Wyznaczanie strumieni objętości powietrza potrzebnych do przewietrzenia rejonów wentylacyjnych.

a) ze względu na zatrudnienie:

V_N = N*b_N

N- liczba osób zatrudnionych na najliczniej obsadzonej zmianie

b_N- wsp. określający ilość powietrza przypadająca na jednego człowieka ,

b_N= 0,167 s na os/zm m³/

REJON	N	bN	V
				m^3/s	m^3/s
I 15-H-16	78	0,167	13,03
II 15-G-16	63			10,52
III 7-8	70			11,69
IV 7-B-9	81			13,53
V 4-E-F-6	98			16,37

b) ze względu na wydobycie i głębokość:

V_W = W_d*a_w

W_d- średnie wydobycie netto ze ściany, [ Mg / dobę]

a_w- wsp. określający najmniejszy strumień objętości powietrza, przypadający na tonę

średniego wydobycia ze ściany [ m³/s ]

REJON	Wd	Głębokość	aw	V
		[ Mg / dobę]	m	-	m^3/s
I 15-H-16	1200	1000	0,011	13,20
II 15-G-16	800	1000	0,014	11,20
III 7-8	900	800	0,011	9,90
IV 7-B-9	1100	800	0,009	9,90
V 4-E-F-6	1400	1200	0.012	16,80

c) ze względu na zagrożenie metanowe:

W- wydobycie oddziałowe

k_m. - ilość wydzielającego się metanu [m³/t]

p - dopuszczalne stężenie metanu [%]

p= 1,0 % - bez metanometrii atomatycznej

p= 0,75% - w szybie wydechowym

p= 1,5 % - przy zastosowaniu metanometrii automatycznej

Rejon	Kat. Zagroż Metan	km	W	p	V
				m^3/t	t/d	%	m^3/s
I 15-H-16	III	7	1000	1,0	8,10
II 15-G-16	III	7	1000			8,10
III 7-8	II	3	800			2,78
IV 7-B-9	II	3	800			2,78
V 4-E-F-6	IV	9	1200			12,5

Rejon	H	N	W	kat zagr metan	konieczne obj. strumieni powietrza						V1max
										zatrudnienie		wydobycie		zagr. metan.
										bN	V	aw	V	km	V	m^3/s
I	1000	78	1200	III	0,167	13,03	0,011	13,20	7	8,10	13,20
II	1000	63	800	III			10,52	0,014	11,20	7	8,10	11,20
III	800	70	900	II			11,69	0,011	9,90	3	2,78	11,69
IV	800	81	1100	II			13,53	0,009	9,90	3	2,78	13,53
V	1200	98	1400	IV			16,37	0,012	16,80	9	12,5	16,80

Sumaryczny strumień objętości powietrza niezbędny do przewietrzania wszystkich rejonów wentylacyjnych kopalni wynosi:

V_R =
_max= 66,42 m³/s

2.Wyznaczanie strumieni objętości powietrza potrzebnych do przewietrzenia komór funkcyjnych.

1. wstępne określenie strumienia objętości powietrza

V₁= 0,9*

1. pole powierzchni przekroju poprzecznego komory, m²

Współczynnik 0,9 jest współczynnikiem przeliczeniowym dla kopalń metanowych

2. strumień objętości powietrza ze względu na 5- krotną wymianę powietrza w ciągu godziny

V- objętość komory, m³

Lp.	komora	A	długość	V	V1	V2	Vmax
				m^2	m	m^3/s	m^3/s	m^3/s	m^3/s
1	Warsztat	25	70	1750	4,50	2,43	4,50
2	K.P	20	40	800	4,02	1,11	4,02
3	K.M.W	20	40	800	4,02	1,11	4,02

Sumaryczny strumień objętości powietrza niezbędny do przewietrzania komór wynosi:

V_K =
_max =12,54 m³/s

Ilość powietrza dopływająca do kopalni:

V_d = V_R + V_K

V_d = 66,42+ 12,54

V_d = 78,96 m³/s

Strumień objętości powietrza niezbędnego do przewietrzania robót górniczych

gdzie:

V_ri - str. obj. powietrza niezbędny do prawidłowego przewietrzania i-tego rejonu

wentyl. obejmującego oddział eksploat. [m³/s]

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

V_kj - str. obj. powietrza niezbędny do przewietrzania j-tej komory funkcyjnej [m³/s]

kg - liczba ujmująca straty powietrza w grupowych drogach powietrza świeżego

V_cs=( 66,42 ⋅1.2 + 12,54 )⋅ 1,3=119,92 [m³/s]

k_ri=1,2

kg=k_p+k_o+k_s+1=1,3

Ilość powietrza wypływająca z kopalni ze stratami zewnętrznymi:

dla wentylatora W-1

dla wentylatora W-2

Straty powietrza w grupowych drogach powietrza wynoszą: 27,68 [m³/s]

(119,92-(66,42⋅1,2+12,54))=27,68

3.Wyznaczenie oporu wszystkich wyrobisk górniczych.

Bocznica	Nazwa wyrobiska	V	Długość wyrobiska L	Rodzaj obudowy	Pole przekroju A	w	rf100	Rf	R
					m^3/s	m.		m^2	m/s	Ns^2/ m^9	Ns^2/ m^8	Ns^2/ m^8
1-2	szyb wdechowy	119,92	1100	betonowa	25	4,8	0,0004	0,0044	0,0044
2-A	przecznica	4,50	250	murowa	32,5	0,18	0,00044	0,0011	0,0416
A-8	chodnik wentylacyjny	4,50	500	ŁP-7	10,9	0,54	0,0081	0,0405
2-7	chodnik podstawowy	40,7	500	ŁP-6	9,3	4,23	0,0118	0,059	0,059
7-8	ściana 3	11,69	250	zmechan.	14,5	1,26	0,105	0,2625	0,2625
8-9	chodnik wentylacyjny	18,53	600	ŁP-7	10,9	2,21	0,0081	0,0486	0,0486
7-B	chodnik podstawowy	13,53	600	ŁP-6	9,3	2,27	0,0118	0,0708	0,3333
B-9	ściana 4	13,53	250	zmechan.	14,5	1,46	0,105	0,2625
9-10	chodnik wentylacyjny	45,19	500	ŁP-7	10,9	4,15	0,0081	0,0405	0,0405
10-12	szyb wydechowy	80,64	700	betonowa	20	4,09	0,0071	0,497	0,497
11-12	szyb	14,23	15	betonowa	20	0,72	0,0071	0,0011	0,0011
12-13	kanał wentylacyjny	94,87	30	betonowa	20	4,82	0,0071	0,0021	0,0021
2-3	przecznica	74,73	4200	ŁP-8	12,8	5,84	0,0055	0,231	0,231
3-5	przekop	4,02	900	murowa	21	0,25	0,0006	0,0054	0,0054
3-4	przecznica	70,71	150	ŁP-8	12,8	5,43	0,0055	0,0082	0,0082
4-C	przekop	4,02	900	murowa	21	0,25	0,0006	0,0054	0,0783
C-5	przecznica	4,02	900	ŁP-7	10,9	0,48	0,0081	0,0729
5-D	przecznica	8,04	200	ŁP-7	10,9	0,96	0,0081	0,0001		0,0827
D-6	chodnik wentylacyjny	8,04	700	ŁP-6	9,3	1,12	0,0118	0,0826
4-E	przecznica	16,08	150	ŁP-7	10,9	2,40	0,0081	0,0122		0,3568
E-F	chodnik podstawowy	16,08	1600	ŁP-7	10,9	2,40	0,0081	0,1296
F-6	ściana 5	16,08	250	zmechan.	17,2	1,52	0,086	0,215
6-10	przecznica	35,45	3500	ŁP-8	12,8	2,86	0,0055	0,1925	0,1925
4-15	chodnik podstawowy	29,28	1200	ŁP-9	14,5	2,62	0,0041	0,0492	0,0492
15-G	ściana 2	11,20	200	zmechan.	17,2	1,02	0,086	0,172	0,216
G-16	chodnik wentylacyjny	11,20	800	ŁP-8	12,8	1,36	0,0055	0,044
15-H	chodnik podstawowy	13,20	800	ŁP-8	12,8	1,61	0,0055	0,044		0,0588
H-16	ściana 1	13,20	200	zmechan.	17,2	1,20	0,086	0,0148
16-I	chodnik wentylacyjny	39,28	900	ŁP-8	12,8	2,97	0,0055	0,0495		0,0992
I-18	szyb wydechowy	39,28	700	betonowa	20	1,90	0,0071	0,0497
17-18	szyb	6,93	15	betonowa	20	0,34	0,0071	0,0012	0,0012
18-19	kanał wentylacyjny	46,21	30	betonowa	20	2,24	0,0071	0,0021	0,0021

• w- prędkość strumienia powietrza:

w =

• r_f100 - opór 100- metrowego odcinka

• R_f = r_f100 *
  

- R - opór bocznicy

R =
R_f

4.Wyznaczenie dysypacji energii we wszystkich bocznicach sieci .

l_f = R•V²

Dysypację energii obliczamy w następujących oczkach:

OCZKO	BOCZNICE
I	1-2, 2-7, 7-9, 9-10, 10-12, 12-13
II	1-2, 2-7, 7-8, 8-9, 9-10, 10-12, 12-13
III	1-2, 2-8, 8-9, 9-10, 10-12, 12-13
IV	1-2, 2-3, 3-5, 5-6, 6-10, 10-12, 12-13
V	1-2, 2-3, 3-4, 4-5, 5-6, 6-10, 10-12, 12-13
VI	1-2, 2-3, 3-4, 4-6, 6-10, 10-12, 12-13
VII	1-2, 2-3, 3-4, 4-15, 15-G-16, 16-18, 18-19
VIII	1-2, 2-3, 3-4, 4-15, 15-H-16, 16-18, 18-19

Bocznica	V	R	lf	Niezależne oczko zewnętrzne
		m^3/ s	Ns^2/m^8	J/m^3	I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII
1-2	119,92	0,0044	63,29	63,29	63,29	63,29	63,29	63,29	63,29	63,29	63,29
2-8	4,50	0,0416	1,42			1,42
2-7	40,7	0,059	91,36	91,36	91,36
7-8	11,69	0,2625	87,33		87,33
8-9	18,53	0,0486	28,20		28,20	28,20
7-9	13,53	0,3333	148,53	148,53
9-10	45,19	0,0405	82,74	82,74	82,74	82,74
10-12	80,64	0,497	3331,24	3331,24	3331,24	3331,24	3331,24	3331,24	3331,24
12-13	94,87	0,0021	19,48	19,48	19,48	19,48	19,48	19,48	19,48
2-3	74,73	0,231	1290,04				1290,04	1290,04	1290,04	1290,04	1290,04
3-5	4,02	0,0054	0,15				0,15
3-4	70,71	0,0082	39,61					39,61	39,61	39,61	39,61
4-5	4,02	0,0783	2,14					2,14
5-6	8,04	0,0827	9,05				9,05	9,05
4-6	16,08	0,3568	245,11						245,11
6-10	35,45	0,1925	258,85				258,85	258,85	258,85
4-15	29,28	0,0492	71,27							71,27	71,27
15-G-16	11,20	0,216	65,92							65,92
15-H-16	13,20	0,0588	24,93								24,93
16-18	39,28	0,0992	143,70							143,70	143,70
18-19	46,21	0,0021	4,21							4,21	4,21
Suma dysypacji w poszczególnych bocznicach ∑ lfβ				3736,64	3703,64	3526,37	4972,1	5013,7	5247,62	1678,04	1637,05
				W-1						W-2

5.Przeprowadzenie regulacji metodą Sałustowicza ( dodatnią, ujemną i kombinowaną )

Z powyższych obliczeń wynika, że:

• dla wentylatora W-1: - dla wentylatora W-2:

l_fmax = l_{f VI} = 5247,62 J/ m³ l_fmax = l_{f VIII} = 1678,04 J/ m³

l_fmin = l_{f IV} = 3526,37 J/ m³ l_fmin = l_{f IX} = 1637,05 J/ m³

l_fśr = l_{f I} = 4387 J/ m³ l_fśr = l_{f VII} = 1657,54 J/ m³

1. wariant dysypacyjny - regulacja bezpośrednia dodatnia

• spiętrzenie wentylatora głównego : l_fmax

• dysypacja energii w tamie dławiącej : l_fd = l_fmax - l_fβ

- opór tamy : R_T =

Nr oczka	I	II	III	IV	V	VI		VII	VIII
wentylator	W-1						W-2
lfmax	5247,62	5247,62	5247,62	5247,62	5247,62	5247,62		1678,04	1678,04
lfd	1510,98	1543,98	1721,25	275,52	233,92	0		0	40,99
RT	3,39	4,64	50,30	10,07	8,55	0		0	0,10
V	21,11	18,24	5,85	5,23	5,23	26,21		17,47	20,59

2. wariant kumulacyjny - regulacja pośrednia ujemna

- spiętrzenie wentylatora głównego : l_fmin

• spiętrzenie wentylatora pomocniczego: l_fu = l_fβ - l_fmin

wydajność wentylatora pomocniczego: V =

Nr oczka	I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII
wentylator	W-1						W-2
lfmin	3526,37	3526,37	3526,37	3526,37	3526,37	3526,37	1637,05	1637,05
lfu	210,27	177,27	0	1445,73	1487,33	1721,25	40,99	0
V	25,12	25,99	0	517,42	137,82	69,46	13,78	0
Rf	0,3333	0,2625	0,0416	0,0054	0,0783	0,3568	0,216	0,0588

3. wariant kombinowana - regulacja mieszana

- spiętrzenie wentylatora głównego : l_fśr

- spiętrzenie wentylatora pomocniczego: l_fmwp= l_fβ - l_fśr

- wydajność wentylatora pomocniczego: V =

- dysypacja energii na tamie: l_fmt = l_fśr - l_fβ

- opór tamy: R_T =

Nr oczka	I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII
wentylator	W-1						W-2
lfśr	4387	4387	4387	4387	4387	4387	1657,54	1657,54
lfmt	650,36	683,36	860,63	-	-	-	-	20,49
RT	1,46	2,05	25,15	-	-	-	-	0,05
lfmwp	-	-	-	585,1	626,7	860,62	20,5	-
V	-	-	-	329,17	89,46	49,11	9,74	-

5. Wyznaczenie potencjału dla wszystkich węzłów i spadków potencjałów dla wszystkich

bocznic.

Bocznica	Dysypacja	Dysypacja energii w oporze miejscowym	Spadek potencjału	Numer węzła	Potencjał
		J / m^3	J / m^3		J / m^3		J / m^3
1-2	63,29		63,29	2	-63,29
2-8	1,42	1721,25	1722,67	8	-1785,96
2-7	91,36		91,36	7	-154,65
7-8	87,33	1543,98	1631,31	8	-1785,96
8-9	28,20		28,20	9	-1814,16
7-9	148,53	1510,98	1659,51	9	-1814,16
9-10	82,74		82,74	10	-1896,9
10-12	3331,24		3331,24	12	-5228,14
12-13	19,48		19,48	13	-5247,62
2-3	1290,04		1290,04	3	-1353,33
3-5	0,15	275,52	275,67	5	-1629
3-4	39,61		39,61	4	-1392,94
4-5	2,14	233,92	236,06	5	-1629
5-6	9,05		9,05	6	-1638,05
4-6	245,11		245,11	6	-1638,05
6-10	258,85		258,85	10	-1896,9
4-15	71,27		71,27	15	-1464,21
15-G-16	65,92		65,92	16	-1530,13
15-H-16	24,93	40,99	65,92	16	-1530,13
16-18	143,70		143,70	18	-1673,83
18-19	4,21		4,21	19	-1678,04

6.Dobór wentylatorów głównych.

	W-1	W-2
Spiętrzenie wentylatora	Δpc=5247,62	Δpc=1678,04
Str. objętości powietrza	V=94,87	V=46,21
Konieczna moc użytkowa	N=497,8 kN	N=77,5 kN
Opór kopalni	R=0,58 [Ns^2/m^8]	R=0,78 [Ns^2/m^8]
Otwór równoznaczny	Ae=1,56	Ae=1,34
Wentylator	WPK-3.1	WPWD-100/1,4

7. Analiza stabilności i ekonomiczności pracy wentylatorów głównych

a) Warunki stabilności :

• warunek kumulacyjny

Δpc< 0,9Δpc_max

W-1: Δpc_max = 5850 N/m²

W-2: Δpc_max = 2080 N/m²

5247,62 < 0,9 ^. 5850

5247,62 N/m² < 5265 N/m²

1678,04 < 0,9 ^. 2080

1678,04 N/m² < 1872 N/m²

• warunek dysypacyjny

gdzie:

,

k=1,2

W-1:
R_gr = 0,650 Ns²/m⁸

0,58≤

0,58 Ns²/m⁸≥ 0,54 Ns²/m⁸

W-2:
R_gr = 0,97 Ns²/m⁸

0,78≤

0,78 Ns²/m⁸≤ 0,81 Ns²/m⁸

b)Warunek ekonomiczności :

η > 0,8 ^. η_max

η_max =88.5%

W-1: η=79%

79% > 0,8 ^. 88,5%

79% > 70,8%

η_max =85%

W-2x: η=76%

76 % > 0,8 ^. 85%

76 % > 68 %

---