузо-разгрузочных и доставочных работ, т/час;
Jп – удельное пылевыделение, г/т.
Интенсивность пылевыделения при погрузке горной массы ПДМ типа ПД-2Э (3 шт.) и TORO-151D (1 шт.):
, мг/с,
Общая интенсивность пылевыделения при погрузке горной массы ПДМ типа ПД-2Э и TORO-151D:
ΣF1=4,5×4×0,8=14,4 мг/с
Интенсивность пылевыделения при погрузке горной массы в очистных блоках ПДМ Microscoop-100Е (4 шт.):
мг/с,
Общая интенсивность пылевыделения при погрузке горной массы ПДМ Microscoop-100Е:
ΣF2=2,5×4×0,8=8,0 мг/с
Суммарная интенсивность пылевыделения при погрузке горной массы ПДМ:
Fобщ=ΣF1+ΣF2=22,4 мг/с
Интенсивность пылевыделения при погрузке горной массы погрузочной машиной ППН-3А и ППН-1С в вагонетки при проходке выработок (2 шт.):
мг/с,
ΣF3=5.6×2×0,83=9,3 мг/с
Интенсивность пылевыделения при погрузке горной массы в вагонетки вибропитателями (9 шт.):
мг/с,
Суммарная интенсивность пылевыделения при погрузке горной массы вибропитателями:
ΣF4=5,04.9×0,45=20,4 мг/с
Воздухопотребность при погрузке и доставке горной массы ПДМ на очистных и проходческих работах:
м3/с
31,7 мг/с – суммарная интенсивность пылевыделения в выработках, проветриваемых вентиляторами местного проветривания по трубам;
6,3 мг/с – суммарная интенсивность пылевыделения в доставочном штреке блока системы подэтажного магазинирования, проветриваемого сквозной струей воздуха при работе 2-х ПДМ типа ПД-2Е.
Воздухопотребность при погрузке горной массы вибропитателями:
Общая воздухопотребность при погрузке и доставке горной массы:
ΣQп=32,7 м3/с
3. По вредным компонентам выхлопных газов, выделяющихся при работе машин с двигателями внутреннего сгорания ПДМ типа TORO-151, N=95 л.с.(1 шт.) и 1ВОМА, N=78 л.с.(1 шт.):
м3/мин
где:
q=5 м3/мин – потребное количество воздуха в расчете на 1 л.с. номинальной мощности дизельного двигателя для разжижения выхлопных газов до санитарных норм;
NΣ – суммарная мощность двигателей одновременно работающих машин в горных выработках (работающих более 2-х часов в смену), л.с.;
Машины, эпизодически работающие в течение смены, в расчетах не участвуют.
кн=0,9 – коэффициент одновременности работы самоходного оборудования для 2-х машин;
м3/мин (16,0 м3/с)
Самоходное оборудование с дизельным приводом используется для проходки подэтажных выработок и на очистных работах в блоках.
Для свободного передвижения машин между подэтажным хозяйственным, вентиляционно-закладочным горизонтом и очистными блоками предусмотрены блоковые наклонные съезды, а на заправку топливом спускается по наклонному съезду к блоку вспомогательных камер.
4. По пыли и ядовитым газам, образующимся при производстве взрывных работ.
4.1. по пылевому фактору при взрывных работах:
, м3/с,
где:
W – объем проветриваемой выработки, м3;
t – время проветривания;
t=30 мин – время проветривания в очистных заходках системы горизонтальных слоев с твердеющей закладкой, нарезных выработках систем горизонтальных слоев с твердеющей закладкой и подэтажного магазинирования, проходческих забоев, откаточных ортов и штреков;
t= 120 мин – время проветривания выработок блока после взрывных работ при системе подэтажного магазинирования;
- диаметр выработки, м;
S – сечение выработки, м2;
L – длина проветриваемой выработки (слоевой заходки), м;
L1=10 м – максимальная длина удаления вентиляционного трубопровода от груди забоя;
Кут – коэффициент утечек в трубопроводе;
N0 – средняя начальная запыленность после взрывных работ, мг/м3
в штрекообразных выработках, проветриваемых по трубам при взрывании шпуровых зарядов:
, мг/м3
в буровых штреках и ортах, проветриваемых по трубам, блоков системы подэтажного магазинирования при взрывании скважинных зарядов:
,
где:
j=15,5 - коэффициент, зависящий от типа ВВ (для аммонита №6ЖВ);
g = 2,45 г/см3 – объемная масса;
=2,7 м – длина шпура;
а1 – средняя величина удельного расхода ВВ, кг/м3;
qс – коэффициент, учитывающий орошение стенок выработки перед взрывом (при орошении qс=1,5, без орошения qс=1,0);
q3 = 2,0 – коэффициент, учитывающий влияние гидрозабойки при взрыве (только на проходке выработок).
а. На очистных работах при системе горизонтальных слоев с твердеющей закладкой и на пластах при системе заходками по восстанию:
мг/м3
4,72 м3/с
б. На очистных работах при системе подэтажного магазинирования
мг/м3
=4,27 м3/с
в. На нарезных работах системы подэтажного магазинирования при проходке бурового штрека
мг/м3
= 6,31 м3/с
г. На нарезных работах системы горизонтальных слоев с твердеющей закладкой при проходке слоевого орта
мг/м3
=4,21 м3/с
д. На горноподготовительных работах при проходке откаточных ортов и штрека:
мг/м3
5,62 м3/с
е. На горноподготовительных работах при проходке подэтажного хозяйственного вентиляционно-закладочного штрека:
мг/м3
4,07 м3/с
Общая воздухопотребность рудника по пылевому фактору на взрывных работах с учетом количества одновременно взрываемых забоев:
Q=(6*4,72+1*4,27+1*6,3+1*4,21+2*5,62+1*4,07)*1,43=83,53 м3/с
4.2. По ядовитым газам, образующимся при производстве взрывных работ:
1).На очистных работах:
а. в заходках системы горизонтальных слоев с твердеющей закладкой и в заходках при отработке пластообразных рудных залежей
м3/с,
где:
W – объем проветриваемой выработки, м3;
t=30 мин. – время проветривания;
- диаметр выработки, м;
S – сечение выработки, м2;
L – длина проветриваемой выработки (слоевой заходки), м;
Кут – коэффициент утечек в трубопроводе;
A – количество одновременно взрываемого ВВ, кг.
4,4 м3/с (5 блоков)
2,07 м3/с (1 блок)
б. в блоках системы подэтажного магазинирования:
отбойка руды на подэтаже:
, м3/с,
где:
W=3070 м3 –максимальный проветриваемый объем (от забоя до штрека вентиляционного горизонта);
t=120 мин. – время проветривания;
Ау – условный заряд, кг.
Ау=А1+А2, кг,
А1=340 – фактический заряд ВВ, взрываемый за один раз, кг;
A2 – условный заряд, соответствующий газовыделению из отбитой руды, кг.
кг,
где:
Pc = 148,5 т – суточное количество выпускаемой руды;
Wсв = 0,3 – свободный объем (объем пустот) в 1м3 отбитой руды м3/м3;
γр = 1,61 – объемная масса разрыхленной руды, т/м3;
tв = 416 мин – время выпуска руды;
ba = 0,04 – общее газовыделение 1кг ВВ, м3/кг.
, кг,
Ау=340+538,8=878,8, кг,
м3/с
проходка бурового подэтажного штрека на момент завершения работ:
4,0 м3/с
2). проходка откаточного орта:
м3/с
3).проходка подэтажного хозяйственного вентиляционно-закладочного штрека:
м3/с
4).проходка слоевого орта при системе разработки горизонтальными слоями с твердеющей закладкой:
м3/с
Общая воздухопотребность рудника по фактору разжижения ядовитых газов с учетом количества одновременно взрываемых забоев:
Q=(5х4,4+1х2,07+1х9,2+1х4,0+1х4,7+1х3,6+2х3,34)х1,43=74,7 м3/с
5).Расчет расхода воздуха по минимально допустимой скорости движения воздушной струи.
Qобщ=[ 
]×1,2 м3/с
– количество очистных заходок с учетом незаложенных, в блоках системы горизонтальных слоев с твердеющей закладкой и блока с отработкой заходками по восстанию пластообразных рудных залежей;
– количество нарезных забоев в блоках системы горизонтальных слоев с твердеющей закладкой;
и 
– то же для блоков системы подэтажного магазинирования;
, 
– соответственно количество проходческих забоев откаточных выработок (орты, штреки) и выработок проходимых с применением ПДМ на горизонте подэтажного хозяйственного, вентиляционно-закладочного штрека;
– количество доставочных штреков днищ блоков подэтажного магазинирования, находящихся в выпуске руды;
– количество сопряжений (околоствольных дворов) ствола 14РЭШ на эксплуатационных горизонтах, проветриваемых свежей струей воздуха;
– количество обгонных выработок околоствольных дворов стволов 14РЭШ, на эксплуатационных горизонтах, проветриваемых свежей струей воздуха;
nвент –количество выработок закладочного комплекса на вентиляционном горизонте, проветриваемых свежей струей воздуха;
V14В, S14В – минимальная скорость движения воздуха и площадь поперечного сечения в свету ствола 14В;
W – общий объем в свету камерных выработок служебного назначения, камер ЦПП, камерных выработок водоотливного комплекса, проветриваемых обособленной струей свежего воздуха;
n/3600 – кратность обмена воздуха в камерных выработках в час;
V (м/с), S (м2) – минимальная скорость движения воздуха в выработке и соответствующая ей площадь поперечного сечения в свету.
Qобщ=[ 
]×1,2=89,6 м3/с
Результаты расчета воздухопотребности рудника по нерадиационным факторам приведены в табл. 1.1, а по превалирующему фактору в табл. 1.2.
Таблица 1.1
ВОЗДУХОПОТРЕБНОСТЬ РУДНИКА ПО НЕРАДИАЦИОННЫМ ФАКТОРАМ
(с учетом утечек свежего воздуха К=1,2)
| №№ | Наименование фактора проветривания | Воздухопотребность по фактору, м3/с |
| 1. | по числу людей | 15,8 |
| 2. | по газам при взрывных работах | 89,7 |
| 3. | по пыли при взрывных работах | 100,2 |
| 4. | по пыли при бурении шпуров и скважин | 24,4 |
| 5. | по пыли при погрузке и доставке горной массы | 32,4 |
| 6. | по газам дизельных двигателей | 19,2 |
| 7. | по скорости движения струи | 89,6 |
Таблица 1.2
РАСЧЕТ ВОЗДУХОПОТРЕБНОСТИ РУДНИКА ИЗ УСЛОВИЯ ПРОВЕТРИВАНИЯ УЧАСТКОВ ГОРНЫХ РАБОТ ПО ПРЕВАЛИРУЮЩЕМУ ФАКТОРУ*
| Наименование проветриваемых горных выработок | Воздухопотребность горных выработок и очистных блоков по факторам проветривания, м3/с | ||||||
| по пыли от взрывных работ | по газам от взрывных работ | по газам от работы дизельных двигателей | по пыли | по скорости движения струи | воздухопотребность по превалирующему фактору | ||
| при бурении | при погрузке | ||||||
| Очистные блоки системы горизонтальных слоев с твердеющей закладкой и заходки по восстанию | 28,3 | 24,1 | - | 13,2 | 32,8 | 32,8 | |
| Очистные блоки системы подэтажного магазинирования | 4,3 | 9,2 | - | 0,9 | 1,3 | 1,5 | 9,2 |
| Слоевые орты системы горизонтальных слоев с твердеющей закладкой в процессе проходки (нарезные работы) | 4,2 | 3,4 | - | 2,1 | 2,2 | 1,5 | 4,2 |
| Буровые штреки в блоках системы подэтажного магазинирования в процессе проходки (нарезные работы) | 6,3 | 4,0 | - | 2,1 | 1,3 | 1,3 | 6,3 |
| Подэтажные хозяйственные вентиляционно-закладочные штреки, блоковые наклонные съезды в процессе проходки и эксплуатации | 4,1 | 3,6 | 16,0 | 0,5 | 1,2 | 1,3 | 16,0 |
| Откаточные квершлаги, штреки и орты в процессе проходки | 11,4 | 9,4 | - | 0,3 | 2,6 | 2,4 | 11,4 |
| Восстающие выработки, проходимые комплексом 2КВ | - | - | - | 0,9 | 1,4 | - | 1,4 |
| Погрузка и доставка при массовом выпуске руды из блоков подэтажного магазинирования (ПД-2Е - 2 шт.) | - | - | - | - | - | 1,1 | 1,1 |
| Камерные выработки с обособленным проветриванием | - | - | - | - | - | 10,7 | 10,7 |
| Итого воздухопотребность выработок рудника по нерадиационному фактору в период максимального развития работ | 93,1 | ||||||
| Всего с учетом коэффициента, учитывающего утечки воздуха К=1,2 |
Воздухопотребность пунктов погрузки горной массы вибропитателями, расположенных в выработках со сквозной струей свежего воздуха при определении общей воздухопотребности рудника не учитывалась.
*Количество
| |
|
| |||
| | |||