1.Wyznaczanie strumieni objętości powietrza potrzebnych do

przewietrzenia rejonów wentylacyjnych.

a) ze względu na zatrudnienie:

V_N = N*b_N

N- liczba osób zatrudnionych w podziemiach kopalni na najliczniej obsadzonej zmianie

b_N- ilość powietrza przypadająca na jednego człowieka w podziemiach kopalni,

b_N= 0,167 s na os/zm m³/

REJON	N	bN	V
				m^3/s	m^3/s
I 10-C-11	60	0,167	10,02
II 10-A-11	58			9,69
III 13-C-14	64			10,69
IV 13-A-14	40			6,68
V 8-B-15	45			7,52
VI 5-C-6	52			8,68
VII 5-A-6	50			8,35

b) ze względu na wydobycie i głębokość:

V_W = W_d*a_w

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

a_w-współczynnik 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 10-C-11	1300	800	0,018	23,40
II 10-A-11	1200	800	0,016	19,20
III 13-C-14	1500	1000	0,011	16,50
IV 13-A-14	1000	1000	0,015	15,00
V 8-B-15	1100	1000	0.010	11,00
VI 5-C-6	1200	1200	0,012	14,40
VII 5-A-6	1300	1200	0,012	15,60

c) ze względu na moc silników spalinowych:

V_S=M*n

M- moc silnika w [kW]

n = 4,5 m³/min na 1kW ( = 0,075 m³/s na 1kW )

1kW= 1,35962 kM

n = 0,102 m³/s na 1kW

REJON	M	n	V
		kW	m^3/s na 1kW	m^3/s
I 10-C-11	350	0,102	35,70
II 10-A-11	250			25,50
III 13-C-14	400			40,80
IV 13-A-14	180			18,36
V 8-B-15	200			20,40
VI 5-C-6	250			25,50
VII 5-A-6	350			35,70

Rejon	Ilość osób zatrudnionych N	Głębokość z [m]	Moc silników [ kW ]	Wydobycie W [ Mg /d ]	V [ m^3/ s ]			Vmax [ m^3/s ]
											VN	VW	VS
5-a-6	50	1200	350	1300	8,35	15,60	35,70	35,70
5-c-6	52	1200	250	1200	8,68	14,40	25,50	25,50
8-b-15	45	1000	200	1100	7,52	11,00	20,40	20,40
13-a-14	40	1000	180	1000	6,68	15,00	18,36	18,36
13-c-14	64	1000	400	1500	10,69	16,50	40,80	40,80
10-a-11	58	800	250	1200	9,69	19,20	25,50	25,50
10-c-11	60	800	350	1300	10,02	23,40	35,70	35,70

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

V_R =
_max= 201,96 m³/s

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

1. wstępne określenie strumienia objętości:

V₁= 0,45*

1. pole powierzchni przekroju poprzecznego komory, m²

Współczynnik 0,45 jest współczynnikiem przeliczeniowym dla kopalń niemetanowych

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

V₂=

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	KP	21	80	1680	4,61	2,33	4,61
2	KMW	24	75	1800	4,97	2,50	4,97

Sumaryczny strumień objętości powietrza niezbędny do przewietrzania komór wynosi:

V_K =
_max =9,58 m³/s

Ilość powietrza dopływająca do kopalni:

V_d = V_R + V_K

V_d = 201,96+ 9,58

V_d = 219,87 m³/s

Ilość powietrza wypływająca z kopalni:

V_W = V_d / 0,85

V_W = 219,87 * 0,85

V_W = 258,67 m³

Straty zewnętrzne wynoszą 15 % wydajności wentylatora głównego.

Rzeczywisty strumień objętości powietrza został wyznaczony z poniższego wzoru

( z uwzględnieniem strat wewnętrznych ).

V_cs = (
+
) ∗ k_g

gdzie:

V_ri - strumień objętości powietrza niezbędny do prawidłowego przewietrzania i- tego rejonu wentylacyjnego, obejmującego oddział eksploatacyjny, m³/s

V_kj - strumień objętości powietrza niezbędny do prawidłowego przewietrzania j- tej komory funkcyjnej lub innego wyrobiska przewietrzanego prądem niezależnym, m³/s

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

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

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, dla trzech poziomów wydobywczych, k_p = 0

k_o- liczba ujmująca straty powietrza w zależności od liczby rejonów eksploatacyjnych,

k_o = 0,2, gdy eksploatację prowadzi się w 5-10 rejonach eksploatacyjnych

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

wydechowych,gdy jest peryferyjne rozmieszczenie szybów, k_s= 0,1

k_g = 0 + 0,2 + 0,1 +1

k_g = 1,3

Straty wewnętrzne zostały wyznaczone w wyniku następujących operacji:

= 201,96•1,2 = 242,35

242,35 +
= 242,35 + 9,58 = 251,93

251,93 • k_g =251,93 • 1,3 = 327,51 m³/s

V_1-2 = 327,51 m³/s

327,51 - 251,93 = 75,58 m³/s

Straty wewnętrzne wynoszą 75,58 m³/s

3.Wyznaczenie oporu wszystkich wyrobisk górniczych.

• w- prędkość strumienia powietrza:

w =

• r_f100 - opór 100- metrowego odcinka

• R_f = r_f100 *
  

- R - opór bocznicy

R =
R_f

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 wydobywczy	327,51	1100	betonowa	50,3	6,51	0,0009	0,0099	0,0099
2—3	przecznica	92,05	600	ŁP-10	18,0	5,11	0,0023	0,0138	0,0138
3—a	chodnik podstawowy	4,61	200	murowa	21,0	0,22	0,0006	0,0012	0,0838
a—4	pochylnia	4,61	700	ŁP-6	9,3	0,50	0,0118	0,0826
2—4	chodnik podstawowy	4,97	900	murowa	24,0	0,21	0,0005	0,0045	0,0045
4—a	pochylnia	9,58	550	ŁP-6	9,3	1,03	0,0118	0,0649	0,1534
a—7	przekop	9,58	750	ŁP-6	9,3	1,03	0,0118	0,0885
3—a	przecznica	73,44	500	ŁP-10	18,0	4,08	0,0023	0,0115		0,0437
a—b	chodnik podstawowy	73,44	1100	ŁP-10	18,0	4,08	0,0023	0,0253
b—5	pochylnia	73,44	300	ŁP-10	18,0	4,08	0,0023	0,0069
5—a	chodnik podścianowy	35,70	250	ŁP-7	10,9	3,28	0,0081	0,0203		0,1812
a—b	ściana	35,70	150	zmechan.	16,0	2,23	0,0937	0,1406
b—6	chodnik nadścianowy	35,70	250	ŁP-7	10,9	3,28	0,0081	0,0203
5—c	chodnik podścianowy	25,50	250	ŁP-7	10,9	2,34	0,0081	0,0203		0,1812
c—d	ściana	25,50	150	zmechan.	16,0	1,59	0,0937	0,1406
d—6	chodnik nadścianowy	25,50	250	ŁP-7	10,9	2,34	0,0081	0,0203
6—7	pochylnia	73,44	600	ŁP-10	18,0	4,08	0,0023	0,0138	0,0138
7—12	pochylnia	113,02	900	ŁP-10	18,0	6,28	0,0023	0,0207	0,0207
2—8	przecznica	230,49	700	murowa	30,0	7,68	0,0002	0,0014	0,0014
8—9	przecznica	164,43	200	murowa	28,0	5,87	0,0002	0,0004	0,0004
9—a	chodnik podstawowy	73,44	1200	ŁP-10	18,0	4,08	0,0023	0,0276	0,0329
a—10	pochylnia	73,44	230	ŁP-10	18,0	4,08	0,0023	0,0053
10—a	chodnik podścianowy	25,50	200	ŁP-7	10,9	2,34	0,0081	0,0162		0,0637
a—b	ściana	25,50	220	zmechan.	14,5	1,76	0,0153	0,0337
b—11	chodnik wentylacyjny	25,50	600	ŁP-10	18,0	1,42	0,0023	0,0138
10—c	chodnik podścianowy	35,70	400	ŁP-7	10,9	3,28	0,0081	0,0324		0,0661
c—11	ściana	35,70	220	zmechan.	14,5	2,46	0,0153	0,0337
11—12	chodnik wentylacyjny	73,44	800	ŁP-10	18,0	4,08	0,0023	0,0184	0,0184
12—a	chodnik wentylacyjny	186,46	900	murowa	28,0	6,66	0,0002	0,0018	0,0046
a—21	szyb wentylacyjny	186,46	700	betonowa	25,0	7,46	0,0004	0,0028
20—21	szyb wentylacyjny	36,06	15	betonowa	25,0	1,44	0,0004	0,0001	0,0001
21—22	kanał wentylacyjny	219,36	30	betonowa	25,0	8,77	0,0004	0,0001	0,0001
8—a	chodnik podstawowy	20,40	1200	ŁP-9	14,5	1,41	0,0041	0,0492	0,1655
a—b	chodnik podścianowy	20,40	450	ŁP-9	14,5	1,41	0,0041	0,0185
b—c	ściana	20,40	250	zmechan.	14,5	1,41	0,0153	0,0383
c—d	chodnik nadścianowy	20,40	450	ŁP-9	14,5	1,41	0,0041	0,0185
d—15	chodnik wentylacyjny	20,40	1000	ŁP-9	14,5	1,41	0,0041	0,0410
9—13	przecznica	70,99	700	ŁP-10	18,0	3,94	0,0023	0,0161	0,0161
13—a	chodnik podścianowy	18,36	300	ŁP-7	10,9	1,68	0,0081	0,0243	0,0853
a—b	ściana	18,36	240	zmechan.	14,5	1,27	0,0153	0,0367
b—14	chodnik nadścianowy	18,36	300	ŁP-7	10,9	1,68	0,0081	0,0243
13—c	chodnik podścianowy	40,80	300	ŁP-7	10,9	3,74	0,0081	0,0243		0,0853
c—d	ściana	40,80	240	zmechan.	14,5	2,81	0,0153	0,0367
d—14	chodnik nadścianowy	40,80	300	ŁP-7	10,9	3,74	0,0081	0,0243
14—a	przecznica	70,99	350	ŁP-9	14,5	4,90	0,0041	0,0144		0,0329
a—15	przecznica	70,99	450	ŁP-9	14,5	4,90	0,0041	0,0185
15—a	przecznica	141,05	300	ŁP-10	18,0	7,84	0,0023	0,0069		0,0495
a—17	szyb wentylacyjny	141,05	600	betonowa	20,0	7,05	0,0071	0,0426
16—17	szyb wentylacyjny	21,74	15	betonowa	20,0	1,09	0,0071	0,0011	0,0011
17—18	kanał wentylacyjny	165,94	30	betonowa	20,0	8,30	0,0071	0,0021	0,0021

4.Wyznaczenie dysypacji energii we wszystkich bocznicach sieci .

l_f = R•V²

Dysypację energii obliczamy w następujących oczkach:

OCZKO	BOCZNICE
I	1-2, 2-3, 3-5, 5-C-6, 6-7, 7-12, 12-21, 21-22
II	1-2, 2-3, 3-5, 5-A-6, 6-7, 7-12, 12-21, 21-22
III	1-2, 2-3, 3-4, 4-7, 7-12, 12-21, 21-22
IV	1-2, 2-4, 4-7, 7-12, 12-21, 21-22
V	1-2, 2-8, 8-9, 9-10, 10-A-11, 11-12, 12-21, 21-22
VI	1-2, 2-8, 8-9, 9-10, 10-C-11, 11-12, 12-21, 21-22
VII	1-2, 2-8, 8-9, 9-13, 13-A-14, 14-15, 15-17, 17-18
VIII	1-2, 2-8, 8-9, 9-13, 13-C-14, 14-15, 15-17, 17-18
IX	1-2, 2-8, 8-15, 15-17, 17-18

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	IX
1-2	327,51	0,0099	1061,90	1061,90	1061,90	1061,90	1061,90	1061,90	1061,90	1061,90	1061,90	1061,90
2-3	92,05	0,0138	116,93	116,93	116,93	116,93
3-4	4,61	0,0838	1,78			1,78
2-4	4,97	0,0045	0,11				0,11
4-7	9,58	0,1534	14,08			14,08	14,08
3-5	73,44	0,0437	235,69	235,69	235,69
5-a-6	35,70	0,1812	230,94		230,94
5-c-6	25,50	0,1812	117,83	117,83
6-7	73,44	0,0138	74,43	74,43	74,43
7-12	113,02	0,0207	264,41	264,41	264,41	264,41	264,41
2-8	230,49	0,0014	74,38					74,38	74,38	74,38	74,38	74,38
8-9	164,43	0,0004	10,81					10,81	10,81	10,81	10,81
9-10	73,44	0,0329	177,44					177,44	177,44
10-a-11	25,50	0,0637	41,42					41,42
10-c-11	35,70	0,0661	84,24						84,24
11-12	73,44	0,0184	99,24					99,24	99,24
12-21	186,46	0,0046	159,93	159,93	159,93	159,93	159,93	159,93	159,93
21-22	219,36	0,0001	4,81	4,81	4,81	4,81	4,81	4,81	4,81
8-15	20,40	0,1655	68,87									68,87
9-13	70,99	0,0161	81,14							81,14	81,14
13-a-14	18,36	0,0853	28,75							28,75
13-c-14	40,80	0,0853	141,99								141.99
14-15	70,99	0,0329	165,80							165,80	165,80
15-17	141,05	0,0495	984,81							984,81	984,81	984,81
17-18	165,94	0,0021	57,83							57,83	57,83	57,83
Suma dysypacji w poszczególnych bocznicach ∑ lfβ				2035,93	2149,04	1623,84	1505,24	1629,93	1672,75	2465,42	2578,66	2247,79
				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 II} = 2149,04 J/ m³ l_fmax = l_{f VIII} = 2578,66 J/ m³

l_fmin = l_{f IV} = 1505,24 J/ m³ l_fmin = l_{f IX} = 2247,79 J/ m³

l_fśr = 1827,14 J/ m³ l_fśr = 2413,23 J/ m³

l_fśr = l_{f I} = 2035,93 J/ m³ l_fśr = l_{f VII} = 2465,42 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	IX
Wentylator	W-1						W-2
lfmax	2149,04	2149,04	2149,04	2149,04	2149,04	2149,04	2578,66	2578,66	2578,66
lfd	113,11	0	525,20	643,80	519,11	476,29	113,24	0	330,87
RT	0,17	0	24,71	26,06	0,80	0,37	0,34	0	0,80
V	25,50	35,70	4,61	4,97	25,50	35,70	18,36	40,80	20,40

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	IX
Wentylator	W-1							W-2
lfmin	1505,24	1505,24	1505,24	1505,24	1505,24		1505,24	2247,79	2247,79	2247,79
lfu	530,69	643,80	118,60	0	124,69		167,51	217,63	330,87	0
V	54,12	59,61	37,62	0	44,24		50,34	50,51	62,28	0
Rf	0,1812	0,1812	0,0838	0,0045	0,0637		0,0661	0,0853	0,0853	0,1655

3. wariant kombinowany - 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	IX
Wentylator	W-1						W-2
Lfśr	2035,93	2035,93	2035,93	2035,93	2035,93	2035,93	2465,42	2465,42	2465,42
Lfmt	0		412,09	530,69	406,00	363,18	0		217,63
RT	0		19,39	21,48	0,62	0,28	0		0,52
lfmwp	0	113,11					0	113,24
V	0	24,98					0	36,44

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	0,00
1-2	1061,90		1061,90	2	-1061,90
2-3	116,93		116,93	3	-1178,83
3-4	1,78	525,20	526,98	4	-1705,81
2-4	0,11	643,80	643,91	4	-1705,81
4-7	14,08		14,08	7	-1719,89
3-5	235,69		235,69	5	-1414,52
5-a-6	230,94	0,00	230,94	6	-1645,46
5-c-6	117,83	113,11	230,94	6	-1645,46
6-7	74,43		74,43	7	-1719,89
7-12	264,41		264,41	12	-1984,30
2-8	74,38		74,38	8	-1136,28
8-9	10,81		10,81	9	-1147,09
9-10	177,44		177,44	10	-1324,53
10-a-11	41,42	519,11	560,53	11	-1885,06
10-c-11	84,24	476,29	560,53	11	-1885,06
11-12	99,24		99,24	12	-1984,30
12-21	159,93		159,93	21	-2144,23
21-22	4,81		4,81	22	-2149,04
8-15	68,87	330,87	399,74	15	-1536,02
9-13	81,14		81,14	13	-1228,23
13-a-14	28,75	113,24	141,99	14	-1370,22
13-c-14	141,99	0,00	141,99	14	-1370,22
14-15	165,80		165,80	15	-1536,02
15-17	984,81		984,81	17	-2520,83
17-18	57,83		57,83	18	-2578,66

6.Dobór wentylatorów głównych.

Dobór wentylatora głównego W-1 dla wariantu dysypacyjnego.

• spiętrzenie wentylatora : Δpc = 2149,04 N/ m²

• strumień objetości powietrza : V = 219,36 m³/s

• konieczna moc użyteczna : N_u =
  

N_u = 471,41 kW

• opór kopalni :
  

R = 0,04 Ns²/ m⁸

• otwór równoznaczny :

A_e =

A_e = 5,94 m²

Dobieram wentylator typu WPGD - 200 / 1,8 .

WARUNKI STABILNOŚCI

• warunek kumulacyjny

Δpc < 0,9Δpc_max

2149,04 N/ m² < 0,9 ∗3500 N/ m²

2149,04 N/ m² < 3150 N/ m²

• warunek dysypacyjny

R ≤

R_gr =

k= 1,2

wówczas: 0,04 N/ m² ≤ 0,06 N/ m²

WARUNEK EKONOMICZNOŚCI

> 0,8

= 0,70

_max = 0,86

0,70 > 0,69

Wentylator typu WPGD - 200 / 1,8 przy obrotach 375 obr./ min. spełnia warunki stabilności i ekonomiczności.

Dobór wentylatora głównego W-2 dla wariantu dysypacyjnego.

• spiętrzenie wentylatora : Δpc = 2578,66 N/ m²

• strumień objetości powietrza : V = 165,94 m³/s

• konieczna moc użyteczna : N_u =
  

N_u = 427,90 kW

• opór kopalni :
  

R = 0,09 Ns²/ m⁸

• otwór równoznaczny :

A_e =

A_e = 3,96 m²

Dobieram wentylator typu WPGD - 200 / 1,8 .

WARUNKI STABILNOŚCI

• warunek kumulacyjny

Δpc < 0,9Δpc_max

2578,66 N/ m² < 0,9 ∗ 3500 N/ m²

2578,66 N/ m² < 3150 N/ m²

• warunek dysypacyjny

R ≤

R_gr =

k= 1,2

wówczas: 0,09 N/ m² ≤ 0,09 N/ m²

WARUNEK EKONOMICZNOŚCI

> 0,8

= 0,75

_max = 0,86

0,75 > 0,69

Wentylator typu WPGD - 200 / 1,8 przy obrotach 375 obr./ min. spełnia warunki stabilności i ekonomiczności.

Politechnika Wrocławska Wrocław,

Wydział Górniczy

PROJEKT NR 1 Z WENTYLACJI KOPALŃ- POŻARÓW

WYZNACZANIE ROZPŁYWU WYMUSZONEGO

W PASYWNYCH SIECIACH WENTYLACYJNYCH

Wykonał:

Politechnika Wrocławska Wrocław,

Wydział Górniczy

PROJEKT NR 2 Z WENTYLACJI KOPALŃ- POŻARÓW

STABILIZACJA I ODDYMIANIE

Wykonał:

---