Определение депрессии рудника. 
Выбор вентилятора главного проветривания. 
Подсчет капитальных затрат и стоимости проветривания

Величина общерудничной депрессии определяется из выражения,.

(15.1).

где h — суммарная расчетная депрессия всех выработок, образующих струю, от устья воздухопадающего ствола до устья вентиляционного ствола;

k — коэффициент, учитывающий депрессию местных сопротивлений па всем пути движения воздуха; его значения следует принимать 1,1 1,15;

h_е — депрессия естественной тяги, мм вод. ст.

Для подсчета депрессии выбирается та вентиляционная струя, депрессия которой будет наибольшей. Это обычно бывает струя с наибольшим количеством воздуха и наиболее протяженная. Депрессию остальных струй можно не подсчитывать, так как депрессия, обеспечивающая подачу воздуха по самому трудному направлению, т. е. наибольшая, всегда обеспечит подачу воздуха по более легким направлениям.

Депрессия отдельных последовательно соединенных участков струи подсчитывается по формуле,.

(15.2).

Подсчет депрессии удобно производить по форме, приведеннойв табл.15.1.

В эту форму записывают по порядку все выработки, образующие струю наибольшей депрессии, а также по графам все параметры выработок и необходимые данные для расчета. В конце таблицы подводится итог — это и будет расчетная депрессия рудника h. К этой депрессии прибавляется потеря давления на неучтенные местные сопротивления (повороты, расширения и сужения и т. п.) в размере 10ч15% от общерудничной депрессии.

Таблица 15.1.

При двух режимах проветривания депрессия шахты определяется для каждого режима. Однако при этом нет необходимости в двух расчетах, достаточно подсчитать, депрессию для одного режима и умножить полученную депрессию на выражение ()² (Q₂ — количество воздуха при другом режиме проветривания шахты). Суммарная расчетная депрессия шахты не должна быть очень высокой; при большой депрессии увеличиваются утечки воздуха, что неблагоприятно отражается на процессе окисления и самовозгорания колчеданных руд. Высокая депрессия нежелательна также по экономическим соображениям — расходы на электроэнергию пропорциональны депрессии.

Уменьшения депрессии шахты можно достигнуть:

расширением выработок, депрессии которых очень велики; этот способ весьма эффективен, так как аэродинамическое сопротивление при увеличении сечения выработки с S₁ до S₂ уменьшается в (S₁/S₂)^2.5 раз;

проходкой двух выработок вместо одной; если сечение обеих выработок одинаковое, то их общее сопротивление будет в 4 раза меньше сопротивления одной выработки;

уменьшением аэродинамического сопротивления выработок путемобшивки деревянной крепи обаполами или затяжкой стен выработок полотнищами из винипласта.

Уменьшение депрессии шахты может быть достигнуто также следующим способом. Выше было указано, что расчет депрессии рудника следует производить по струе наибольшей депрессии, при этом предполагается, что на остальных струях будут установлены перемычки с окнами и что депрессия, теряемая в этих окнах, будет равна разнице между наибольшей депрессией и отдельных струй. В некоторых случаях эта разница может быть большая, и если по данной выработке проходит много воздуха, то перерасход энергии на преодоление сопротивления окна может быть весьма ощутимым.

Известно, что при определении депрессии рудника должна учитываться естественная тяга. На неглубоких рудниках она зимой положительна, а летом отрицательна; в глубоких рудниках естественная тяга, как правило, положительна и своего направления не меняет.

При положительной естественной тяге и небольшой величине ее обычно не учитывают, и то увеличение дебита, которое она дает, идет в запас. Однако на глубоких рудниках, где величина h_e может составить десятки миллиметров, в зимнее время года следует на соответствующую величину уменьшить депрессию вентилятора главного проветривания и получать значительную экономию электроэнергии.

Отрицательная естественная тяга должна подсчитываться при проектировании вентиляции и прибавляться к расчетной депрессии. Особенно внимательно следует подсчитывать депрессию естественной тяги при вскрытии месторождения штольней и при большой разнице отметок между устьями воздухоподающей и воздуховыдающей выработок.

Естественная тяга в ряде случаев может настолько влиять на проветривание, что фактическое его состояние после пуска рудника в эксплуатацию будет очень далеко от запроектированного. К таким рудникам относятся:

• а) рудники, где подземные работы через обрушенные породы (при системе разработки с обрушением) будут сообщаться с поверхностью;
• б) рудники, где подземные работы сообщаются с поверхностьючерез старые открытые выработки, расположенные над рудным телом.

В обоих случаях эквивалентное отверстие рудника будет очень большим и вентиляторы будут давать много воздуха, однако состояние проветривания рудника будет тяжелое.

Выбор вентилятора главного проветривания. Для выбора вентилятора главного проветривания определяется его депрессия (Па) по формуле,.

hв = hш + hвн, (15.3).

где h_ш — депрессия шахты, Па; h_вн — внутренние потери давления в вентиляторе, Па;

h_вн =.

где — аэродинамическое сопротивление вентилятора,; - дебит вентилятора, м³/сек.

где, а = 0,4 ч 1 — коэффициент, учитывающий тип вентилятора; D — диаметр рабочего колеса вентилятора, м;

Значения Q_в, h_в вычисляются для каждого характерного периода отработки шахтного поля (например, для отработки горизонта) в пределах срока службы вентилятора и наносятся на график (рис. 15.1). Для проветривания шахты принимается вентилятор, в зону промышленного использования которого (область экономичных режимов работы) вписываются все расчетные режимы работы. Выбранный вентилятор будет экономично работать в течение всего срока его службы. Он должен иметь резерв для увеличения в случае необходимости значений Q_в и h_в (например, на 20%). В течение срока эксплуатации вентилятора допускается однократное изменение частоты вращения его рабочего колеса путем замены двигателя.

Мощность (кВт) двигателя вентилятора определяется по формуле,.

где — к.п.д. вентилятора; - к.п.д. двигателя; - передачи от двигателя к вентилятору к.п.д.

При депрессии вентилятора? 1500 Па целесообразно использовать осевые вентиляторы, при депрессии 1500ч3000 Па — осевые и центробежные, при депрессии >3000 Па — центробежные. Если ни один из выпускаемых вентиляторов не может обеспечить требуемых режимов вентиляции, то возникает необходимость использования нескольких вентиляторов при их совместной работе. В случае работы вентиляторов в расчетных режимах проверка устойчивости их совместной работы не требуется. Такая проверка требуется при существенном изменении режимов работы параллельно включенных вентиляторов.

Рис 15.1. График зон промышленного использования осевых и центробежных вентиляторов главного проветривания: 1,2,3,4,5 — соответственно для осевых вентиляторов ВОД-16П; ВОД-21М; ВОД-30М; ВОД-40М; ВОД-50; 6,7,8,9,10- соответственно для центробежных вентиляторов ВЦ — 15; ВЦ — 25 М; ВЦ — 31,5 М; ВЦД — 31,5 М; ВЦД — 47,5У.

На рудных шахтах при массовых взрывах для усиления вентиляции может потребоваться установка дополнительного вентилятора. Оба вентилятора соединяют параллельно. Дополнительный вентилятор включается лишь на время вентиляции шахты после массового взрыва ВВ. В таких случаях необходимо проверять целесообразность совместной работы основного и дополнительного вентиляторов, так как при весьма большой мощности последнего может оказаться целесообразным применение одного мощного вентилятора. При совместной работе нескольких вентиляторов предпочтение должно отдаваться центробежным вентиляторам, обеспечивающим большую устойчивость их совместной работы по сравнению с осевыми.

Подсчет капитальных затрат и стоимости проветривания По вентиляционному комплексу в сводный сметно-финансовый расчет включают:

• а)горные выработки: вентиляционные шурфы и скважины, подземные камеры для вентиляторов, кроссинги;
• б)строительные сооружения: здание главных вентиляторов наканалы, здание калориферов, калориферные каналы;
• в)оборудование вентиляции: вентиляторы главные, вентиляторына шурфах, вентиляторы обособленного проветривания, вентиляционные трубы, калориферы.

Сметно-финансовые расчеты на отдельные объекты выполняют обычно по прейскурантам, в которых даются готовые стоимости объектов или отдельных видов работ на единицу измерения.

При подсчете стоимости вентиляции на 1 т добычи учитывают:

• — основную и дополнительную заработную плату, заработную плату с начислениями на нее;
• — стоимость энергии;
• — стоимость материалов (смазка и т. д.);
• — стоимость различных вентиляционных сооружений и оборудования;
• — расходы на текущий ремонт вентиляционного оборудования и сооружений;
• — расходы по охране труда;
• — амортизационные отчисления (в погашение капитальных затрат по всему вентиляционному комплексу).