Расчет противопылевых мероприятий при проведении подготовительных выработок

Практическая работа № 3

РАСЧЕТ ПРОТИВОПЫЛЕВЫХ МЕРОПРИЯТИЙ

ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫХ ВЫРАБОТОК

Цель работы: произвести расчет противопылевых мероприятий для подготовительной выработки, проводимой проходческими комбай­нами по пласту угля с удельным пылевыделением g_пл  90г/т.

Общие сведения

Для данных условий может быть применен комплекс обеспыливающих мероприятий, включающий: увлажнение горного массива с помощью длинных скважин, орошение с подачей орошающей жидкости на режущий инструмент, пылеотсос с последующим пылеулавливанием, а также очистку исходящей из выработки вентиляционной струи с помощью водяных завес. Исходные данные для расчетов представлены в табл. 4.1.

Увлажнение горного массива с помощью длинных скважин

При нагнетании жидкости в забой подготовительной выработки через передовую скважину основными параметрами являются следую­щие: диаметр скважины d_скв, м; длина скважины L_cкв, м; paдиус увлажнения R, м; глубина герметизации скважины L_г, м; давление нагнетания P_н, кгс/см²; расход жидкости на одну скважину Q_c, м³; темп нагнетания g_н, м³/ч или л/мин; продолжительность нагнетания Т, ч.

Диаметр скважин d_скв определяется в зависимости от длины скважины и длины бурового инструмента, и на практике колеблется в пределах 45-100 мм.

Длина скважины определяется из выражения:

L_cкв = L_г + n  L_нед,

где L_г - глубина герметизации, м;

n - количество недель (n = 1);

L_нед - недельное подвигание подготовительного забоя, м.

Подвигание забоя принимается кратным неделе, с таким расчетом, чтобы бурение и нагнетание проводились в нерабочие дни.

Таблица 4.1

Исходные данные для расчетов

Недельное подвигание забоя определяется из расчета, что в неде­ле 6 рабочих дней, n_н = 6, за один рабочий день производится 2 цикла по проходке выработки, n_д = 2.

L_нед = n_н  n_д  L_см,

где L_см - подвигание подготовительного забоя за смену, м.

Радиус увлажнения R(м) определяется из выражения:

где h - высота выработки вчерне (мощность слоя), м.

Расход жидкости на одну скважину Q_c (м³) равен:

Q_c

где  - объемный вес угля, т/м³ ,

g₁ - удельный расход жидкости, л/т;

g₁ = 10W,

где W- прирост влаги, %.

Темп нагнетания g_н принимается равным производительности насосных установок. Для насосов УНВ-2 - g_н = 30 л/мин; УН-35 - 35 л/мин; 2УГНМ - 45 л/мин.

Продолжительность нагнетания Т(ч) определяется по фор­муле:

Орошение при работе проходческого комбайна

Расход воды, необходимый для орошения, определяется из выражения:

Q_о = А  g₂,

где A - производительность проходческого комбайна, т/мин;

g₂ - удельный расход воды. Для проходческих комбай­нов избирательного действия g₂= 40 л/т.

Число форсунок в оросительной системе должно быть таким, чтобы их суммарная производительность при требуемом давлении воды была равна расчетному расходу воды. При среднем времени работы комбайна, равном за смену 2 ч и при трехсменном режиме

работы общий расход воды за сутки Q^/₀ (м³/сут) со­ставит:

Пылеулавливание при работе проходческого комбайна

Согласно нормативным требованиям проходческие комбайны должны быть оборудованы пылеулавливающими установками, предна­значенными для отсоса и последующего улавливания ви­тающей пыли.

Расход воды на пылеулавливание Q^/_общ рассчитывается из условия рекомендуемого удельного ее расхода:

Q^/_общ = Q₁  g₃,

где g₃ - удельный расход воды на пылеулавливание, л/м³ возду­ха;

Q₁ - производительность вентилятора для пылеулавливающей установки, м³/мин. Для вентилятора В-1МП - произ­водительность равна 140 м³/мин, для вентилятора В-2М - производительность равна 200 м³/мин.

Расход воды на пылеулавливание за сутки составит:

Q_общ = 3  2  60  Q^/_общ , л/сут.

Обеспыливание воздуха водяной завесой

Очистка от пыли вентиляционного потока воздуха производит­ся с помощью водяной завесы ВЗ-1, устанавливаемой в 40-50 м от забоя и включаемой периодически (в период наибольшего пылеобразования). Завеса подключается к пожарно-оросительному водопроводу.

С учетом того, что водяная завеса будет включаться на 1.5 часа в смену, расход воды на завесу определяется из выражения:

Q₃ = 3  1,5  60  Q_в  g₄, л/сут,

где Q_в - количество воздуха, проходящего в месте установки

водяной завесы, м³/мин;

g₄ - удельный расход воды на создание водяной завесы, л/м².

Ожидаемый уровень запыленности воздуха в зоне

работы комбайна

Общий эффект снижения запыленности воздуха при применении выбранного комплекса мероприятий рассчитывается по следующей зависимости:

Э = 1-(1-Э₁)(1-Э₂)(1-Э₃),

где Э - общий эффект снижения запыленности воздуха;

Э₁ = 0,6 - эффективность пылеподавления при предварительном увлажнении;

Э₂ = 0,8 - эффективность пылеподавления при орошении;

Э₃ = 0,7 - эффективность пылеотсоса.

Остаточная запыленность С_ост рассчитывается из выражения:

С_ост = С_нач – С_нач  Э,

где С_нач - начальная концентрация пыли, мг/м³.

Если остаточная запыленность превышает уровень предельно допустимых концентраций необходимо планировать применение противопылевых респираторов.

Предельно допустимая концентрация для угольной пыли на рабочих местах – 10 мг/м³.