Projekt przewietrzania sieci
wentylacyjnej kopalni
Dr inż. Marek Borowski
A-1, p.107a, I p., tel. 617-21-80
borowski@agh.edu.pl
Projekt przewietrzania sieci
wentylacyjnej kopalni
Dr inż. Marek Borowski
A-1, p.107a, I p., tel. 617-21-80
borowski@agh.edu.pl
Projekt przewietrzania sieci
wentylacyjnej kopalni
2
Ogólne zasady wykonania projektu
• Projekt powinien stanowić zwartą całość, trwale łączącą opis z
rysunkami - teczka, "bindowanie" lub inne.
• Całość ma być czytelna i przejrzysta z wyraźnie wyróżnionymi
częściami, podpunktami, itd.
• Wszystkie strony projektu muszą być ponumerowane.
• Każdy schemat, rysunek, tabela, tablica, załącznik itp. musi mieć
swoje jednoznaczne oznaczenie (np. numer) pozwalające na
odwołanie się do niego np. w tekście.
• Opracowanie projektowe musi spełniać wszystkie dodatkowe
wymagania stawiane przez Prowadzącego,
a wynikające z charakteru danego projektu.
Strona tytułowa. Do każdego projektu należy dołączyć stronę tytułową,
która powinna zawierać następujące informacje:
• nazwę uczelni i kierunek studiów,
• imię i nazwisko Autora,
• rok i rodzaj studiów oraz oznaczenie grupy projektowej, rok
akademicki,
• tytuł projektu i nazwę przedmiotu,
Projekt przewietrzania sieci
wentylacyjnej kopalni
3
ZAWARTOŚĆ OPRACOWANIA PROJEKTOWEGO
CZĘŚĆ OBLICZENIOWA
•
Wykonanie schematów wentylacyjnych
•
Dane i założenia projektowe. Określenie ilości powietrza ze
względu na różne czynniki.
•
Sprawdzenie ilości powietrza ze względu na warunki. Prognoza
warunków klimatycznych.
•
Określenie rozpływu powietrza w sieci wentylacyjnej. Zapis
struktury sieci wentylacyjnej.
•
Regulacja sieci wentylacyjnej. Dobór wentylatora.
•
Analiza pożarów podziemnych.
CZĘŚĆ RYSUNKOWA
•
Schemat poglądowy przewietrzania
•
Schemat przestrzenny przewietrzania
•
Schemat kanoniczny sieci wentylacyjnej
•
Schemat potencjalny sieci wentylacyjnej
•
Schemat kanoniczny pożarowy sieci wentylacyjnej
•
Charakterystyki wentylatorów głównego przewietrzania
Schematy wentylacyjne
Projekt przewietrzania sieci
wentylacyjnej kopalni
5
Mapa pokładowa
Projekt przewietrzania sieci
wentylacyjnej kopalni
6
Przekrój podłużny po linii
przekopów
Projekt przewietrzania sieci
wentylacyjnej kopalni
7
Schemat poglądowy
Projekt przewietrzania sieci
wentylacyjnej kopalni
8
Schemat przestrzenny
przewietrzania
Projekt przewietrzania sieci
wentylacyjnej kopalni
9
Schemat kanoniczny sieci
wentylacyjnej
Założenia do obliczeń
projektowych
Projekt przewietrzania sieci
wentylacyjnej kopalni
11
Założenia do obliczeń projektowych
Dla wykonania obliczeń zakłada się:
• zanieczyszczenie węgla, %, (przyjmujemy - 12% roboty
eksploatacyjne, 45% - roboty przygotowawcze)
• metanonośność, m
3
CH
4
/Mg
c.s.w
, (przyjmujemy: III KZM - pierwszy
pokład, III KZM - drugi pokład, IV KZM – trzeci pokład),
• postęp ścian, (przyjmujemy 50-120 m/m-c),
W oparciu o parametry geometryczne odczytane z map pokładowych i
złożowych oblicza się wydobycie dobowe brutto i odpowiednio
dobowe netto pomniejszone o wielkość zanieczyszczeń. Wyniki
należy zestawić tabelarycznie.
• Przekrój wnęki ścianowej
trapez:
podstawa dłuższa niższa 3,3 [m]
podstawa wyższa 2,9 [m]
współczynnik zmniejszenia przekroju f=0,89
• Kota niwelacyjna powierzchni (jeśli brak danych +250 m. n. p. m.)
Obliczanie niezbędnej
ilości powietrza
w kopalni
Projekt przewietrzania sieci
wentylacyjnej kopalni
13
Obliczenie niezbędnej ilości
powietrza w kopalni
• Niezbędną ilość powietrza doprowadzonego do kopalni należy
obliczać bilansując niezbędne ilości powietrza w miejscach jego
zapotrzebowania według wzoru:
• gdzie: V
k
-
niezbędna ilość powietrza w kopalni, m
3
/min,
• ΣV
e
-
suma niezbędnych ilości powietrza w wyrobiskach
eksploatacyjnych, m
3
/min,
• Σ V
kf
- suma niezbędnych ilości powietrza w komorach funkcyjnych,
m
3
/min,
• Σ V
wt
- suma niezbędnych ilości powietrza świeżego w wyrobiskach
technologicznych otamowanych tamami rozdzielającymi, m
3
/min,
• Σ V
kn
- suma niezbędnych ilości powietrza w wyrobiskach
korytarzowych przewietrzanych niezależnymi prądami
powietrza (w tym niezależne prądy dla przewietrzania drążonych
wyrobisk), m
3
/min.
∑
∑
∑
∑
+
+
+
=
kn
wt
kf
e
k
V
V
V
V
V
Projekt przewietrzania sieci
wentylacyjnej kopalni
14
Obliczenie niezbędnej ilości
powietrza w kopalni
• Ilość powietrza w kanale wentylacyjnym, równą wydajności
wentylatora V
w
przy
określonym szybie wydechowym, oblicza się
jako sumy ilości powietrza wypływającego z dołu kopalni i strat
zewnętrznych powietrza V
z
.
• Całkowitą ilość powietrza wypływającego z kopalni V
w
jest równa
ilości powietrza przepływającego przez wentylator głównego
przewietrzania
• Sprawdzenie ilości powietrza na poszczególnych ścianach:
a) ze względu na stężenie metanu
b) ze względu na prędkość przepływającego powietrza
z
k
w
V
V
V
+
=
Projekt przewietrzania sieci
wentylacyjnej kopalni
15
Prognoza temperatury powietrza
do ścian eksploatacyjnych
Zapis struktury sieci
wentylacyjnej
Projekt przewietrzania sieci
wentylacyjnej kopalni
17
Przykład
zapisu
struktury sieci
wentylacyjnej
L.p.
Nazwa
Bocznica
Długość
Pole Opór
100
Opór
Wydatek
Strata
Prędkość
Współcz.
wyrobiska
wlot-wylot
wyrobi-
przekroju
metrów wyro-
bocznicy
powietrza
naporu
powietrza przepusto-
ska [m]
wyrobiska [m
2
]
biska
[kg/m
7
]
[m
3
/s]
[N/m
2
]
[m/s]
wości
L
F
R
100
R
V
W
V
k
1 Szyb wydobywczy
1-2
872
38,0
0,0034
0,0293
150,0
659,5
3,9
33%
2 Przekop kierunkowy
2-3
370
20,0
0,0011
0,0040
63,9
16,4
3,2
40%
3 przekop
3-4
350
17,6
0,0015
0,0052
63,9
21,4
3,6
45%
4 przekop
4-12
25
17,6
0,0015
0,0004
28,4
0,3
1,6
20%
5 przekop
4-14
615
17,6
0,0015
0,0092
35,6
11,6
2,0
40%
6 przekop
14-15
270
17,6
0,0015
0,0040
35,6
5,1
2,0
40%
7 Chodnik przyścianowy
15-16
570
13,0
0,0052
0,0298
35,6
37,7
2,7
55%
8 ściana III
16-17
200
7,8
0,1930
0,3861
35,6
488,2
4,6
57%
9 Chodnik przyścianowy
17-18
65
13,0
0,0005
0,0003
35,6
0,4
2,7
34%
10 chodnik
18-26
490
13,0
0,0052
0,0257
35,6
32,4
2,7
34%
11 pochylnia
26-5
110
13,0
0,0052
0,0058
35,6
7,3
2,7
55%
12 pochylnia
5-6
335
13,0
0,0052
0,0175
60,9
65,1
4,7
94%
13 Przekop kierunkowy
6-10
340
20,0
0,0011
0,0037
150,0
82,9
7,5
150%
14 przekop wznoszący
12-13
325
17,6
0,0015
0,0049
28,4
3,9
1,6
20%
15 przekop
13-19
545
17,6
0,0015
0,0081
28,4
6,5
1,6
20%
16 chodnik
19-20
290
13,0
0,0052
0,0152
28,4
12,2
2,2
27%
17 chodnik
20-21
140
13,0
0,0052
0,0073
28,4
5,9
2,2
44%
18 Chodnik przyścianowy
21-22
220
13,0
0,0052
0,0115
28,4
9,3
2,2
44%
19 ściana I
22-23
125
7,5
0,2129
0,2662
28,4
214,1
3,8
76%
20 Chodnik przyścianowy
23-24
210
13,0
0,0052
0,0110
28,4
8,8
2,2
27%
21 przekop
24-25
875
17,6
0,0015
0,0131
28,4
10,5
1,6
20%
22 przekop
25-7
25
17,6
0,0015
0,0004
28,4
0,3
1,6
13%
23 przekop
7-35
340
17 6
0 0015
0 0051
65 3
21 7
3 7
31%
Regulacja rozpływu powietrza
w sieci wentylacyjnej
Projekt przewietrzania sieci
wentylacyjnej kopalni
19
Regulacja rozpływu powietrza
w sieci wentylacyjnej
• Spadek naporu na drodze niezależnej obliczamy wg zależności,
N/m
2
:
• gdzie:
• R
wi
– opór danej bocznicy należącej do drogi niezależnej, kg/m
7
,
• V
i
– ilość powietrza w danej bocznicy należącej do drogi
niezależnej, m
3
/s,
•
±∆
p
r
– strata ciśnienia przyjmowana w zależności od metody
regulacji, Pa.
r
k
n
i
wi
ci
p
V
R
p
∆
±
⋅
=
∆
∑
=1
2
Projekt przewietrzania sieci
wentylacyjnej kopalni
20
Dobór wentylatora do sieci
wentylacyjnej
• Po obliczeniu spadków naporu
na drogach niezależnych w
sieci wentylacyjnej można
określić punkt pracy
wentylatora poprzez podanie
całkowitego spiętrzenia (
∆p
w
)
oraz ilości powietrza
przepływającego przez
wentylator (V
w
).
• Spiętrzenie wentylatora
głównego przyjmuje się
równe spadkowi naporu na
drodze najtrudniejszej gdzie
występują największe opory
przepływu powietrza w
przypadku zastosowania tzw.
regulacji dodatniej.
Charakterystyka went WOK-1,8
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
2200
2400
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
V
w
, m3/s
∆p
w
, P
a
charakterystyka went
opór sieci went
Projekt przewietrzania sieci
wentylacyjnej kopalni
21
Schemat
potencjalny
kopalnianej sieci
wentylacyjnej
Projekt przewietrzania sieci
wentylacyjnej kopalni
22
Analiza pożarów podziemnych
• Schematy kanoniczne pożarowe przed i po powstaniu pożaru