Dane do projektu:

• długość lutniociągu::450 m

• rodzaj obudowy: ŁP - 9

• kategoria zagrożenia metanowego: III

• rodzaj uszczelnienia: b.dobre

• rodzaj wentylacji: ssąca

• ilość materiału wybuchowego: 40kg

• ilość wydzielającego się metanu: 0,0015 m³ _CH­4 /s

• pole przekroju poprzecznego wyrobiska ślepego: A = 12 m² (pole przekroju z poradnika górniczego dla obudowy ŁP-9)

Część 1

I Wyznaczanie koniecznej objętości strumienia powietrza świeżego w przodku wyrobiska ślepego. Konieczną objętość strumienia powietrze świeżego w przodku wyrobiska ślepego wyznacza się ze względu na:

1. minimalną prędkość powietrza żądaną przepisami bhp

2. ilość metanu

3. ilość i skład gazów odstrzałowych

4. zapylenie powietrza

5. warunki klimatyczne

Strumień potrzebny V_p = max (
;
;
)

I.I Konieczną objętość strumienia powietrza świeżego
w wyrobisku ślepym ze względu na minimalną prędkość powietrza można wyznaczyć na podstawie wzoru:

= A⋅w_min

gdzie: A - pole przekroju poprzecznego wyrobiska ślepego, m² (dane do projektu)

w_min - minimalna prędkość powietrza,

w_min wyznaczone dla pola kategorii trzeciego zagrożenia metanowego oraz wyrzutami gazów i skał, wyznaczono z tabelki I.24; w_min = 0,30

zatem
= 12⋅ 0,30 = 3,6

I.II Obliczono strumień, ze względu na ilość wydzielającego się metanu, wg wzoru:

V₂ =

gdzie: V_CH4 - ilość metanu wydzielającego się do wyrobiska ślepego (dane do projektu),

C_CH4 - dopuszczalne stężenie metanu, jego ilość określają przepisy górnicze, w projekcie przyjęto 1,5% biorąc pod uwagę, iż stosuje się metanometrię automatyczną, zatem:

V₂ =
= 0,001

I.III Dla wentylacji ssącej obliczono strumień ze względu na ilość gazów powstałych przy urabianiu materiałem wybuchowym, wg wzoru:

V₃ =
[m³/s]

gdzie: A - pole przekroju poprzecznego wyrobiska ślepego, m² (dane do projektu)

τ - czas przewietrzania przodku po robotach strzelniczych [min], τ = 30 min

M - ilość materiału wybuchowego zużytego jednorazowo do odstrzału urobku w przodku, [kg]; M = 38kg

L_α - długość wyrobiska ślepego [m]; L = 450m

zatem:

V₃ =
= 3,87

V_pmax =3,87

II Metody regulacji i obliczenia lutniociągów kopalnianych

II.I Obliczenie pola poprzecznego lutniociągu wg wzoru:

A_L =
[m²]

gdzie: D_L - średnica lutniociągu [m]; D_L = 0,6m dla lutni metalowej

zatem:

A_L =
= 0,196 [m²]

II.II Obliczono opór właściwy bezwładnościowy wg wzoru:

R_b =

gdzie: A_L - pole przekroju poprzecznego lutniociągu, [m²]; A_L = 0,196

ρ_n = ρ_m = 1,2
- średnia gęstość powietrza w lutniociągu

zatem:

R_b =
= 15,57

II.III Obliczono sprawność lutniociągu wg wzoru:

η_L =

gdzie: a - współczynnik zależny od rodzaju wentylacji, dla wentylacji tłoczącej policzono ze

wzoru niżej a = 2487,92

k - czynnik nieszczelności lutniociągu dla uszczelnienia b. dobrego (dane do projektu);

dla uszczelnienia b. dobrego k przyjęto z przedziału:

0,00003
< k ≤ 0,00015

zatem przyjęto k = 0,00009

Współczynnik a dla wentylacji ssącej obliczono ze wzoru:

a =

gdzie: ρ_n = ρ_m = 1,2
- średnia gęstość powietrza w lutniociągu

D_L - średnica lutniociągu równa 0,5m dla lutni metalowych

S_L - długość jednej lutni metalowej, dla średnicy lutniociągu D_L = 0,5m S_L = 2m

r_L - opór jednostkowy dla lutniociągu metalowego o średnicy 0,5m odczytano z tabelki

I.27, r_L = 0,540

R_z - opór zasuwy, przyjęto R_z = 0 (punkt leży na charakterystyce)

L_L - długość lutniociągu [m], L_L = 450m (dane do projektu)

C_co - dopuszczalne stężenie tlenku węgla w %; C_co = 0,015%

R_b- opór bezwładnościowy, R_b = 15,79

Długość wyrobiska ślepego jest większa od odległości granicznej

a =
= 1264,29

Mając obliczony współczynnik zależny od rodzaju lutniociągu możemy przystąpić do obliczenia sprawności lutniociągu:

η_L =
= 0,89

II.IV Obliczenie oporu R_L lutniociągu dla wentylacji ssącej:

R_L=

gdzie: R_z - opór zasuwy, przyjęto R_z = 0 (punkt leży na charakterystyce)

R_b - opór właściwy bezwładnościowy; R_b = 15,79

η_L - sprawność lutniociągu obliczona w punkcie II.III; η = 0,89

L_L - długość wyrobiska ślepego; L_L = 450m

zatem:

R_L=
= 272,86

III Dobór wentylatora lutniowego

III.I Obliczono wydajność wentylatora wg wzoru:

gdzie: V_pmax - maksymalny strumień objętości powietrza w wyrobisku ślepym;

V_pmax = 5,43

η_L - sprawność lutniociągu obliczona w punkcie II.III; η = 0,89

zatem:

= 6,10

III.II Obliczono spiętrzenie wentylatora lutniowego Δp_c wg wzoru:

Δp_c =

gdzie: R_nL - opór lutniociągu (kilomiurgi) określony za pomocą metody H. Bystronia liczony

ze wzoru:

R_nL =

gdzie: ρ_n = ρ_m = 1,2
- średnia gęstość powietrza w lutniociągu

R_L - opór lutniociągu dla wentylacji tłoczącej; R_L = 272,86

zatem:

R_nL =
= 272,86

natomiast V_wn to wymagana wydajność wentylatora
obliczona ze wzoru:

V_wn =

gdzie: ρ_n = ρ_m = 1,2
- średnia gęstość powietrza w lutniociągu

- wydajność wentylatora
;
= 6,10

zatem:

V_wn =
= 6,10

Zatem spiętrzenie wentylatora lutniowego wynosi:

Δp_c =

Δp_c =
= 10153,12

Mając dane
(wydajność wentylatora) oraz spiętrzenie wentylatora lutniowego Δp_c możemy przystąpić do doboru wentylatora wg charakterystyki.

---