НПАОП 10.0-7.08-93 Керівництво щодо проектування вентиляції вугільних шахт

3

Qз. n= 2,25/ T *√ VввŚ 2l2 n k обв / k2 m . mp (5.3)

гдеVвв — объем вредных газов, образующихся после взрыва­ния, л;

Vвв = 100 Вуг+ 40 Впор (5.4)

Вуг, Впор— масса одновременно взрываемых ВВ по углю

и породе соответственно, кг; если взрывание по углю и породе

производится раздельно (в несколько приемов), то при расчете

Qз. nпринимается максимальное значениеVвв;

Т — время проветривания выработки после взрывания, мин; принимается согласно ПБ;

Ś— средняя площадь поперечного сечения выработки в свету при переменном сечении, м2;

Ś =(S1l1+ S2l2+ … + Sn ln ) / (l1+l2+…+l n),(5.5)

S 1 S 2…Sn — площади поперечных сечений отдельных

участков выработки (ствола), м2;

l 1+l 2…ln — длина этих участков, м;

l n — длина тупиковой части выработки (ствола), м; для горизонтальных и наклонных тупиковых выработок длиной 500 м и более вместоln подставляется критическая длина

l nкр, равная 500 м. Для стволов l nкропределяется по формуле

l nкр= (12,5V ввkт.сkс 1) /Ś (5.6)

k o бв— коэффициент, учитывающий обводненность тупиковой выработки (ствола); принимается по табл. 5.1;

60 Sv min ;

kт.с — коэффициент турбулентной диффузии полной сво­бодной струи; определяется по табл. 5.2 в зависимости от величины Lз.mp/ dmp.n ;

dmp.n — приведенный диаметр трубопровода, м; при рас­положении трубопровода в углу тупиковой выработки равен

2 dmp, а при расположении у стенки выработки или у стенки ствола посредине высоты или ширины выработки равен 1,5 dmp.

При использовании в стволах двух параллельных трубопро­водов d mp.n = 1,5 ( d mp.1+ d mp.2);

kс1 — коэффициент, учитывающий совместное влияние обводненности и глубины ствола, а также температуры пород в стволе на процесс разбавления вредных газов; определяется по формуле

kс 1 = [0,88 kc 2/ ((√ Hc) + tn- t) ]+ 0,04;(5.7)

1 V^c + ^-%

где Нс— глубина ствола от поверхности до расчетного пун­кта, м;

kc2— коэффициент, учитывающий влияние обводненности ствола; зависит от притока воды и равен:

tn — естественная температура пород на глубинеHс, °С;

принимается по данным геологоразведки, а при их отсутствии рассчитывается по Единой методике прогнозирования темпе­ратурных условий в угольных шахтах;

t — среднемесячная температура атмосферного воздуха для июля, °С; принимается по данным, приведенным в Единой методике прогнозирования температурных условий в угольных шахтах.

Таблица 5.1

Значения коэффициента обводненности koбв

Таблица 5.2

Значения коэффициента турбулентной диффузии свободной струи

Расчет расхода воздуха по числу людей производится по формуле

Qз. n=6 n чел.з.п (5.8)

где vn min— наибольшее число людей, одновременно рабо­тающих в призабойном пространстве тупиковой выработки (ствола), чел.

Расход воздуха по минимальной скорости в выработке рассчитывается по формуле

Qз. n=60v nmin S (5.9)

где v nmin— минимально допустимая согласно ПБ скорость воздуха в тупиковой выработке (стволе), м/с.

Расход воздуха по минимальной скорости в призабойном пространстве тупиковой выработки в зависимости от темпе­ратуры определяется по формуле

Qз. n=20v зmin S (5.10)

где v nmin— минимально допустимая согласно ПБ скорость воздуха в призабойном пространстве выработки в зависимости от температуры, м/с.

5.2.3. Расчет расхода воздуха для проветривания всей тупиковой выработки

Расход воздуха для проветривания всей тупиковой выра­ботки по газовыделению Qn (м3/мин) при любых способах ее проведения определяется по формуле

Qn = (100 In k н.n)/(С –С)(5.11)

In где /и — метановыделение (выделение углекислого газа) в

тупиковой выработке, м 3 /мин; метановыделение определяется согласно пункту 3.1.4, а выделение углекислого газа — раз­делу 4;

kн.n — коэффициент неравномерности газовыделения в

тупиковой выработке; принимается равным 1,0, а в условиях Днепровского буроугольного бассейна — 2,4 для выработок, проводимых в угольном массиве,и 3,3для выработок, прово­димых вприсечку к выработанному пространству.

При расчете Qn по углекислому газу значение Сприни­мается равным концентрации углекислого газа в атмосферном воздухе на поверхности шахты.

Расход воздуха для проветривания тупиковой выработки по числу людей определяется по формуле(5.8), в которую вместо n чел.з.пподставляется наибольшее число людей, одно­временно работающих в выработке.

При проведении параллельных выработок, основная часть которых проветривается за счет общешахтной депрессии, а тупиковая — вентиляторами местного проветривания (ВМП), расчет расхода воздуха для тупиковой части выработок про­изводится согласно пункту 5.2.1, а расход воздуха в месте

установки ВМП (Qвс , м3/мин) должен удовлетворять условиям формул (5.36) или (5.37) и(5.12)

Qвс ≥(100 І пар )/ (0,5 –C )(5.12)

гдеІ пар— выделение метана в параллельной выработке от ее

устья до места установки ВМП, м3/мин; определяется по формуле (3.2), в которойkm рассчитывается как разность между его значениями для всей выработки (от устья до забоя) и участка выработки от места установки ВМП до забоя.

Расход воздуха, который необходимо подавать в устье параллельных выработок, рассчитывается по формуле (5.13) и должен удовлетворять условию формулы (5.14)

Qy.nap = Qв c (l + 0,025 nn)(5.13)

Q y.nap≥(100 І п.пар)/ (С-С ) (5.14)

гдеQв c— расход воздуха в месте установки ВМП, м3/мин;

пп— число перемычек от устья параллельных выработок до места установки вентиляторов;

І пар— метановыделение в параллельные выработки,

м3/мин; определяется согласно пункту 3.1.4.

Расчет расхода воздуха для проветривания тупиковых вы­работок, проводимых широким ходом, определяется аналогично расчету его для выемочных участков. При этом, определяя относительное метановыделение из сближенных пластов, зна­чение вынимаемой мощности пласта в формуле (3.50) прини­мается равным

т' в.пр=тв.пр[ ( 0,02 l закл –k н.з) (1- k ус)+k ус ](5.15)

где l закл — расстояние от забоя до закладочного массива, м; принимается согласно паспорту крепления и управления кровлей;

k н.з— коэффициент, учитывающий неполноту закладки;

принимается для гидравлической закладки 0,05, а пневмати­ческой — 0,1;

k ec— коэффициент усадки; определяетсяпо фактическим

данным, при отсутствии таких данных принимается для гид­равлической закладки равным 0,2, а пневматической — 0,3.

В формуле (3.48) для условий надработки пологих и на­клонных пластов Мр= 30 м.

При ведении сварочных работ в стволах расход воздуха по выделению вредных веществ рассчитывается по формуле

Qз.п=(2,1k н.с М св.п Рэ п пос )/Nсв С п(5.16)

где k н.с — коэффициент, учитывающий неравномерность вы­полнения сварочных работ; принимается равным 1,1-1,2;

М св.п — масса сварочной пыли и газов, образующихся

при расходе 1 кг электродов в пересчете на условную окись марганца, г/кг; принимается по табл. 5.3 в зависимости от типа и марки электрода;

п пос— число сварочных постов, действующих в выработке одновременно;

Рэ— расход электродов на сварку 1 метра шва, кг/м;

N cв — норма времени на 10 метров сварочного шва, ч/м;

принимаетсяNсв - 3,4 ч/м;

С п — предельно допустимая концентрация пыли окислов

марганца, мг/м3; принимается С п = 0,3 мг/м3.

Таблица 5.3

Вредные вещества, образующиеся при ведении сварочных работ, в пересчете на условную окись марганца

Расход воздуха для проветривания зумпфа определяется по формуле (8.8), в которую вместоVKподставляется объем

зумпфа (V 3, м3).

5.3. Выбор средств проветривания тупиковых выработок

5.3.1. При проходке и углубке стволов для вентиляцион­ного трубопровода должны применяться жесткие трубы. На участке от проходческого полка до забоя допускается приме­нение гибких труб.

Основным типом вентиляционных труб, применяемых при проходке стволов, являются стальные диаметром 0,5-1,2 м и длиной звена от 3 до 4,2 м.

Выбирается диаметр трубопровода с учетом глубины и площади поперечного сечения ствола, расхода воздуха и рас­положения проходческого оборудования.

При глубине стволов до 800 м для уплотнения стыков допускается применение промасленного картона или пенько­вого каната. При глубине стволов больше 300 м и при ско­ростных темпах проходки независимо от глубины ствола для уплотнения стыков должны применяться резиновые прокладки.

При проходке стволов-скважин бурением следует приме­нять для проветривания бурильные трубы. Они имеют внут­ренний диаметр 0,15 м, а длину 6 и 12 м. Резьбовое соединение обеспечивает максимальное уплотнение трубопровода, благо­даря чему утечек воздуха почти нет.

5.3.2. При проведении горизонтальных и наклонных вы­работок для вентиляционных трубопроводов в зависимости от способа проветривания могут применяться как жесткие, так и гибкие вентиляционные трубы.

При нагнетательном способе проветривания, как правило, применяются гибкие вентиляционные трубы, а при всасыва­ющем — жесткие. Диаметр трубопровода выбирается в зави­симости от его длины и расхода воздуха на выходе из трубо­проводаQ mp, если воздух подается в призабойное пространство по одному трубопроводу, расчетный расход воздуха для про­ветривания призабойного пространства, равенQ mp, =Qз.п.

Ориентировочно диаметр гибких труб типов 1А и 1Б можно принимать согласно табл. 5.4 или табл. 5.10.

Для уменьшения коэффициента утечек воздуха и аэро­динамического сопротивления гибких трубопроводов следует применять комбинированный вентиляционный трубопровод из гибких труб типов 1А и 1Б и введенного внутрь их полиэти­ленового рукава и конечного участка трубопровода без поли­этиленового рукава. Комбинированный трубопровод рекомен­дуется применять при диаметре труб 0,6 м и более и длине трубопровода более 400 м. Длина конечного участка без по­лиэтиленового рукава составляет 150-200 м. Комбинированный трубопровод допускается применять только со специальным пускорегулирующим устройством.

5.3.3. Коэффициент утечек воздуха для гибких вентиля­ционных трубопроводов из труб типа 1А и 1Б диаметром 0,6-1,0 м принимается согласно табл.5.4 в зависимости от длины трубопровода и расхода воздуха в конце его, а для трубопроводов диаметром 0,5 м и менее определяется по фор­муле

k ут.тр= 1 + 1,78 • 10 -6d 2трl2 тр Qз.п(5,17)

гдеd mp— диаметр трубопровода, м;

1тр— длина трубопровода, м.

Для новых типов труб, а также при длине звена более 20 м значения коэффициента утечек воздуха принимаются по рекомендациям МакНИИ. Коэффициент утечек воздуха для жестких вентиляционных труб определяется по формуле

k ут.тр= (1/3k ут.трd mp (1тр/ дзв)(√R тр.ж ) + 1) 2 (5.18)

гдеk ут.тр— коэффициент удельной стыковой воздухопрони­цаемости при фланцевом соединении трубопровода; принима­ется по табл. 5.5;

1зв — длина звена трубопровода, м;

R трж— аэродинамическое сопротивление жесткого тру­бопровода без утечек воздуха, к/г; определяется по формуле

(5.23).

Таблица 5.4

Значения коэффициента утечек воздуха для гибких

вентиляционных трубопроводов из труб типа

1А и 1Б при длине звена 20 м