Технологические схемы вентиляторных установок.

Введение.

"Стационарные машины и оборудование" (вентиляторные, насосные) установки предназначены для ведения технологического цикла ведения горных работ и создания безопасных и комфортных условии работы шахтеров. Назначение стационарных машин предъявляет к конструкции стационарных машин и их грамотной эксплуатации повышенные требования по надежной экономической и высокопроизводительной работе.

Насосные, вентиляторные, установки обеспечивают водопонижение угольных пластов и пород, осушение и проветривание забоев, удаление вредных элементов воздуха после взрывных работ, снабжение пневмопотребителей сжатым воздухом, подъем и спуск людей, оборудования, подъем полезных ископаемых и позволяют использовать одни и те же законы гидромеханики при изучении, проектировании и эксплуатации стационарных машин. Для овладения квалификацией горного инженера студент должен знать основные законы гидромеханики жидкости и газа, теоретические методы расчета и выбора оборудования для шахтных стационарных установок, а также должен уметь по исходным данным рассчитать и выбирать стандартное оборудование для шахтных стационарных установок.

 

 

Исходные данные для выполнения работы.

Контрольно-курсовая работа выполняется студентом в соответствии с исходными данными, вариант которых определяется по последней цифре шифра зачетной книжки студента.

1) эксплуатационный расчет и выбор электромеханического оборудования вентиляторной установки главного проветривания.

Рассчитать и выбрать оборудование главной вентиляторной установки шахты по исходным данным, приведенным в таблице 1.1:

· Q_р - потребное количество воздуха для вентиляции шахты, м³/с.;

· h_max - максимальная депрессия шахтной сети, даПа;

· h_min - минимальная депрессия шахты, даПа;

· S - срок службы шахты, лет.

2) эксплуатационный расчет и выбор элементов главной водоотливной установки шахты.

Рассчитать и выбрать насосное оборудование и трубопроводы главной водоотливной установки шахты по исходным данным, приведенным в таблице 1.1:

· Q_м - максимальный суточный приток воды в горные выработки в период весенних и осенних паводков, м³/сут.;

· Q_н - нормальный суточный приток воды в шахту, м³/сут.;

· Т_п - продолжительность весенне-осенних паводков, сут.;

· Н_ст - вертикальная глубина шахтного ствола, м.;

· А - годовая производительность шахты, млн. т.

3) эксплуатационный расчет и выбор элементов шахтной пневматической установки.

Рассчитать и выбрать электромеханическое оборудование стационарной компрессорной установки применительно к схеме, показанной на рисунке 1.1, и исходным данным, приведённым в таблицах 1.2, 1.3 и 1.4.

4) эксплуатационный расчет и выбор элементов шахтной подъемной установки.

Рассчитать и выбрать типовое стандартное оборудование канатной подъёмной установки по исходным данным, приведенным в таблице 1.1:

· Q_ч - часовая производительность подъёмной установки; т/ч;

· тип подъёмной установки.

Исходные данные.

Эксплуатационными расчетами вентиляторной установки определяют параметры основного оборудования. При этом исходят из схемы вскрытия месторождения, горно-геологических и горно-технических условий шахты, плана горных выработок, категорийности шахты и т.п. При проведении расчетов пользуются исходными данными по таблице 1.1, которые включают в себя:

· Q_п - потребный расход воздуха в горных выработках, м³/с;

· h_max - максимальная депрессия (компрессия) шахтной вентиляционной сети, даПа;

· h_min - минимальная депрессия (компрессия) шахтной вентиляционной сети, даПа;

· S - срок службы шахты, лет;

· А - добыча полезного ископаемого за год, тонн;

· схема проветривания шахты (рис. 1).

Технологические схемы вентиляторных установок.

Главные вентиляторные установки относятся к важнейшему шахтному энергомеханическому оборудованию. От надежности их работы зависят производительность труда, здоровье и безопасность шахтеров. Остановка вентиляторной установки хотя бы на 10 мин в газовой шахте приводит к заполнению подземных выработок метаном, углекислым газом и т.п., созданию чрезвычайно опасных ситуаций и прекращению работ по добыче угля и проходки горных выработок. Для обеспечения нормальной работы на каждую тонну угля необходимо подавать от 5 до 15 тонн воздуха, потребность горного предприятия в воздухе составляет от 10 до 700 м³/с при давлении до 700 даПа. Высокая надежность и экономичность работы вентиляторных установок могут быть обеспечены только при правильном выборе, расчете и техническом обслуживании оборудвания.

Н=545м

направление движения свежей струи воздуха;

направление движения исходящей струи воздуха.

Рис. 1. - Принципиальная схема проветривания шахт:

Центральная нагнетательная.

 

Эксплуатационный расчет вентиляторной установки

Главного проветривания.

Эксплуатационный расчёт вентиляторной установки ведётся в следующей последовательности.

Расчет производительности вентиляторов.

Q_в=k_у∙Q_п=1,1·90=100 м³/с,

где: k_у - коэффициент, учитывающий утечки воздуха k_у (k_у = 1,1…1,25).

Выбор вентилятора.

По диаграммам полей рабочих режимов, приведенных в справочниках и приложения Б4 методических указаний, производится выбор типа вентилятора путем нанесения на зоны промышленного исполнения вентиляторов экстремальных точек режимов работы вентиляторных установок.

Если обе точки попадают в рекомендуемые зоны работы двух и более вентиляторов, то предпочтительнее отдается вентилятору, имеющему наибольший КПД.

 

Рис. 2. - Сводный график областей промышленного использования

Таблица 1 - Расчётные данные для характеристики вентиляторной сети.

Параметры сети	Расчетные значения параметров при
Q = 0	Q = 0,25∙Qв	Q = 0,50∙Qв	Q = 0,75∙Qв	Q = Qв	Q = 1,25∙Qв
Q, м^3/с
		13,125	52,5	118,125		328,125
		28,125	112,5	253,125		703,125

Рис. 3. - График расчета режимов работы вентилятора ВЦД-31,5.

 

Реверсирование вентилятора.

Как ранее отмечалось согласно требованиям Правил безопасности реверсирование воздушной струи должно быть произведено не более, чем за 10 мин, при этом подача воздуха в шахту должна составлять не менее 60 % его подачи при нормальной направлении вентиляционной струи.

Выбираем способ реверсирования вентиляционной струи в зависимости от типа выбранного вентилятора (центробежного).

Рис. 4 - Структурная схема автоматизации

Рис. 5. - Принципиальная схема

стационарной насосной установки шахты:

1 - вентиль, 2 - трубопровод для заливки насоса, 3 - насос, 4 - колодец,

5 - фильтр, 6 - обратный клапан, 7 - водосборник,

8 - резервуар воды для технических нужд, 9 - нагнетательный трубопровод, 10 - задвижка, 11 - всасывающий трубопровод.

 

Подбор насоса.

Из графика рабочих зон насосов выбирается машина, которая обеспечит расчетные подачу Q_p и напор Н₀. Из таблиц выбираются конструктивные размеры (диаметры) подсоединенных патрубков.

Принимаем насос ЦНС 300-130.

Сводный график рабочих зон характеристик насосов главного водоотлива:

1 -	ЦНС 180-85…425;	2 -	ЦНС 180-476…680;
3 -	ЦНС 180-500…900;	4 -	ЦНС 300-120…600; ЦНСК 300-120…600;
5 -	НСШ 320-144…720;	6 -	ЦНС 300-650…1309;
7 -	НСШ410-182…1000;	8 -	ЦНС 500-160…800; ЦНСК 500-160…800;
9 -	ЦНСГ 850-240…960;	10 -	ЦНСД 900-250…1000

Рис. 6. – Техническая характеристика центробежного насоса.

Таблица 2 - Характеристика трубопроводной сети.

 

Параметры сети	Расчетные значения параметров при
Q = 0	Q = 0,25∙Qр	Q = 0,50∙Qр	Q = 0,75∙Qр	Q = Qр	Q = 1,25∙Qр
Q, м^3/с		0,009	0,018	0,027	0,036	0,045
Q^2, м^6/с^2		0,00008	0,0003	0,0007	0,0013	0,002
RQ^2,м		2,075	7,782	18,158	33,723	51,881
Нтр, м		553,075	558,782	569,158	584,723	602,881

Рис. 7 – Расчетная характеристика центробежного насоса.

 

Рис. 8 - Гидравлическая схема автоматизированных

Введение.

"Стационарные машины и оборудование" (вентиляторные, насосные) установки предназначены для ведения технологического цикла ведения горных работ и создания безопасных и комфортных условии работы шахтеров. Назначение стационарных машин предъявляет к конструкции стационарных машин и их грамотной эксплуатации повышенные требования по надежной экономической и высокопроизводительной работе.

Насосные, вентиляторные, установки обеспечивают водопонижение угольных пластов и пород, осушение и проветривание забоев, удаление вредных элементов воздуха после взрывных работ, снабжение пневмопотребителей сжатым воздухом, подъем и спуск людей, оборудования, подъем полезных ископаемых и позволяют использовать одни и те же законы гидромеханики при изучении, проектировании и эксплуатации стационарных машин. Для овладения квалификацией горного инженера студент должен знать основные законы гидромеханики жидкости и газа, теоретические методы расчета и выбора оборудования для шахтных стационарных установок, а также должен уметь по исходным данным рассчитать и выбирать стандартное оборудование для шахтных стационарных установок.

 

 

Исходные данные для выполнения работы.

Контрольно-курсовая работа выполняется студентом в соответствии с исходными данными, вариант которых определяется по последней цифре шифра зачетной книжки студента.

1) эксплуатационный расчет и выбор электромеханического оборудования вентиляторной установки главного проветривания.

Рассчитать и выбрать оборудование главной вентиляторной установки шахты по исходным данным, приведенным в таблице 1.1:

· Q_р - потребное количество воздуха для вентиляции шахты, м³/с.;

· h_max - максимальная депрессия шахтной сети, даПа;

· h_min - минимальная депрессия шахты, даПа;

· S - срок службы шахты, лет.

2) эксплуатационный расчет и выбор элементов главной водоотливной установки шахты.

Рассчитать и выбрать насосное оборудование и трубопроводы главной водоотливной установки шахты по исходным данным, приведенным в таблице 1.1:

· Q_м - максимальный суточный приток воды в горные выработки в период весенних и осенних паводков, м³/сут.;

· Q_н - нормальный суточный приток воды в шахту, м³/сут.;

· Т_п - продолжительность весенне-осенних паводков, сут.;

· Н_ст - вертикальная глубина шахтного ствола, м.;

· А - годовая производительность шахты, млн. т.

3) эксплуатационный расчет и выбор элементов шахтной пневматической установки.

Рассчитать и выбрать электромеханическое оборудование стационарной компрессорной установки применительно к схеме, показанной на рисунке 1.1, и исходным данным, приведённым в таблицах 1.2, 1.3 и 1.4.

4) эксплуатационный расчет и выбор элементов шахтной подъемной установки.

Рассчитать и выбрать типовое стандартное оборудование канатной подъёмной установки по исходным данным, приведенным в таблице 1.1:

· Q_ч - часовая производительность подъёмной установки; т/ч;

· тип подъёмной установки.

Исходные данные.

Эксплуатационными расчетами вентиляторной установки определяют параметры основного оборудования. При этом исходят из схемы вскрытия месторождения, горно-геологических и горно-технических условий шахты, плана горных выработок, категорийности шахты и т.п. При проведении расчетов пользуются исходными данными по таблице 1.1, которые включают в себя:

· Q_п - потребный расход воздуха в горных выработках, м³/с;

· h_max - максимальная депрессия (компрессия) шахтной вентиляционной сети, даПа;

· h_min - минимальная депрессия (компрессия) шахтной вентиляционной сети, даПа;

· S - срок службы шахты, лет;

· А - добыча полезного ископаемого за год, тонн;

· схема проветривания шахты (рис. 1).

Технологические схемы вентиляторных установок.

Главные вентиляторные установки относятся к важнейшему шахтному энергомеханическому оборудованию. От надежности их работы зависят производительность труда, здоровье и безопасность шахтеров. Остановка вентиляторной установки хотя бы на 10 мин в газовой шахте приводит к заполнению подземных выработок метаном, углекислым газом и т.п., созданию чрезвычайно опасных ситуаций и прекращению работ по добыче угля и проходки горных выработок. Для обеспечения нормальной работы на каждую тонну угля необходимо подавать от 5 до 15 тонн воздуха, потребность горного предприятия в воздухе составляет от 10 до 700 м³/с при давлении до 700 даПа. Высокая надежность и экономичность работы вентиляторных установок могут быть обеспечены только при правильном выборе, расчете и техническом обслуживании оборудвания.

Н=545м

направление движения свежей струи воздуха;

направление движения исходящей струи воздуха.

Рис. 1. - Принципиальная схема проветривания шахт:

Центральная нагнетательная.