1. Wyznaczenie strumieni objętości powietrza niezbędnego do przewietrzenia rejonu wentylacyjnego lub komory funkcyjnej.

1. ze względu na wydobycie:

[m³/s]

gdzie: W - wydobycie dobowe pochodzące z danego rejonu, Mg/dobę

k_w - współczynnik określający najmniejszy strumień powietrza, przypadający na tonę średniego wydobycia; (tabela XXXIII.3. „Wentylacji Kopalń” Nędza, Rosiek)

Rejon	W	H	kw	Vw
1	1220	670	0,008	9,76
2	1100	670	0,008	8,80
3	680	820	0,014	9,52
4	550	820	0,013	7,15
5	1400	820	0,010	14,00
6	1800	970	0,011	19,80
7	1700	970	0,011	18,70

2. ze względu na zagrożenie metanowe

gdzie :

W - wydobycie oddziałowe;

qm - współczynnik określający średnie stężenie metanu przypadające na 1 Mg dobowego wydobycia [m3/t];

p - dopuszczalne stężenie metanu, [%];

p = 1,0% bez metanometrii automatycznej;

p = 0,75% w szybie wydechowym;

p = 1,5% w przypadku zastosowania metanometrii automatycznej;

Rejon	Kategoria zagrożenia metanowego	km [m3/Mg]	W [Mg/d]	p [%]	Vm [m3/s]
1	II	3,5	1220	1,0	4,94
2	II	3,5	1100		4,45
3	IV	8,0	680		6,29
4	IV	8,5	550		5,41
5	III	5,0	1400		8,10
6	III	6,0	1800		12,5
7	III	5,5	1700		10,82

3. ze względu na MW

[m³/s]

gdzie: M_MW - masa odpalanego MW kg

M_MW = k_MW ⋅ W; k_MW = 0,15

k - współczynnik ucieczek powietrza

m - procentowy rozchód MW w okresie najintensywniejszego strzelania

b - ilość gazów toksycznych wytwarzanych przez MW

τ - czas przewietrzania przodka po robotach strzelniczych

Rejon	W	kMW	VMW
1	1220	183	0,51
2	1100	165	0,46
3	680	102	0,28
4	550	82,5	0,23
5	1400	210	0,58
6	1800	270	0,75
7	1700	255	0,71

Rejon	Vw	Vm	VMW	Vmax
1	9,76	4,94	0,51	9,76
2	8,80	4,45	0,46	8,80
3	9,52	6,29	0,28	9,52
4	7,15	5,41	0,23	7,15
5	14,00	8,10	0,58	14,00
6	19,80	12,5	0,75	19,80
7	18,70	10,82	0,71	18,70
				87,73

Sumaryczny strumień powietrza niezbędny do przewietrzania wszystkich rejonów kopalni wynosi:

m³/s

4. strumienie objętości powietrza w komorach

Wstępne określenie strumienia objętości powietrza:

gdzie: A - pole powierzchni przekroju poprzecznego komory [m²]

Strumień objętości powietrza ze względu na pięciokrotną wymianę powietrza w ciągu godziny:

gdzie: V - objętość komory m³,

Komora	A	Długość	V	V1	V2	Vmax
KMC	30	50	1500	4,93	2,08	4,93
KMW	20	70	1400	4,02	1,94	4,02
ZAJEZDNIA	40	30	1200	5,69	1,67	5,69
WARSZTATY	30	50	1500	4,93	2,08	4,93
						19,58

Ilość powietrza dopływająca do kopalni wynosi:

k_ri - liczba ujmująca straty powietrza w i-tym rejonie wentylacyjnym

k_ri = 1,2 dla eksploatacji systemem ścianowym z zawałem stropu lub podsadzką hydrauliczną

k_g - liczba ujmująca straty powietrza w grupowych drogach powietrza świeżego

k_g = k_p + k_o + k_s + 1

k_o - liczba ujmująca straty powietrza w zależności od liczby projektowanych poziomów wydobywczych

(k_o = 0,2) liczba rejonów od 5-10

k_p - liczba ujmująca straty powietrza w zależności od liczby projektowanych poziomów wydobywczych

(k_p = 0,15) poziomy wydobywcze

k_s - liczba ujmująca straty powietrza w zależności od rozmieszczenia szybów wdechowych i wydechowych

(k_s = 0,15) - przy mieszanym rozmieszczeniu szybów

k_g = 0,15 + 0,2 + 0,15 + 1 = 1,5

V_cs = (87,73⋅ 1,2 + 19,58) ⋅ 1,5

V_cs = 187,28 m³/s

5. straty wewnętrzne

Straty wewnętrzne obliczono korzystając z następującego wzoru:

Straty grupowe i rejonowe są znajdują się na załączonym rysunku

6. straty zewnętrzne

straty zewnętrzne - 15 [%]

2. Wyznaczenie objętości powietrza i oporów we wszystkich bocznicach sieci.

Opór 100 - metrowego odcinka szybów o przekroju kołowym w obudowie murowej lub betonowej z pełnym wyposażeniem obliczono ze wzoru:

Opór 100 - metrowego dla wyrobisk korytarzowych w obudowie ŁP obliczono ze wzoru:

Opór 100 - metrowego dla wyrobisk komorowych w obudowie murowej lub betonowej obliczono ze wzoru:

Opór 100 - metrowego odcinka dla ścian zmechanizowanych z obudową stalowo-czołową obliczono ze wzoru:

Opór w poszczególnych bocznicach wyznaczono na podstawie wzoru:

3. wyznaczenie niezależnych zewnętrznych oczek sieci. dyssypacja energii w bocznicach oraz dyssypacji w poszczególnych oczkach.

Obliczenia dyssypacji energii znajdują się w załączonej tabeli nr 2.

OCZKO I	1-2-6-20-21-22-23-25
OCZKO II	1-2-6-7-9-19-20-21-22-23-25
OCZKO III	1-2-6-7-9-19-21-22-23-25
OCZKO IV	1-2-6-7-9-10-22-23-25
OCZKO V	1-2-6-7-8-12-13-14-15-16-18
OCZKO VI	1-2-6-7-9-10-11-14-15-16-18
OCZKO VII	1-2-6-7-9-10-11-13-14-15-16-18
OCZKO VIII	1-2-6-8-12-13-14-15-16-18
OCZKO IX	1-2-3-12-13-14-15-16-18
OCZKO X	1-2-3-4-A-5-15-16-18
OCZKO XI	1-2-3-4-B-5-15-16-18

[J/m^3]	W - 1	W - 2
lf max	2839,2	3669,3
lf min	2567,3	3208,3
lf śr	2703,27	3438,77
lf poś	2790,0	3516,8

4. regulacja metodą sałustowicza.

Regulacja dodatnia

;

gdzie: l_m - dyssypacja energii w tamie

l_tg - spiętrzenie wentylatora głównego

l_f - dyssypacja energii w oczku

R_m - opór tamy

- strumień powietrza w bocznicy

R_f - opór powietrza w bocznicy

Nr oczka	I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI
Nr wentylatora	W-1				W-2
ltg [Pa] spiętrz wentylatora głównego	2839,23				3669,29
lm [J/m^3] dyssypacji energii w tamie	271,9	48,1	49,3	0,0	152,5	19,1	0,0	290,0	400,1	461,0	456,4
Rm [Ns^2/m^8] opór tamy	35,2	0,5	0,8	0,0	17,9	0,0	0,0	143,8	23,0	76,2	1,4
V [m^3/s]	2,78	10	7,68	23,76	2,92	23,76	18,24	1,42	4,17	2,46	18,24

Regulacja ujemna

gdzie: l_tp - spiętrzenie wentylatora pomocniczego

Nr oczka	I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI
Nr wentylatora	W-1				W-2
ltg [Pa] spiętrz wentylatora głównego	2567,30				3208,25
ltp [Pa] spiętrz wentylatora pomocniczego	0,0	223,9	222,7	271,9	949,5	1082,9	1102,0	812,0	701,9	640,9	645,6
Wydajność wentylatora pomocniczego V	2,78	10,00	7,68	23,76	2,92	23,76	18,24	1,42	4,17	2,46	18,24

Regulacja mieszana

Nr oczka	I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI
Nr wentylatora	W-1				W-2
ltg [Pa] spiętrz went. gł.	2789,96				3516,79
ltp [Pa] spiętrz went. pomocniczego	---	1,2	0,0	49,3	0,0	133,4	152,5	---	---	---	---
Wydajność wentylatora pomocniczego V	2,78	10,00	7,68	23,76	2,92	23,76	18,24	1,42	4,17	2,46	18,24
Rm [Ns^2/m^8] opór tamy	28,8	---	0,0	---	0,0	---	---	68,2	14,2	51,0	0,9
lm [J/m^3] dysyp. energii w tamie	222,7	---	0,0	---	0,0	---	---	137,5	247,6	308,5	303,9
V [m^3/s]	2,78	10,00	7,68	23,76	2,92	23,76	18,24	1,42	4,17	2,46	18,24

5. Wyznaczenie potecjału oraz schematu potencjalnego wraz z jego analizą dla regulacji dodatniej.

Dla tamy :

Dla wentylatora :

Potencjał :

gdzie:

l_f - dyssypacja w bocznicy

l_m - dyssypacja na tamie

l_tp - spiętrzenie wentylatora pomocniczego

- spadek potencjału w bocznicy

- potencjał na dopływie do bocznicy

- potencjał na wypływie z bocznicy

Dla regulacji dodatniej:

Bocznica	lf [J/m^3]	lm [J/m^3]	dF [J/m^3]	Węzeł	F [J/m^3]
				1	0
1-2	821,73		821,73	2	-821,73
2-3	15,44		15,437	3	-837,16
3-12	0,48	400,11	400,587	12	-1237,75
3-4	11,25		11,253	4	-848,42
4-A-5	0,26	461,04	461,30	5	-1309,72
4-B-5	4,94	456,36	461,301	5	-1309,72
5-15	33,65		33,655	15	-1343,37
2-6	125,54		125,543	6	-947,27
6-7	137,65		137,652	7	-1084,92
6-8	0,34	289,97	290,31	8	-1237,58
6-20	0,41	271,93	272,340	20	-1219,61
7-8	0,16	152,50	152,66	8	-1237,58
7-9	81,89		81,887	9	-1166,81
9-10	49,20		49,197	10	-1216,01
9-19	4,23		4,231	19	-1171,04
19-20	0,52	48,05	48,570	20	-1219,61
19-21	0,69	49,27	49,957	21	-1221,00
20-21	1,39		1,386	21	-1221,00
21-22	4,23		4,235	22	-1225,23
10-22	9,23	0,00	9,226	22	-1225,23
22-23	1409,35		1409,354	23	-2634,59
23-25	204,65		204,648	25	-2839,23
10-11	20,23		20,230	11	-1236,24
11-13	2,38	0,00	2,384	13	-1238,62
11-14	7,45	19,07	26,517	14	-1262,75
8-12	0,17		0,169	12	-1237,75
12-13	0,87		0,867	13	-1238,62
13-14	24,13		24,134	14	-1262,75
14-15	80,62		80,620	15	-1343,37
15-16	2259,37		2259,368	16	-3602,74
16-18	66,547		66,547	18	-3669,29

6. Dobór stacji wentylatorów głównych dla najtrudniejszego oczka krytycznego.

1. Dobór wentylatora głównego W-1 w szybie wentylacyjnym

WARIANT DYSSYPACYJNY

Δ_pc = 2893,23 [Pa]

_W-1 = 102,2 [m³/s]

• Konieczna moc użyteczna

290,17 [kW]

• Opór kopalni

0,27 [Ns²/m⁸]

• Otwór równoznaczny

A_e = 2,28 [m²]

Wstępnie dobieram wentylator typu WPG-200/1,4.

Warunki stabilności:

warunek kumulacyjny

2893,23 [N/m²]
= 4050 [N/m²]

warunek dyssypacyjny

0,43 [Ns²/m⁸]

K = 1,2

0,27
0,36

warunek ekonomiczności:

80 [%]
70,4 [%]

Wszystkie warunki są spełnione.

2. Dobór wentylatora głównego W-2 w szybie wentylacyjnym

WARIANT DYSSYPACYJNY

Δ_pc = 3669,29 [Pa]

_W-1 = 129,4 [m³/s]

• Konieczna moc użyteczna

474,81 [kW]

• Opór kopalni

0,22 [Ns²/m⁸]

• Otwór równoznaczny

A_e = 2,54 [m²]

Wstępnie dobieram wentylator typu WPG-240/1,4.

Warunki stabilności:

warunek kumulacyjny

3669,29 [N/m²]
= 4050 [N/m²]

warunek dyssypacyjny

0,27 [Ns²/m⁸]

K = 1,2

0,22
0,22

warunek ekonomiczności:

87 [%]
70,4 [%]

Wszystkie warunki są spełnione.

7. Analiza bezpieczeństwa sieci wentylacyjnej.

1. Stabilność kierunków przepływu.

gdzie: l_fλβ - dyssypacja energii w bocznicy β oczka zewnętrznego λ sieci aktywnej, J/m³

l_fλ - suma dyssypacji energii we wszystkich bocznicach β oczka zewnętrznego λ sieci aktywnej, J/m³

- stabilność zadowalająca

Wyniki znajdują się w załączonej tabeli.

2. Racjonalność systemów przewietrzania.

gdzie: l_fλβ - dyssypacja energii w bocznicy β oczka zewnętrznego λ sieci aktywnej, J/m³

l_fλ - suma dyssypacji energii we wszystkich bocznicach β oczka zewnętrznego λ sieci aktywnej, J/m³

- system racjonalny

Wyniki znajdują się w załączonej tabeli.

3. Bezpieczeństwo współpracy kilku wentylatorów.

gdzie: l'_fλβ - wielkość spadku naporu na drodze od szybu wdechowego do najdalej wysuniętego węzła na schemacie potencjalnym, w którym rozgałęzia się prąd grupowy powietrza świeżego, J/m³

Δpc'_min- wielkość spiętrzenia wentylatora o mniejszej depresji dla danej pary wentylatorów, J/m³

- bezpieczeństwo zapewnione

Ostatnim węzłem w którym rozdziela się prąd świeżego powietrza jest węzeł 10.

= 0,43 < 0,67

Warunek spełniony.

---