Расчет необходимого количества воздуха производится по нескольким факторам: исходя из расходов ВВ, возможного пылевыделения, числу работников, находящихся в выработке.

По расходу ВВ.

При нагнетательной схеме проветривания расход воздуха определяется по формуле:

где t - время проветривания (60 мин);

A - масса одновременно взрываемого ВВ в забое (10,7 кг);

L - длина проветриваемой выработки (29 м);

S - площадь поперечного сечения выработки (2,0 м²);

K - коэффициент, учитывающий обводненность выработки (0,8);

b - удельное газовыделение (0,04 м³/кг);

k_у - коэффициент утечек воздуха в вентиляционном трубопроводе (1,2)

Q_н = (22,5/60) * ³Ц (10,7 · (29) ² Ч 2,0 · 0,8 · 0,04) / (1,2) ²) = 2,76 м³/мин

По пылевому фактору расход воздуха определяется из необходимой скорости движения воздушной струи, обеспечивающей эффективный вынос взвешенной пыли по формуле:

Q_п = 60 · V Ч S,

где V - необходимая скорость исходящей струи, зависящая от протяженности выработки (0,5 м/с);

S - поперечное сечение горной выработки, м²

Q_п = 60 Ч 0,5 Ч 2,0 = 60 м³/мин

По числу находящихся в выработке людей расход воздуха определяется по формуле:

Q_п = q Ч N,

где: q - норма расхода воздуха на одного человека (6 м³/мин);

N - число находящихся в выработке людей.

Q_п = 6 Ч 2 = 12 м³/мин = 0,2 м³/с

На основании проведенных расчетов с учетом всех факторов расход воздуха принимаем максимальный (1,5 м³/с).

Потери давления при вентиляции горных выработок рассчитываются по формуле:

где: К_{п -} коэффициент потери воздуха (0,2);

h₁ - сопротивление воздушной струи трению;

h₂ - сопротивление воздушной струи при изменении сечения;

n - число мест изменения сечения.

Н = (1 + 0,2) Ч (0,22 Ч 1) = 0,26 Па

Сопротивление трению определяется по формуле:

где: b - коэффициент трения (0,02 - 0,03);

r - плотность воздуха (1,3 кг/м³);

P - периметр поперечного сечения выработки, м;

L - протяженность горной выработки, м;

V - скорость воздушного потока на прямолинейном участке, м/с

h₁ = ( (0,03 · 1,3) / 2) Ч ( (4,6 Ч 29) / 3) · 0,5² = 0,22 Па

Так как изменения сечения в нашем случае не происходит принимаем:

h₂ = 0

По данным технических расчетов нам по своим техническим характеристикам (таблица 5.1) подходит вентилятор типа ВМ-3М. Его и будем использовать для вентиляции выработки.

Техническая характеристика вентилятора ВМ-3М.

Нами будет применяться скреперная установка (передвижная) гребкового типа, т.к. ручная погрузка не подходит из-за большого объема работ, а погрузочные машины невыгодно применять из-за маленького сечения выработки. Передвижные скреперы хорошо подходят, так как длина штольни 29 м, а их максимальный захват составляет 50 м.

При проведении горизонтальных выработок применяют скреперы емкостью 0,1 - 2,0 м³ со скоростью движения 1,0 - 1,2 м/с с рациональной длиной скреперирования не более 40 - 50м. Производительность скрепера от 1,5 до 4,0 м³/час.

Нами будет применяться скрепер гребкового типа СГ-0,3, вместимостью 0,3 м³.

Существуют передвижные, смонтированные на каком-либо транспортном средстве (трактор, вагонетка) и разборные скреперы. Транспортировка породы из выработки будет осуществляться канатным передвижным скрепером (рис.6.1). Канатные скреперы применяются в различных географических и горно-геологических условиях при проходке открытых и подземных горизонтальных разведочных горных выработок вследствие простоты конструкции, транспортабельности, достаточно высокой производительности, универсальности при выборе вида привода. Эффективная уборка и транспортировка производится в выработках протяженностью до 30 м. Технические характеристики приведены в таблице 6.1.

Таблица 6.1. Технические характеристики передвижного канатного скрепера СГ-0,3

Рис.6.1 Схема погрузки породы передвижной скреперной установкой:

1 - портал; 2 - скрепер; 3 - лебёдка; 4 - воронка; 5 - блоки;

6 - водоотводная канава

Глава 7. Поддержание горно-разведочных выработок

7.1 Горное давление и способы поддержания горных выработок