DANE PROJEKTOWE-TAB NR I.

1.Wyznaczanie niezbędnego strumienia objętości powietrza do przewietrzania rejonów wentylacyjnych:

Ze względu na zatrudnienie tab.nr1

m³/s

gdzie:

N - ilość osób zatrudnionych na ścianie na najliczniejszej zmianie

k_n - współczynnik określający ilość powietrza przypadającą na 1 osobę (przyjmujemy 10 [m³/min])

Ze względu na wydobycie i gł. zalegania tab.nr 2

m³/s

gdzie:

W - średnie wydobycie dobowe ze ściany [Mg/d]

k - wsp. zależny od wydobycia i gl. zalegania(dobrano z tablic)

Ze względu na moce silników tab. nr 3

m³/s

gdzie:

k_z-wsp. wynoszący 0,0904

N_sp-moce silnikow, kW

Wyznaczenie max. strumienia objętości powietrza niezbędnego do przewietrzania wszystkich rejonów kopalni wynosi:

160,07 [m³/s]

Wyznaczanie strumienia objętości powietrza niezbędnego do przewietrzania komór funkcyjnych:

Wstępne określenie strumienia objętości powietrza

gdzie:

A - pole powierzchni przekroju poprzecznego komory [m²]

0,9 - współczynnik przeliczeniowy dla kopalń metanowych

Strumień objętości powietrza ze względu na 5-krotną wymianę powietrza w ciągu godziny

gdzie:

V - objętość komory [m³]

Strumień objętości powietrza niezbędny do przewietrzania komór wynosi- tab.II

V_k = 13,14 [m³/s]

Obliczenie strat wewnętrznych

V_ri - strumień objętości powietrza niezbędny do prawidłowego przewietrzania i-tego rejonu wentylacyjnego

V_kj - strumień objętości powietrza niezbędnego do przewietrzania komory funkcyjnej

k_ri - liczba ujmująca straty powietrz w i-tym rejonie wentylacyjnym = 1,2

k_g - liczba ujmująca straty powietrza w grupowych drogach powietrza świeżego

k_g = k_p + k_o + k_s +1

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

k_o - liczba ujmująca straty powietrza w zależności od liczby rejonów (oddziałów) eksploatacyjnych

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

wydechowych

Zestawienie przyjętych współczynników

Współczynnik	Wartość
kri	1,2
kp	0
ko	0,2
ks	0,15
kg = kp + ko + ks +1	1,35

=277,05 [m³/s]

Obliczenie strat zewnętrznych

Straty zewnętrzne powietrza zależą w większości od dysypacji energii zachodzącej w uszczelnieniu zrębu szybu wydechowego i od rodzaju zamknięcia szybu.

V_sz=V/1-0.15= 48,89 [m³/s]

Ilość powietrza wypływająca z kopalni wynosi = 325,94[m³/s]

Dobór parametrów -tab 5

Wartości oporów 100 - metrowych odcinków bocznic, przy danym rodzaju obudowy, dobrano ze skryptu z tablic: XX.1 - XX.4.

1.Określenie nazw wyrobiska

2.Określenie str.objęt. wyrobiska, m³/s

3. Określenie dł. wyrobiska, m.

4. Określenie rodzaju obudowy

5.Obliczenie prędkości przepływającego powietrza, m/s

6.Opór 100 - metrowego odcinka ściany Ns²/m⁸

7.Obliczenie oporu bocznicy, Ns²/m⁸

7.Obliczenie oporu całkowitego

Opór w poszczególnych bocznicach wyznaczono na podstawie wzoru:

Wyznaczanie dysypacji energii w poszczególnych bocznicach i oczkach niezależnych , tab.6

Metody regulacji rozpływu powietrza w sieci kopalnianej

Wariant dysypacyjny tab.7

gdzie:

l_m - dysypacja energii w tamie

l_{tg max} - spiętrzenie wentylatora głównego-max. wart.

l_f - dysypacja energii w bocznicy dla danego oczka

R_m - opór tamy

- strumień powietrza w bocznicy

Wariant komulacyjny tab.8

gdzie:

l_tp - spiętrzenie wentylatora pomocniczego

l_{tg max} - spiętrzenie wentylatora głównego-min. wart.

l_f - dysypacja energii w bocznicy dla danego oczka

Wariant kombinowany tab.9

l_{f śś} - spiętrzenie wentylatora głównego- wart. wartość uśredniana

l_f - dysypacja energii w bocznicy dla danego oczka

l_m - dysypacja energii w tamie

l_tp - spiętrzenie wentylatora pomocniczego

Wyznaczenie spadków potencjału w bocznicach

Dla regulacji dodatniej tab. nr 10, ujemnej tab. nr 11i mieszanej tab. nr 12

Dla tamy :

Dla wentylatora :

Potencjał :

gdzie:

l_f - dysypacja w bocznicy

l_m - dysypacja na tamie

l_tp - spiętrzenie wentylatora pomocniczego

- spadek potencjału w bocznicy

- potencjał na dopływie do bocznicy

- potencjał na wypływie z bocznicy

Dobór wentylatorów głównych

Dobór wentylatora W-1:

Δpc = 1443,58 [Pa]

= 218,79[m³/s]

Konieczna moc użyteczna

315,8 [kW]

Opór

0,03 [Ns²/m⁸]

Otwór równoznaczny

A_e = 6,86[ m²]

Dobieram wentylator typu WPGD - 220/1,8 Przy obrotach 300 [obr./min]

spełnia on poniższe warunki.

Warunki stabilności :

• warunek kumulacyjny

1443,58 [N/m²]
= 2430 [N/m²]

Warunek ekonomiczności :

0,7
0,68

Warunek dysypacyjny

R<R_gr/K R_gr=p_{c max}/V² R-opór

K-rezerwa dławienia ,1,2 lub 1,5

0,03<0,36

Dobór wentylatora W-2:

Δpc = 1007,12 [Pa]

= 107,15[m³/s]

Konieczna moc użyteczna

108 [kW]

Opór kopalni

0,087[Ns²/m⁸]

Otwór równoznaczny

A_e = 4,02 [ m²]

Dobieram wentylator typu WPK-2,6. Przy obrotach 500 [obr./min]

spełnia on poniższe warunki.

Warunki stabilności :

• warunek kumulacyjny

1007,12 [N/m²]
= 2070 [N/m²]

Warunek ekonomiczności :

0,7
0,68

Warunek dysypacyjny

R<R_gr/K R_gr=p_{c max}/V² R-opór

K-rezerwa dławienia ,1,2 lub 1,5

0,087<0,58

Analiza schematu potencjalnego.

Na podstawie sporządzonego schematu potencjalnego dokonano analizy:

1. stabilności kierunków przepływu powietrza w rejonach wentylacyjnych,

2. racjonalności systemu przewietrzania,

3. bezpiecznej współpracy wentylatorów głównych.

Analiza stabilności kierunków przepływu powietrza w rejonach wentylacyjnych

Wskaźnik stabilności według W. Budryka określa się zależnością:

, gdzie:

H'_wc - całkowita depresja wentylatora [Pa],

W' - strata naporu w rejonie, równa różnicy potencjału wlotu i wylotu rejonu [Pa].

Przykładowe obliczenia dla rejonu I:

st=-899,074-(-839,573)/-1059,92-(-59,501)=0,0594

Zestawienie wyników:

Rejon	Wskaźnik stabilności st
I	0,0594
II	0,054
III	0,15
IV	0,179
V	0,147
VI	0,183

Przyjęło się uznawać, że st
0,25, jednak w praktyce okazało się, iż utrzymanie tak wysokiej liczby kryterialnej napotyka trudności. Obniżono zatem wymagania, uznając, iż stabilność jest zadowalająca , gdy st
0,1. Na podstawie powyższej tabelki należy stwierdzić, że stabilność kierunku przepływu powietrza jest niezadowalająca jedynie w rejonach 1 i 2. Chcąc zwiększyć liczbę st w tych rejonach, należałoby zmniejszyć opory głównych prądów powietrza płynących przez te rejony.

Analiza racjonalności stanu przewietrzania

Racjonalność systemu przewietrzania jest tym większa, im większa jest wartość stosunku straty napory w prądzie rejonowym do wielkości spiętrzenia wentylatora pracującego w tej podsieci, do której należy dany prąd rejonowy:

Przykładowe obliczenia dla rejonu I:

rc=-899,074-(-839,573)/-1059,92=0,0561

Zestawienie wyników:

Rejon	Racjonalność systemu przewietrzania rc
I	0,0561
II	0,0503
III	0,129
IV	0,151
V	0,131
VI	0,154

Uznaje się, że system jest racjonalny wówczas, gdy wartość liczby rc
0,2 (co oznacza, że co najmniej 20% rozporządzalnego spiętrzenia idzie na pokonanie oporu ruchu w prądzie rejonowym). Praktyka wykazuje jednak, że utrzymanie liczby rc na tym poziomie jest trudne do zrealizowania. Jak widać z powyższej tabelki żaden z rejonów(szczególnie rejon 1 i 2,z wentylatorem nr 2) nie jest przewietrzany racjonalnie, a więc cały system nie jest przewietrzany racjonalnie.

Analiza bezpieczeństwa współpracy wentylatorów głównych

Wskaźnik bezpiecznej współpracy wentylatorów B definiowany jest wzorem:

, gdzie:

W_r' - wielkość spadku naporu na drodze od szybu wdechowego do najdalej wysuniętego węzła na schemacie potencjalnym, w którym rozgałęzia się prąd grupowy świeżego powietrza [Pa],

H'_wmin - wielkość spiętrzenia wentylatora o mniejszej depresji dla danej pary wentylatorów [Pa].

Dla analizowanego schematu:

W_r'(dla węzła 11)= 813,151[Pa]

H'_wmin=1059,92 [Pa]

Zatem:

B=813,151/1059,92=0,767

Wyróżnia się dwie charakterystyczne wielkości wskaźnika B

-gdy wartość B=0(W'_r=0),wówczas rozpatrywane podsieci związane z analizowaną parą wentylatorów są całkowicie niezależne. W tym przypadku nie istnieje problem przeciągania wentylatora o mniejszej depresji przez wentylator o większym spiętrzeniu.

-gdy wskaźnik bezp. B=1, to przepływ przynajmniej w jednej z bocznic łączacych podsieci jest zatrzymany. Przy wywołaniu minimalnych zaburzeń w sieci może zaistnieć w tej bocznicy tedencja do przeplywu w jednym lub w drugim kierunku.

-gdy wsk. Bezp. Ma mniejszą wartość , tym mniejsze prawdopodobieństwo powstania trwałych zaburzeń w sieci , polegających na zmianach kierunków przepływów powietrza w szybach wentylacyjnych. Przyjmuje się , ze bezpieczeństwo współpracy wentylatorów jest zapewnione wówczas , gdy wsk. Bezp. B -wyznaczone na podstawie schematu potencjalnego dla wszystkich par wentylatorów jest mniejszy od 0,67B<0,67.

- 4 -str. 4

---