Главная База знаний "Allbest" Геология, гидрология и геодезия Выбор схемы, расчет проветривания выемочного участка и проводимой подготовительной выработки

Выбор схемы, расчет проветривания выемочного участка и проводимой подготовительной выработки

Метановыделение в выработки выемочного участка. Расход воздуха для проветривания выработок выемочного участка с применением мероприятий по дегазации. Подача и давление вентилятора местного проветривания. Расчет депрессии выработок выемочного участка.

Рубрика	Геология, гидрология и геодезия
Вид	курсовая работа
Язык	русский
Дата добавления	30.09.2012
Размер файла	132,5 K

посмотреть текст работы

скачать работу можно здесь

полная информация о работе

весь список подобных работ

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://allbest.ru/

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова

Курсовой проект

По дисциплине: Вентиляция шахт

Тема: Выбор схемы, расчет проветривания выемочного участка и проводимой подготовительной выработки

Автор: студент Чепик О.А.

Руководитель работы: доцент Павлов И.А

Санкт-Петербург. 2010 год

Аннотация

В данном курсовом проекте произведен расчет схемы проветривания выемочного участка для условий Печорского бассейна. Представлен расчет метановыделения и потребного количества воздуха для проветривания выемочного участка, а также для проводимой подготовительной выработки. Для данной схемы рассчитана депрессия выработок выемочного участка.

Содержание

1. Исходные данные

2. Анализ исходных данных и выбор схемы проветривания выемочного участка

3. Прогноз метанообильности выработок выемочного участка

3.1 Природная и остаточная метаноносность

3.2 Метановыделение из разрабатываемого пласта на выемочном участке

3.3 Метановыделение из вмещающих пород

3.4 Метановыделение в выработки выемочного участка

4. Расход воздуха для проветривания выработок выемочного участка

4.1 Расход воздуха для проветривания очистных выработок
5. Расход воздуха для проветривания выработок выемочного участка с применением мероприятий по дегазации
5.1 Расход воздуха для проветривания очистных выработок с применением мероприятий по дегазации
5.2 Расход воздуха на выемочном участке
6. Метановыделение при проведении подготовительной одиночной выработки
7. Расход воздуха и средства для проветривания проводимой подготовительной выработки
7.1 Расход воздуха в призабойном пространстве тупиковой выработки
7.2 Расход воздуха для проветривания тупиковой части выработки
7.3 Подача и давление вентилятора местного проветривания
7.4 Расход воздуха в месте установки ВМП
8. Расчет депрессии выработок выемочного участка
Заключение
Список используемой литературы

1. Исходные данные

Таблица 1

№

Показатели

Усл. обозн.

Числ. знач.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13 Угольный бассейн

Мощность пласта, м

Плотность угля в массиве, т/м³

Угол падения пласта, град.

Средневзвешенный коэффициент крепости пород кровли

Глубина горных работ, м

Природная метаноносность пласта, м³/т

Выход летучих веществ из угля, %

Метановыделение из подрабатываемых пластов спутников, м³/т

Метановыделение из надрабатываемых пластов спутников, м³/т

Суточная нагрузка на лаву, т

Проектная длина выемочного участка, м

Проектная длина проводимой подготовительной выработки, м

Длина лавы, м

BS

M

Y

а_пл

f

H

x

V_г

q_сп.п

q_сп.н

A_оч

L_ву

L

L_л

2 3,2

1,3

8

6

900

20

31

3

4 3500

2300

230

2. Анализ исходных данных и выбор схемы проветривания выемочного участка

При рациональном выборе схемы проветривания участка (шахты) нужно руководствоваться следующими требованиями:

1) максимальное упрощение вентиляционной сети;

2) сведения к минимуму числа диагоналей, пересечений воздушных струй, дополнительных выработок между свежей и исходящей струями и вентиляционных устройств;

3) обособленное проветривание главных наклонных выработок, оборудованных ленточными конвейерами, или использование их для отвода исходящих вентиляционных струй (направление движение воздуха в этих выработках при разности высотных отметок более 10 м должно быть восходящим)

Наиболее рациональной считается фланговая схема проветривания шахты, особенно при больших размерах шахтных полей по простиранию и при разработке газоносных или склонных к самовозгоранию угольных пластов.

На газовых шахтах, а также при большой глубине шахты, как правило, применяют всасывающий способ проветривания. Нагнетательный способ проветривания целесообразен при незначительной глубине разработки и наличия аэродинамической связи горных выработок и выработанных пространств с поверхностью и преимущественно на шахтах не газовых.

Характеристика схемы проветривания:

Таблица 2

Тип	Подтип	Класс	Подкласс	Вид	ПС	НАЗ	k_с1	k_с2	k_в.п
3	В	Н	НИСХ	ПТ	1	ВП+ТР	-1	-1	0-1

Примечание:

3 - полностью обособленное разбавление вредностей по источникам их поступления

В - направление выдачи исходящей из лавы струи воздуха на выработанное пространство

Н - независимое проветривание очистных выработок на выемочном участке

НИСХ- нисходящее направление движения воздуха по очистному забою

ПТ - прямоточное направление движения воздуха по очистному забою

ПС - одна подсвежающая струя

НАЗ - назначение подсвежающих струй (разбавление газа, выделяющегося из выработанного пространства ВП и выделяющегося из транспортируемого вне лавы угля)

k_с1 - коэффициент, учитывающие дренирующее влияние оконтуривающих выработок со стороны поступающей в лаву струи воздуха

k_с2 - коэффициент, учитывающие дренирующее влияние оконтуривающих выработок со стороны исходящей струи воздуха

k_в.п - коэффициент, учитывающий поступление газа из выработанного пространства в призабойное

Технические данные:

Бесцеликовая выемка длинными столбами по простиранию механизированным комплексом типа КМ142. В состав комплекса входит узкозахватный комбайн РКУ25, механизированная крепь М142 и скребковый конвейер типа СП-301. Транспортирование угля по штреку осуществляется конвейером 2Л100У.

3. Прогноз метанообильности выработок выемочного участка

3.1 Природная и остаточная метаноносность

Природная метаноносность пласта дана в исходных данных и составляет Х = 20 м³/т. Остаточная метаноносность определяется по формуле:

, м³/т

W - пластовая влажность, %. Для Печорского бассейна W=5%

A_з - зольность угля, %. Для Печорского бассейна A_з =10%.

x_ог - остаточная метаноносность в расчете на сухую беззольную массу

x_ог = 4,4 м³/т (таблица 4[1])

м³/т

3.2 Метановыделение из разрабатываемого пласта на выемочном участке

Относительное метановыделение из разрабатываемого пласта на выемочном участке определяется по формуле:

q_пл = q_о.п + q_о.л + q_т.л + q_т.у + q_э.п ,

где: q_о.п - метановыделение с поверхности очистного забоя, м³/т; q_о.л, q_т.л и q_т.у - метановыделение из отбитого угля, временно оставленного в лаве, транспортируемого по лаве и по выработкам участка за пределами лавы соответственно, м³/т; q_п - метановыделение из подготовительной выработки, проводимой на выемочном участке, м³/т.

Метановыделение с поверхности очистного забоя:

q_о.п = k_пл х (1 - k_д.е),

где: k_пл и k_д.е - коэффициенты, учитывающие соответственно дегазирующее влияние оконтуривающих выработок и естественную дегазацию обнаженной поверхности пласта.

k_пл = ; k_д.е = 1 - k/еⁿ;

b_зд - ширина условного пояса газового дренирования пласта, м (из табл. 8 [1]) b_зд1= 14 м,

b_зд2= 14 м при Т_ок1 200 дней (монтаж и подготовка лавы) и V^г=31 k_с1и k_с2 - коэффициенты, учитывающие дренирующее влияние оконтуривающих выработок соответственно со стороны поступающей в лаву и исходящей струи воздуха и равны -1; k и n - показатели, характеризующие интенсивность газоотдачи угля.

Для шахт Печорского бассейна k =0,6; а₁=0,1; b₁=0 [1]

n = а₁v_оч(0,002(27- V^Г)²+1)

где: V_оч - скорость подвигания очистного забоя, м/сутки;

Скорость подвигания очистного забоя:

V_оч = А_оч/(L_оч m_в ) = 3500/(230 3,2 1,3) =3,66 м/сут.;

k_пл = =0,88;

k_д.е = 1 - 0,6 /е⁰^,38 =0,59;

q_о.п = 0,88 20 (1 - 0,59) = 7,22 м³/т.

Метановыделение из отбитого, но не погруженного на конвейер угля в лаве:

q_о.л = k_пл х k_д.е k_о.л(1 - b_т.л),

где: b_т.л - доля отбитого угля, погружаемого выемочной машиной на конвейер; k_о.л - коэффициент газоотдачи, учитывающий время нахождения отбитого угля в лаве.

Для выемки угля в лаве с учетом технологии выемки (челноковая схема работы комбайна) b_т.л = 0,95

k_о.л. = ,

где: а₂ и b₂ -эмпирические коэффициенты, для Печорского бассейна,

а₂ = 0,115; b₂ = 0,25; Т_о.л_. - время нахождения отбитого угля в лаве, мин;

Т_о.л. = Т_смn_смr/v_оч,

где: Т_см - продолжительность добычной смены, мин, Т_см = 360 мин; n_см- число добычных смен в сутки, n_см = 3; r - ширина захвата выемочной машины, м,

r = 0,8 м.

Т_о.л. = 360 ^. 3 ^. 0,8 / 3,66 =236,1мин;

следовательно:

k_о.л. = =0,45;

q_о.л =^.0,88 ^.20 ^. 0,59 ^. 0,45^. (1 - 0,95) =0,23 м³/т .

Метановыделение из отбитого угля транспортируемого по лаве:

q_т.л = k_п.л^.x k_д.с k_т.л b_т.л,

где: k_т.л - коэффициент газоотдачи, учитывающий время транспортирования по лаве, при Т_т.л = Т_у рассчитываемый по формуле 8 [1]; Т_т.л - время транспортирования отбитого угля по лаве, мин, Т_т.л = L_оч / 60 V_т.л; V_т.л - скорость транспортирования угля по лаве, м/с, для конвейера СП-301 V_т.л = 1,12 м/с.[3]

Т_т.л = 230 / 60 1,12 = 3,4 мин,

по принятой технологии ведения работ Т_т.л = Т_у, следовательно:

k_т.л =

k_т.л = 0,115 3,4^0,25 = 0,16;

q_т.л = 0,88 20 0,59 0,16 0,95 = 1,58 м³/т.

Метановыделение из отбитого угля, транспортируемого по выработкам участка за пределами лавы:

q_т.у = k_п.л х k_д.е(k_т.у - k_т.л)b_т.л,,

где: k_т.у = а₂ Т_т.у^b2 ; Т_т.у - время транспортирования угля в пределах участка, мин.

Т_т.у = + = 18,7 мин,

где: L_i - длина соответствующего транспортного звена, м;

V_тi - скорость транспортирования угля на этом звене, м/с.

k_т.у = 0,115 18,7 ^0,25 = 0,24;

q_т.у = 0,88 20 0,59 (0,24 - 0,16)0,95 = 0,79 м³/т.

Метановыделение из угля, теряемого на выемочном участке:

q_э.п.= k_э.п. (x- x₀);

k_э.п_.- коэффициент эксплуатационных потерь (k_э.п.= 0,05);

q_э.п =0,05 (20 -3,74) = 0,81 м³/т;

q_пл = q_о.п + q_о.л + q_т.л + q_т.у + q_э.п

q_п.л. = 7,22 + 0,23 +1,58 + 0,79 + 0,81 = 10,63 м³/т.

3.3 Метановыделение из вмещающих пород

Метановыделение из вмещающих пород можно считать пропорциональным метановыделению из пласта:

q_пор = k_пор q_п.л= 0,15 10,63= 1,6 м³/т;

где: k_пор = 0,15 - коэффициент пропорциональности (для Печорского бассейна).[1]

3.4 Метановыделение в выработки выемочного участка

Метановыделение в выработанном пространстве:

q_вп = k_v[q_сп.п(1-k_дс.п) + q_сп.н(1-k_дс.н) + q_пор(1- )]+ q_э.п(1-k_д.п),

где: k_дс.п, k_дс.н, k_д.п - коэффициенты эффективности принудительной дегазации соответственно подрабатываемых, надрабатываемых и разрабатываемого пласта; k_v - коэффициент, учитывающий скорость подвигания очистного забоя, для шахт Печорского бассейна

q_вп = 1 [3 (1-0) +4 (1-0) + 1,6(1-0)] + 0,81 (1-0) = 9,41 м³/т

Метановыделение в очистную выработку составит:

q_о.з = (q_о.п + q_о.л + q_т.л)(1 - k_д.п) = (7,22 + 0,23 + 1,58)(1-0) = 9,03 м³/т

Полная величина метановыделения в очистную выработку:

q_оч = q_о.з + k_в.п q_в.п(1 - k_д.в) = 9,03 +0 9,41 (1 - 0) = 9,03 м³/т

Суммарное метановыделение в выработки выемочного участка:

q_уч = q_о.з + q_т.у(1- k_д.п) + q_в.п(1 - k_д.в.) =9,03 + 0,79 + 9,41(1 - 0) = 19,23 м³/т

Средняя за сутки абсолютная величина метановыделения в минуту в любую выработку выемочного участка:

I_i = q_i A_уч / 1440,

где: q_i - относительная величина метановыделения в соответствующую выработку, м³/т;

I_ту = q_ту. А_уч / 1440 =0,79 3500 / 1440 =1,92 м³/мин;

I_о.з _. = q_о.з. А_уч / 1440 =9,03 3500 / 1440 =21,95 м³/мин;

I_в.п = q_в.п А_уч / 1440 =9,41 3500 / 1440 =22,87 м³/мин;

I_уч = q_уч А_уч / 1440 =19,23 3500 / 1440 =46,74 м³/мин;

I_оч = q_оч А_уч / 1440 =9,03 3500 / 1440 =21,95 м³/мин;

Таблица 3

Схема проветр. участка

Показатели относительного метановыделения, м³/т

Показатели абсолютного метановыделения, м³/мин

q_пл

q_с.п

q_пор

q_уч

I_ту

I_вп

I_оч

I_уч

3-В

10,63

7

1,6

19,23

1,92

22,87

21,95

46,74

4. Расход воздуха для проветривания выработок выемочного участка

4.1 Расход воздуха для проветривания очистных выработок

Количество воздуха, которое нужно подать в очистную выработку:

где: k_оз -частный коэффициент утечек воздуха, учитывающий движение воздуха по части выработанного пространства, непосредственно прилегающего к призабойному; k_ут.в - общий коэффициент утечек воздуха через выработанное пространство; - минимально необходимый расход воздуха для разбавления до безопасных концентраций выделяющегося на выемочном участке метана.

Величина коэффициента k_оз принимается по таблице 15[1], k_оз = 1,25.

k_ут.в = 1 + (k¹_ут.в - 1)k_ут.п

где k¹_ут.в - коэффициент, учитывающий воздухопроницаемость выработанного пространства; k_ут.п - коэффициент, учитывающий воздухопроницаемость подготовительных выработок, примыкающих к выработанному пространству.

Q_оч^г =

где: I_оч -средняя за сутки абсолютная величина метановыделения в очистную выработку, м³/мин.

Q_оч^г =

Расход воздуха по минимальной скорости его движения

Q_оч^v = V_min S^”_оч k_оз = 0,25 9,4 1,25 = 2,94 м³/с,

где: S^”_оч - максимальное значение площади поперечного сечения призабойного пространства лавы, м² (табл. 14[1]).

Расход воздуха по числу занятых людей:

Q_оч^л = 0,1 n_ч = 0,1 7 = 0,7 м³/с.

Для исключения возможности образования местных скоплений метана у сопряжения лавы с вентиляционной выработкой расход воздуха в очистной выработке должен отвечать следующему условию:

Принимаем Q_оч по максимальному из значений Q_оч:

Q_оч = 43,5 м³/с.

Скорость движения воздуха в призабойном пространстве

v = Q_оч/ (S'_оч k_оз)

v = 43,5/ (7,2 1,25) =4,8 м/с < 4 м/с

В связи с тем, что скорость движения воздуха в призабойном пространстве превышает максимально допустимую, необходимо провести мероприятия по снижению метановыделения. Для снижения метоновыделения проведем дегазацию разрабатываемого пласта k_д.п=0,2.

Метановыделение в выработанном пространстве:

q_вп = k_v[q_сп.п(1-k_дс.п) + q_сп.н(1-k_дс.н) + q_пор(1- )]+ q_э.п(1-k_д.п),

где: k_дс.п, k_дс.н, k_д.п - коэффициенты эффективности принудительной дегазации соответственно подрабатываемых, надрабатываемых и разрабатываемого пласта; k_v - коэффициент, учитывающий скорость подвигания очистного забоя, для шахт Печорского бассейна

q_вп = 1 [3 (1-0) +4 (1-0) + 1,6(1-0)] + 0,81 (1-0,2) = 9,25 м³/т

Метановыделение в очистную выработку составит:

q_о.з = (q_о.п + q_о.л + q_т.л)(1 - k_д.п) = (7,22 + 0,23 + 1,58)(1-0,2) = 7,22м³/т

Полная величина метановыделения в очистную выработку:

q_оч = q_о.з + k_в.п q_в.п(1 - k_д.в) = 7,22 +0 9,25 (1 - 0) = 7,22 м³/т

Суммарное метановыделение в выработки выемочного участка с учетом дегазации:

q_уч = q_о.з + q_т.у(1- k_д.п) + q_в.п(1 - k_д.в.) =7,22 + 0,79(1-0,2) + 9,25(1 - 0) = 17,1 м³/т

Средняя за сутки абсолютная величина метановыделения в минуту в любую выработку выемочного участка:

I_i = q_i A_уч / 1440,

где: q_i - относительная величина метановыделения в соответствующую выработку, м³/т;

I_ту = q_ту. А_уч / 1440 =0,79 3500 / 1440 =1,92 м³/мин;

I_о.з _. = q_о.з. А_уч / 1440 =7,22 3500 / 1440 =17,5 м³/мин;

I_в.п = q_в.п А_уч / 1440 =9,25 3500 / 1440 =22,5 м³/мин;

I_уч = q_уч А_уч / 1440 =17,1 3500 / 1440 =41,6 м³/мин;

I_оч = q_оч А_уч / 1440 =7,22 3500 / 1440 =17,5 м³/мин;

Таблица 4

Схема проветр. участка

Показатели относительного метановыделения, м³/т

Показатели абсолютного метановыделения, м³/мин

q_пл

q_с.п

q_пор

q_уч

I_ту

I_вп

I_оч

I_уч

3-В

10,63

7

1,6

17,1

1,92

22,5

17,5

41,6

5. Расход воздуха для проветривания выработок выемочного участка с применением мероприятий по дегазации

5.1 Расход воздуха для проветривания очистных выработок с применением мероприятий по дегазации

Количество воздуха, которое нужно подать в очистную выработку:

где: k_оз -частный коэффициент утечек воздуха, учитывающий движение воздуха по части выработанного пространства, непосредственно прилегающего к призабойному; k_ут.в - общий коэффициент утечек воздуха через выработанное пространство; - минимально необходимый расход воздуха для разбавления до безопасных концентраций выделяющегося на выемочном участке метана.

Величина коэффициента k_оз принимается по таблице 15[1], k_оз = 1,25.

k_ут.в = 1 + (k¹_ут.в - 1)k_ут.п

где k¹_ут.в - коэффициент, учитывающий воздухопроницаемость выработанного пространства; k_ут.п - коэффициент, учитывающий воздухопроницаемость подготовительных выработок, примыкающих к выработанному пространству.

Q_оч^г =

где: I_оч -средняя за сутки абсолютная величина метановыделения в очистную выработку, м³/мин.

Q_оч^г =

Расход воздуха по минимальной скорости его движения

Q_оч^v = V_min S^”_оч k_оз = 0,25 9,4 1,25 = 2,94 м³/с,

где: S^”_оч - максимальное значение площади поперечного сечения призабойного пространства лавы, м² (табл. 14[1]).

Расход воздуха по числу занятых людей:

Q_оч^л = 0,1 n_ч = 0,1 7 = 0,7 м³/с.

Для исключения возможности образования местных скоплений метана у сопряжения лавы с вентиляционной выработкой расход воздуха в очистной выработке должен отвечать следующему условию:

Принимаем Q_оч по максимальному из значений Q_оч:

Q_оч = 35,3 м³/с.

Скорость движения воздуха в призабойном пространстве

v = Q_оч/ (S'_оч k_оз)

v = 35,3/ (7,2 1,25) =3,9 м/с < 4 м/с

Утечки воздуха через выработанное пространство:

k_ут.в = 1 + (k¹_ут.в - 1)k_ут.п

k¹_ут.в = 1 + b_у.к· m_в · exp (0,15f - 0,24S¹_оч) ,

b_у.к = 0,7 (полное обрушение);

k¹_ут.в = 1 + 0,7 · 3,2 · exp (0,15 · 6 - 0,24 · 7,2) =1,98;

Для способа подержания выработки бутовой полосой: k_ут.п = 1,0.

k_ут.в = 1 + (1,98 - 1) · 1,0 = 1,98

м³/с.

5.2 Расход воздуха на выемочном участке

Минимально необходимый расход воздуха для разбавления до безопасных концентраций выделяющихся на выемочном участке газов:

Q_уч^г = = = 83,9 м³/с

Дополнительный расход воздуха при обособленном разбавлении газа, выделяющегося из транспортируемого вне лавы угля:

Q_доп. == 83,9-(35,3 + 20,6)=28,0 м³/с

Q_уч = k_з (Q_оч + Q_ут.в + Q_доп)=1(35,3+20,6+28)=83,9 м³/с

где k_з - коэффициент запаса, k_з = 1.

Проверка по газовыделению на выемочном участке: Q_уч Q^г_уч. 83,9 м³/с =83,9 м³/с

проветривание дегазация вентилятор депрессия

6. Метановыделение при проведении подготовительной одиночной выработки

При проведении подготовительной выработки используется комбайновый способ проходки. В качестве механизма используется проходческий комбайн ГПКС. Форма поперечного сечения выработки - арочная, сечение выработки в свету S_св = 14,5 м².

Способ проветривания - нагнетательный, который на газовых шахтах является обязательным и единственным. Достоинство его заключается в том, что проветривание призабойного пространства осуществляется струей свежего воздуха, выходящего из трубопровода с большой скоростью, за счет чего воздух разбавляет местные скопления метана. По правилам безопасности на газовых шахтах конец трубопровода должен располагаться на расстоянии от забоя не более 8 метров, а для предотвращения рециркуляции вентилятор должен быть установлен на расстоянии не менее 10 метров от устья проветриваемой выработки.

Размещено на http://allbest.ru/

Размещено на http://allbest.ru/

Рис. 1

Метановыделение из отбитого угля составит:

I_о.у = (х - х_о) j к_т.у = (20- 3,74) 1,2 0,22 = 4,3 м³/мин;

где: j - интенсивность разрушения угля в забое - 1,2 т/мин для проходческого комбайна ГПКС (достаточная для поддержания необходимых темпов проходки) [3], k_т.у - коэффициент, учитывающий степень дегазации отбитого угля,

k_т.у = а₂Т_у^b2 = 0,115 12,4 ^0,25 = 0,22;

а₂ и b₂ - эмпирические коэффициенты; Т_у - время нахождения отбитого угля в призабойном пространстве, мин,

Т_у = S_уг L_ц / j = 10,4 1,1 1,3 / 1,2 = 12,4 мин.

Метановыделение из обнаженных выработкой поверхностей пласта определяется по формулам:

в призабойной части выработки

I_пов.з = а_п k_т.з,

в тупиковой части выработки

I_пов.т = а_п k_т.т,

во всей выработке в целом

I_пов.в = а_п k_т.в,

где: а_п - начальное метановыделение с обнаженной поверхности пласта,

а_п = 4 10^-4 m_п а (х - х_о) ⁿ;

m_п - полезная мощность пласта, м; - коэффициент, учитывающий условия фильтрации; а и n - коэффициенты, характеризующие метаноотдачу угля; k_т.з, k_т.т и k_т.в - коэффициенты, учитывающие длину соответствующей части выработки и время ее проведения.

Коэффициент зависит от площади поперечного сечения выработки в свету S_св и полезной мощности пласта [1]:

/ m_п = / 3,2 = 1,2, отсюда = 1.

Для шахт Печорского бассейна а = 0,4и n = 2 [1],

а_п = 4 10^-4 3,2 1 0,4 (20 - 3,74)² = 0,14

Для шахт Печорского бассейна [1]:

k_т.з(т.в) =

где: L_i - длина соответствующей части (призабойной, тупиковой или выработки в целом) выработки, м; v_пр - скорость проведения выработки, увязанная с темпами подвигания очистных забоев: v_пр = 14 м/сут,

k_т.з == 1,19;

k_т.т==12,8;

k_т.в. ==12,8;

где: L_i - длина соответствующей части (призабойной, тупиковой или выработки в целом) выработки, м; v_пр - скорость проведения выработки, увязанная с темпами подвигания очистных забоев.

I_пов.з = 0,14 1,19 = 0,27м³/мин;

I_пов.т = 0,14 12,8= 1,8 м³/мин;

I_пов.в = 0,14 12,8 = 1,8 м³/мин.

Полное метановыделение в призабойную часть выработки:

I_зп = I_о.у + I_пов.з,

I_з.п = 4,3 + 0,27 = 4,57 м³/мин.

Метановыделение в тупиковую часть выработки:

I_пт = I_о.у + I_пов.т

I_п.т = 4,3 + 1,8 = 6,1 м³/мин.

Метановыделение в выработку в целом:

I_п = I_о.у + I_пов.в

I_п = 4,3 + 1,8 =6,1 м³/мин.

7. Расход воздуха и средства для проветривания проводимой подготовительной выработки

7.1 Расход воздуха в призабойном пространстве тупиковой выработки

Q_зп.г = ,

где: с - максимально допустимая концентрация газа в забое средняя по сечению, %; с'₀- средняя концентрация газа в воздухе у места установки ВМП,

с'₀ = с_о + с;

с - прирост концентрации газа в воздухе за счет газовыделения на участке от устья выработки до места установки ВМП, %, с =0.

Q_зп.г = = 8,0 м³/с.

Расход воздуха по минимальной скорости движения воздуха и с учетом его температуры:

Q_зп_.v = S v_т_.min = 14,5 0,25 = 3,63м³/с;

Q_зп_._t = S v_t / 3 =14,5 0,5 / 3 = 2,42 м³/с;

где: v_т.min и v_t - минимально допустимые по правилам безопасности скорости движения воздуха в тупиковой выработке и в ее призабойном пространстве соответственно в зависимости от температуры, м/с.

Расход воздуха по числу занятых в выработке людей:

Q_зп.л= 0,1n_з.ч= 0,1 5 = 0,5 м³/с,

где: 0,1 - нормативный расход воздуха на одного человека, м³/с [1], n_з.ч - наибольшее число людей занятое в призабойной части выработки.

Принимаем расход воздуха в призабойном пространстве по наибольшему фактору: Q_з.п = 8,0 м³/с.

Принятое значение проверяем по максимально допустимой правилами безопасности скорости движения воздуха в призабойном пространстве.

Q_з.п v_з._max S / 3 = 4 14,5 / 3 = 19,3м³/с; 8,0 < 19,3 м³/с

Принятый расход воздуха не превышает допустимый по максимальной скорости.

Расход воздуха на выходе из трубопровода:

Q_тр = Q_зп / n_тр_,

где: n_тр - число параллельных ставов труб в выработке, n_тр = 1

Q_тр =8,0 / 1 =8,0 м³/с.

7.2 Расход воздуха для проветривания тупиковой части выработки

Расчет по потребности призабойного пространства

Q_пт.з = Q_тр n_тр k_ут.тр,

где k_ут.тр - коэффициент утечек воздуха в трубопроводе

Для проветривания выработки применим комбинированный трубопровод диаметром 1,0 м, тогда k_ут.тр = 1,27. Для определения k_ут.тр используем таблицы 18-21 [1].

Q_пт.з = 8,0 1 1,35 =10,8 м³/с.

Расход воздуха по газовыделению:

Q_пт.г = ,

где: k_н - коэффициент неравномерности газовыделения в выработку k_н = 1,0 [1]

Q_пт.г = =10,7м³/с.

Расход воздуха по числу занятых людей:

Q_пт.л = 0,1 n_т.ч,

где: n_т.ч - наибольшее число людей, занятых в тупиковой части выработки

Q_пт.л = 0,1 5 = 0,5 м³/с.

Принимаем расход воздуха для проветривания тупиковой части выработки по наибольшему значению:

Q_пт = 10,8м³/с.

Проверка принятого значения по максимально допустимой скорости воздуха:

Q_п.т v_в.max S = 4 10,4 =41,6 м³/с, что соответствует условиям 10,8 м³/с<41,6 м³/с

7.3 Подача и давление вентилятора местного проветривания

Подача ВМП: Q_в = Q_тр k_ут.тр=8,0 1,35 = 10,8 м³/с. Подача не превышает максимально возможную производительность ВМП (в настоящее время 12-13 м³/с).

Необходимое давление вентилятора:

h_в = ,

где R_тр - аэродинамическое сопротивление трубопровода, к, выражается формулой:

R_тр = r_тр. (L_тр1 + 20 d_тр n'₁ + 10 d_тр n”₁) + r_тр.к (L_тр2 + 20 d_тр n'₂ + 10 d_тр n”₂) ,

где: r_тр - удельное аэродинамическое сопротивление трубопровода r_тр = 0,0053 к, r_тр = 0,00153 к, [1]; n'_п и n”_п - число поворотов трубопровода, соответственно под углом 90 и 45 градусов.

R_тр = 0,00153(2100 + 20 1 1 + 0) +0,0053(200 + 0 + 0) = 4,2 к,

h_в =

Принимаем ВМП - ВЦ-11М.

7.4 Расход воздуха в месте установки ВМП

Q_вс = 1,43 k_р Q_в n_тр n_в.пар;

Q_вс = Q_в n_тр n_в.пар+ 0,15 S_в,

где: k_р - коэффициент резерва k_р = 1,1 [1]; S_в - площадь поперечного сечения выработки в месте установки ВМП, S_в = 16,4 м².

Q_вс = 1,43 1,1 10,8 1 1 = 17,0 м³/с;

Q_вс = 10,8 1 1 + 0,15 16,4 = 13,3 м³/с.

Принимаем максимальное значение: Q_вс = 17,0 м³/с.

8. Расчет депрессии выработок выемочного участка

Депрессия каждой выработки:

h_i = ( P L / S³) Q²_p ,

где: - коэффициент аэродинамического сопротивления выработки, Н с²/м⁴ [4]; Р - периметр выработки, м , P=k_ф, где k_ф -коэффициент формы поперечного сечения выработки (для сводчатого и арочного k_ф = 3,8; для лавы k_ф=5) [1]; L - длина выработки, м; S - площадь поперечного сечения, м²; Q_р - расчетный расход воздуха по выработке, м³/c.

h_0-1 = (0,021 14,5 2300 /14,5³) 83,9 ² = 1617,1 Па

Депрессия лавы, оборудованной механизированным комплексом:

h_1-2 = (0,031 13,4 230 /7,2³) 28,24² =204,1Па

Депрессия выработок выемочного участка:

h_уч = k_м.с h_i = 1,1 (1617,1+204,1) =2003,3 Па

Таблица 5

Выработка

Тип крепи

, с2/м4

S, м2

Р, м

L, м

Qр, м3/с

h, Па

v, м/с

Лава

Мех. крепь

0,031

7,2

13,4

230

28,24

204,1

3,9

Конвейерный штрек

Мет. ароч. 3-х звен. крепь

0,021

14,5

14,5

2300

83,9

1617,1

5,8

Заключение

Для проветривания выемочного участка была выбрана схема проветривания 3ВН НИСХ ПТ (прямоточная схема проветривания с выдачей исходящий струи из лавы на выработанное пространство и нисходящим движением воздуха в лаве при полностью обособленном разбавлении вредностей по источникам их поступления). Данная схема проветривания возможна при применении мероприятий по снижению метановыделения, в данной работе применена дегазация вынимаемого пласта (скважинами по пласту, пробуренными из подготовительных выработок).

Для проветривания подготовительной выработки на основании расчетов выбран вентилятор местного проветривания ВЦ-11М.

Список используемой литературы

Синопальников К.Г. Проектирование вентиляции угольных шахт: Методические указания / Санкт-Петербург, 1995.

Рудничная вентиляция: Справочник / под ред. К.З. Ушакова. М., Недра, 1988.

Правила безопасности в угольных шахтах. М., 1995.

Решение вентиляционных задач на ЭВМ с помощью программ С1, С2, С3, С4: методические указания; Сост. К.Г. Синопальников. СПб, 2002.

5. Машины и оборудование для шахт и рудников: Справочник/ С.Х. Клорикьян, В.В. Старичнев, М.А. Сребный и др. - 6-е изд., М., 2000. - 471 с.

Размещено на Allbest.ru

курсовая работа "Выбор схемы, расчет проветривания выемочного участка и проводимой подготовительной выработки" скачать

Подобные документы

Технология отработки пласта выемочного участка шахты
Особенности выбора оборудования для добычи угля в условиях ОАО "шахта Распадская". Методика расчета нагрузки на очистной забой, а также количества воздуха для проветривания выемочного участка. Специфика организации работ по борьбе с пылью на участке.

дипломная работа [650,8 K], добавлен 07.09.2010
Расчет проветривания подземной горной выработки
Выбор типа и диаметра вентиляционного трубопровода. Расчёт подачи свежего воздуха для разжижения вредных газов от взрывных работ при комбинированном способе проветривания. Необходимая производительность вентиляторов для всасывающего трубопровода.

контрольная работа [259,5 K], добавлен 04.12.2010
Определение сечения горной выработки
Определение размеров поперечного сечения горной выработки. Расположение коммуникаций. Выбор типа крепи и расчет материалов. Схема проведения выработок. Расчет проветривания тупиковой их ветви. График работ. Технико-экономические показатели проходки.

контрольная работа [62,8 K], добавлен 28.10.2013
Технология разработки пласта №3 механизированным комплексом в условиях шахты "Чертинская-Коксовая"
Обоснование технологии и оборудования очистного забоя. Выбор схемы вскрытия и подготовки пласта №3. Определение скорости подачи комбайна по вылету резца. Расчет ожидаемого газовыделения по природной газоносности при отработке выемочного участка 339.

дипломная работа [144,5 K], добавлен 02.02.2013
Очистные работы
Горно-геологическая характеристика пласта Полысаевского-II. Организация работ в очистном забое. Техническая характеристика очистного оборудования. Подсчёт запасов выемочного участка и потерь угля. Расчет нагрузки на лаву. Проветривание очистного забоя.

курсовая работа [139,7 K], добавлен 16.09.2012
Проведение подземных горных выработок
Выбор формы и определение размеров поперечного сечения штрека. Сущность способа строительства горизонтальной выработки. Расчет паспорта буровзрывных работ и проветривания забоя. Основные мероприятия по безопасному производству проходческих работ в забое.

курсовая работа [60,7 K], добавлен 20.10.2012
Рационализация схемы проведения и крепления горной выработки
Выбор формы поперечного сечения и типа крепи горной выработки. Определение площади поперечного сечения выработки и расчет арочной крепи. Расчёт проветривания выработки и разработка графика проведения работ. Определение стоимости проходки 1 м выработки.

курсовая работа [887,0 K], добавлен 21.07.2014
Проведение горизонтальной горно-геологической выработки
Определение параметра устойчивости горной выработки. Разработка паспорта буровзрывных работ. Выбор формы и определение размера поперечного сечения выработки. Особенности уборки горной породы. Выбор схемы и оборудования дня проветривания выработки.

курсовая работа [137,1 K], добавлен 07.02.2010
Выработка с арочной крепью
Вскрытие пластовых месторождений. Изображение шахтного поля и схемы вскрытия, системы разработки. Подготовка транспортного горизонта. Определение параметров отработки выемочного столба, числа подготовительных забоев и скорости проведения выработок.

контрольная работа [2,4 M], добавлен 23.03.2014
Строительство горных предприятий
Проектирование взрывных работ при проведении горизонтальных выработок. Расчет проветривания тупиковых горных выработок. Определение производительности бурильных машин и погрузочного оборудования. Технико-экономические показатели горнопроходческих работ.

курсовая работа [2,4 M], добавлен 21.12.2013

Другие документы, подобные "Выбор схемы, расчет проветривания выемочного участка и проводимой подготовительной выработки"

весь список подобных работ

скачать работу можно здесь

сколько стоит заказать работу?

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.

Схема проветр. участка	Показатели относительного метановыделения, м³/т	Показатели абсолютного метановыделения, м³/мин
	q_пл	q_с.п	q_пор	q_уч	I_ту	I_вп	I_оч	I_уч
3-В	10,63	7	1,6	19,23	1,92	22,87	21,95	46,74

Выработка	Тип крепи	, с2/м4	S, м2	Р, м	L, м	Qр, м3/с	h, Па	v, м/с
Лава	Мех. крепь	0,031	7,2	13,4	230	28,24	204,1	3,9
Конвейерный штрек	Мет. ароч. 3-х звен. крепь	0,021	14,5	14,5	2300	83,9	1617,1	5,8

Выбор схемы, расчет проветривания выемочного участка и проводимой подготовительной выработки

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

1. Исходные данные

2. Анализ исходных данных и выбор схемы проветривания выемочного участка

3. Прогноз метанообильности выработок выемочного участка

3.1 Природная и остаточная метаноносность

3.2 Метановыделение из разрабатываемого пласта на выемочном участке

3.3 Метановыделение из вмещающих пород

3.4 Метановыделение в выработки выемочного участка

4. Расход воздуха для проветривания выработок выемочного участка

1. Исходные данные

Таблица 1

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

Угольный бассейн

Мощность пласта, м

Плотность угля в массиве, т/м3

Угол падения пласта, град.

Средневзвешенный коэффициент крепости пород кровли

Глубина горных работ, м

Природная метаноносность пласта, м3/т

Выход летучих веществ из угля, %

Метановыделение из подрабатываемых пластов спутников, м3/т

Метановыделение из надрабатываемых пластов спутников, м3/т

Суточная нагрузка на лаву, т

Проектная длина выемочного участка, м

Проектная длина проводимой подготовительной выработки, м

BS

M

Y

апл

f

H

x

Vг

qсп.п

qсп.н

Aоч

Lву

L

2

3,2

1,3

8

6

900

20

31

3

4

3500

2300

2300

2. Анализ исходных данных и выбор схемы проветривания выемочного участка

При рациональном выборе схемы проветривания участка (шахты) нужно руководствоваться следующими требованиями:

1) максимальное упрощение вентиляционной сети;

2) сведения к минимуму числа диагоналей, пересечений воздушных струй, дополнительных выработок между свежей и исходящей струями и вентиляционных устройств;

Характеристика схемы проветривания:

Таблица 2

Примечание:

3 - полностью обособленное разбавление вредностей по источникам их поступления

В - направление выдачи исходящей из лавы струи воздуха на выработанное пространство

Н - независимое проветривание очистных выработок на выемочном участке

НИСХ- нисходящее направление движения воздуха по очистному забою

ПТ - прямоточное направление движения воздуха по очистному забою

ПС - одна подсвежающая струя

НАЗ - назначение подсвежающих струй (разбавление газа, выделяющегося из выработанного пространства ВП и выделяющегося из транспортируемого вне лавы угля)

kс1 - коэффициент, учитывающие дренирующее влияние оконтуривающих выработок со стороны поступающей в лаву струи воздуха

kс2 - коэффициент, учитывающие дренирующее влияние оконтуривающих выработок со стороны исходящей струи воздуха

Плотность угля в массиве, т/м³

Природная метаноносность пласта, м³/т

Метановыделение из подрабатываемых пластов спутников, м³/т

Метановыделение из надрабатываемых пластов спутников, м³/т

а_пл

V_г

q_сп.п

q_сп.н

A_оч

L_ву

k_с1 - коэффициент, учитывающие дренирующее влияние оконтуривающих выработок со стороны поступающей в лаву струи воздуха

k_с2 - коэффициент, учитывающие дренирующее влияние оконтуривающих выработок со стороны исходящей струи воздуха

k_в.п - коэффициент, учитывающий поступление газа из выработанного пространства в призабойное

Природная метаноносность пласта дана в исходных данных и составляет Х = 20 м³/т. Остаточная метаноносность определяется по формуле:

, м³/т

A_з - зольность угля, %. Для Печорского бассейна A_з =10%.

x_ог - остаточная метаноносность в расчете на сухую беззольную массу

x_ог = 4,4 м³/т (таблица 4[1])

м³/т

q_пор = k_пор q_п.л= 0,15 10,63= 1,6 м³/т;

где: k_пор = 0,15 - коэффициент пропорциональности (для Печорского бассейна).[1]

q_вп = k_v[q_сп.п(1-k_дс.п) + q_сп.н(1-k_дс.н) + q_пор(1- )]+ q_э.п(1-k_д.п),

q_вп = 1 [3 (1-0) +4 (1-0) + 1,6(1-0)] + 0,81 (1-0) = 9,41 м³/т

Величина коэффициента k_оз принимается по таблице 15[1], k_оз = 1,25.

k_ут.в = 1 + (k¹_ут.в - 1)k_ут.п

Q_оч^г =

где: I_оч -средняя за сутки абсолютная величина метановыделения в очистную выработку, м³/мин.

Q_оч^г =

Q_оч^v = V_min S^”_оч k_оз = 0,25 9,4 1,25 = 2,94 м³/с,

где: S^”_оч - максимальное значение площади поперечного сечения призабойного пространства лавы, м² (табл. 14[1]).

Величина коэффициента k_оз принимается по таблице 15[1], k_оз = 1,25.

k_ут.в = 1 + (k¹_ут.в - 1)k_ут.п

Q_оч^г =

где: I_оч -средняя за сутки абсолютная величина метановыделения в очистную выработку, м³/мин.

Q_оч^г =

Q_оч^v = V_min S^”_оч k_оз = 0,25 9,4 1,25 = 2,94 м³/с,

где: S^”_оч - максимальное значение площади поперечного сечения призабойного пространства лавы, м² (табл. 14[1]).

Q_уч^г = = = 83,9 м³/с

Q_доп. == 83,9-(35,3 + 20,6)=28,0 м³/с

Q_уч = k_з (Q_оч + Q_ут.в + Q_доп)=1(35,3+20,6+28)=83,9 м³/с

где k_з - коэффициент запаса, k_з = 1.

Проверка по газовыделению на выемочном участке: Q_уч Q^г_уч. 83,9 м³/с =83,9 м³/с

Q_зп.г = ,

где: с - максимально допустимая концентрация газа в забое средняя по сечению, %; с'₀- средняя концентрация газа в воздухе у места установки ВМП,