Классификация и устройство вентиляторов

Лекция 7.

КЛАССИФИКАЦИЯ И УСТРОЙСТВО ВЕНТИЛЯТОРОВ

МЕСТНОГО ПРОВЕТРИВАНИЯ

В любой шахте имеется большое количество потребителей, находящихся в тупиковых пространствах. К таким потребителям относятся в первую очередь призабойные пространства выработок, находящихся в стадии проведения, различные технологические камеры, в некоторых случаях выработанные пространства и другие. Воздух к этим потребителям может подводиться с помощью специальных вентиляторов, называемых вентиляторами местного проветривания (ВМП).

 

Общая характеристика вентиляторов местного проветривания

Вентиляторы местного проветривания (ВМП) должны быть компактными, поскольку они размещаются в выработках, площадь сечения которых может быть весьма ограниченной. Специальные камеры для их размещения делаются только для крупных вентиляторов, имеющих производительность 10 м³/с и более.

ВМП работают всегда с трубопроводом, по которому они подают (или отсасывают) воздух к потребителю. Трубопроводы могут иметь различные диаметр и конструкцию.

В угольных шахтах проветриваемые с помощью ВМП выработки и выработки, в которых последние установлены, могут иметь выделения метана. Это обстоятельство предопределяет особенность вентиляторов местного проветривания: они должны иметь взрывобезопасное исполнение.

Вентиляторы местного проветривания различаются по типу (осевые и центробежные) и приводу (с электроприводом и с пневмоприводом).

На шахтах еще применяются ВМП старых выпусков типа «Проходка» и СВМ, возможности которых по производительности и депрессии весьма ограничены. Кроме этого, вентиляторы «Проходка» (Проходка-400, Проходка-500-2М, Проходка-600) и СВМ (СВМ-4М, СВМ-5М, СВМ-6М) не регулируются по режиму работы. Изменения в подаче воздуха и депрессии можно производить только путем использования последовательной или параллельной совместной работы этих вентиляторов.

В настоящее время в горной отрасли широко распространены ВМП, отвечающие всем требованиям к вентиляторам этой группы, они представлены моделями осевого и центробежного типов.

Выпускаемые и применяющиеся вентиляторы местного проветривания шифруются при помощи буквенных и числовых обозначений: В – вентилятор, М – местного проветривания, П – с пневмоприводом, Ц – центробежный, О – с односторонним всасом; цифра после дефиса – диаметр рабочего колеса в дециметрах; буква «М» после значения диаметра – модернизирован.

Конструктивные характеристики моделей вентиляторов местного проветривания серии ВМП

ВКМ-200А имеет одно нерегулируемое сопло в коробке подачи сжатого воздуха и одну, соответственно, напорную характеристику в осях H-Q. Вентилятор имеет рым для подвески к элементам крепи выработки.

ВМП-3М и ВМП-5М снабжены коробкой подачи сжатого воздуха с тремя соплами и трехходовым краном. Это позволяет вентиляторам работать в пониженном, нормальном и усиленном режимах. Напорная характеристика имеет три кривые в осях H-Q. Вентиляторы имеют рым для подвески и салазки.

ВМП-4 – отличается аэродинамической схемой, он имеет цилиндрическую проточную часть постоянного сечения. Других отличий в конструкции от вентилятора ВМП-5М нет.

Может работать в трех режимах, характеристика представлена тремя кривыми в осях H-Q.

ВМП-6М – по конструкции является полной аналогией вентилятора ВМ-5М. Отличается размерами узлов и деталей.

Регулируется для работы в трех режимах. Аэродинамическая характеристика представлена тремя кривыми.

РЕГУЛИРОВАНИЕ РЕЖИМА РАБОТЫ ВЕНТИЛЯТОРОВ

МЕСТНОГО ПРОВЕТРИВАНИЯ

Не предусмотрена регулировка режимов у малых осевых вентиляторов ВМ-3М и ВМ-4М. Вентиляторы ВМ-5М, ВМ-6М, ВМ-8М и ВМ-12М регулируются осевым направляющим аппаратом. Вентиляторы ВМ-12А и ВМЭ-12А имеют возможность грубой регулировки с помощью установки одного из трех сменных венцов рабочего колеса.

Вентиляторы с пневмоприводом ВМП-4, ВМП-5 и ВМП-6М регулируются изменением оборотов рабочего колеса подачей сжатого воздуха через трехпозиционный кран с различным сечением сопел. Вентилятор ВКМ-200А не регулируются. Вентилятор ВЦ-7 регулируется индивидуальным поворотом и закреплением закрылков рабочего колеса через специальные отверстия в кожухе на остановленной машине. Вентилятор ВЦ-9 регулируется осевым направляющим аппаратом (ОНА).

 

ТУПИКОВОЙ ВЫРАБОТКИ

Расчет вентиляции тупиковых выработок включает расчет расхода воздуха и депрессии ВМП, а также выбор типа вентилятора, типа и диаметра вентиляционного трубопровода, схемы установки ВМП.

Расчет необходимого расхода (подачи) воздуха для проветривания выработки при этом производится по основным определяющим факторам:

· по людям,

· вредным и опасным газам,

· по минимальной скорости движения воздуха,

· по ВВ,

из которых к расчету принимается максимальное значение.

1. Расчет расхода воздуха по людям осуществляется по следующей формуле:

(м³/мин)

где – n - максимальное количество людей, одновременно работающих в забое (по нормам на одного человека для дыхания необходимо подавать не менее 6 м³/мин воздуха).

2. Расчет расхода воздуха по вредным газам осуществляется по следующей формуле:

                                                                                              

где – - площадь сечения выработки в свету до осадки, м²

 

(из исходных данных)

оступающей струе воздуха,%

3. Расход воздуха для разбавления газов от взрывных работ определяется по формуле:

                                                                                                                   

Где:t – время проветривания забоя, мин

V – объём токсичных газов от взрыва ВВ, л.

(0,8)

4. Расход воздуха по минимально допустимой скорости движения воздуха определяется по формуле:

                                                                                

Где:

Для окончательного расчета принимается максимальный расход воздуха.

Выбор вентиляторов местного проветривания производят по расчётным величинам подачи Q _p и напора H _p, используя поля рабочих режимов.

Учитывая нагнетательный способ проветривания принимаем гибкие текстовинитовые трубы. Диаметр вентиляционных труб определяем по формуле:

                        

Где:

Производительность ВМП (подача) определяется по формуле:

          

Депрессию(напор) ВМП определяется по формуле:

        

Где: ;

R-аэродинамическое сопротивление трубопровода

Аэродинамическое сопротивление трубопровода определяется по формуле:

                     

Где: а- коэффициент аэродинамического сопротивления

L-длина трубопровода;

d- диаметр трубопровода, м;

Примечание: необходимый расход воздуха и сопротивление внешней сети изменяются по мере проведения горной выработки от минимальных до максимальных значений, что отражается на выборе вентилятора.

После выбора вентилятора графически определяют действительный режим его работы на основе его действительной аэродинамической характеристики и характеристики внешней сети, Для удобства построений значения подач рекомендуется эту величину выбирать в виде круглых чисел, например, 0, 10, 20, 30 и т. д. или 0, 50, 100, 150 и т. д.

К действительному режиму работы вентилятора местного проветривания предъявляются следующие требования:

· он должен обеспечивать необходимую подачу;

· он должен быть экономичным;

· он должен быть устойчивым.

Режим работы вентилятора местного проветривания считается экономичным, если полный КПД в этом режиме не менее 0,5.

 

ПРИЛОЖЕНИЕ № 1

ПРИЛОЖЕНИЕ № 2

Лекция 7.

КЛАССИФИКАЦИЯ И УСТРОЙСТВО ВЕНТИЛЯТОРОВ

МЕСТНОГО ПРОВЕТРИВАНИЯ

В любой шахте имеется большое количество потребителей, находящихся в тупиковых пространствах. К таким потребителям относятся в первую очередь призабойные пространства выработок, находящихся в стадии проведения, различные технологические камеры, в некоторых случаях выработанные пространства и другие. Воздух к этим потребителям может подводиться с помощью специальных вентиляторов, называемых вентиляторами местного проветривания (ВМП).