WWW.DISS.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА
(Авторефераты, диссертации, методички, учебные программы, монографии)

 

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Южно-Российский государственный технический университет

(Новочеркасский политехнический институт)

Шахтинский институт (филиал)

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к выполнению практических работ по дисциплине

«Аэрология подземных сооружений»

Новочеркасск 2005

УДК 622.4(075.8) Рецензент канд. техн. наук, доц. каф. «Промышленная и экологическая безопасность» Тябин Ю.К.

Составители: Прокопов А.Ю., Прокопова М.В.

Методические указания к выполнению практических работ по дисциплине «Аэрология подземных сооружений» [Текст]/ Сост. А.Ю. Прокопов, М.В. Прокопова; Министерство образования и науки РФ, Шахтинский ин-т (филиал) ЮРГТУ(НПИ). – Новочеркасск: ЮРГТУ, 2005. – 28 с. – 50 экз.

Приведены цели и порядок выполнения практических работ, даны пояснения и рекомендации по их выполнению, включен необходимый справочный материал, разработаны индивидуальные варианты заданий.

Предназначены для студентов специальности 130604 – «Шахтное и подземное строительство» всех форм обучения.

© Шахтинский институт ЮРГТУ, © Прокопов А.Ю., Прокопова М.В.,

ВВЕДЕНИЕ

Рудничная и промышленная вентиляция обеспечивает требуемое количество воздуха на рабочих местах и создает необходимые санитарногигиенические условия труда рабочих, повышает уровень безопасности работ. Вентиляция горных выработок и подземных сооружений различного назначения при их строительстве и эксплуатации занимает ответственное место в производственных процессах. Горные инженеры-строители должны в совершенстве знать схемы и способы проветривания горных предприятий и подземных сооружений, уметь правильно производить инженерные расчеты по вентиляции на основе глубоких знаний свойств газов, выделяющихся в атмосферу горных выработок, процессов их образования, выделения и распространения по горным выработкам; хорошо знать процессы теплообмена и пылеобразования; иметь навыки работы с приборами и оборудованием для изучения основных характеристик шахтной атмосферы. В данных методических указаниях приведены практические работы по всем разделам курса «Аэрология подземных сооружений».





Практическая работа №

ИЗУЧЕНИЕ СОСТАВА И СВОЙСТВ ШАХТНОЙ АТМОСФЕРЫ

Цель работы: изучить основные компоненты, входящие в состав шахтной атмосферы, их физико-химические свойства, ПДК и виды их воздействия на организм человека.

Атмосферный воздух, перемещаясь по горным выработкам, изменяет свой состав. Содержание кислорода в нем уменьшается, а содержание углекислого газа увеличивается. Изменяется также его физическое состояние (давление, температура, скорость и влажность). Кроме того, в него попадают такие газы, как окись углерода, сероводород, сернистый газ, окислы азота, метан, водород, тяжелые углеводороды, аммиак, пары мышьяка, ртути, альдегиды, радиоактивные примеси, пыль, пары воды и др.

Порядок выполнения работы 1. Изучить основные свойства газов, входящих в состав атмосферного воздуха и изменение их концентрации при движении по горным выработкам.

В состав шахтной атмосферы входят следующие компоненты:

Кислород (О2) – газ без цвета, вкуса и запаха, с относительной плотностью 1,11 по отношению к плотности воздуха при 0°С. Растворимость кислорода в воде – 5% по объему.

Предельно-допустимые концентрации (min) в соответствии с Правилами безопасности [1] – 20%. В условиях подземных работ при снижении содержания кислорода в воздухе до 17% наступает одышка и сердцебиение, при 12% – обморок, при 9% наступает смерть вследствие кислородного голодания.

Количество кислорода в выработках уменьшается вследствие естественных окислительных процессов, ведения взрывных и сварочных работ, пожаров, взрывов метана и угольной пыли;

Азот (N2) – газ без цвета, вкуса и запаха, относительная плотность 0,97, химически инертен, содержание в шахтной атмосфере не нормируется. Увеличение содержания азота в воздухе оказывает влияние на человека вследствие уменьшения в воздухе кислорода;

Углекислый газ (CO2) – бесцветный газ со слабокислым вкусом и запахом. Химически инертен, не горит, не поддерживает горения, скапливается у почвы; относительная плотность – 1,52, слабо ядовит. При концентрации до 3% стимулирует дыхание, вследствие раздражения нерва дыхательного центра, при содержании 6% наступает одышка и слабость, при 10% – обморок, при 20 – 25% – смертельное отравление. В связи с тем, что СО2 тяжелее воздуха, он скапливается у почвы выработок.

Углекислый газ в шахтах и рудниках образуется в результате окисления древесины, угля, пород, а также при взрывных работах, пожарах, взрывах метана и породной пыли, дыхании людей.

Углекислый газ выделяется в трех видах:

– обыкновенное (выделение из пород и угля);

– суфлярное (через трещины в виде струй);

– внезапное (вместе с внезапным выбросом угля и газа).

Все угольные шахты по углекислотообильности делятся в зависимости от относительного выделения СО2, приходящегося на тонну добычи, на следующие категории:

Выделение CO2, м3/т Категория шахты I Предельно-допустимая концентрация CO2 в горных выработках:

– на рабочих местах и в исходящих струях участков – не более 0,5%;

– в исходящих струях крыла горизонта и шахты в целом – 0,75%;





– при проведении и восстановлении выработок по завалу – не более 1%.

2. Изучить ядовитые и взрывчатые примеси шахтной атмосферы.

Основными ядовитыми примесями рудничного воздуха являются окись углерода, окислы азота, сернистый газ, сероводород, акролеин, альдегиды, пары мышьяка, ртути, цианистый водород. К основным взрывчатым примесям относятся метан, водород, тяжелые углеводороды, аммиак, ацетилен, пары бензина и др.

Окись углерода (CO, угарный газ) – газ без цвета, вкуса и запаха, горит и взрывается при концентрации 12,5 – 75%, наибольшей силы взрыв возникает при 30%.

Реакция горения:

Горит голубовато-синим пламенем, очень ядовит, соединяется с гемоглобином крови в 300 раз лучше, чем кислород, вытесняет из крови кислород, вызывая кислородное голодание. При концентрации 0,048% вызывает головную боль, шум в ушах, сердцебиение, при 0,128% – притупление сознания, невозможность двигаться, при 0,4% – потерю сознания, судороги, при 1% – потерю сознания после нескольких вздохов.

Первая помощь при отравлении – искусственное дыхание на свежей струе воздуха.

Основные источники СО – рудничные пожары, взрывы угольной пыли, метана, работа двигателей внутреннего сгорания. В обычных условиях в основном источником СО являются взрывные работы. Чтобы уменьшить образование окиси углерода, необходимо устранять неполное взрывание ВВ, не допускать забойки шпуров угольной мелочью, применять ВВ с нулевым кислородным балансом.

ПДК в действующих выработках 0,0016%.

Окислы азота (NO, NO2, N2O4, N2O5) имеют буроватый цвет, характерный резкий запах, имеют высокую относительную плотность 1,59, скапливаются у почвы, легко растворимы в воде, ядовиты. Симптомы отравления проявляются через 4 – 6 ч. К ним относятся: кашель, рвота, расстройство сердечной деятельности, синюшность, раздражение слизистых, отеки легких.

ПДК равна 0,00025%, смертельное содержание – 0,025%.

При оказании первой помощи нужно пострадавшего в первую очередь вынести на свежую струю и обеспечить ему покой.

Сернистый газ (SO2) имеет кислый вкус и резкий раздражающий запах.

Возгорается при концентрации 0,5%, опасен для жизни при концентрации 0,05%, ПДК – 0,00035%.

Сероводород (H2S) без цвета, имеет сладковатый вкус, запах тухлых яиц, горит при концентрации 6% и взрывается. ПДК – 0,00066%, смертельная доза – 0,1%. Хорошо растворим в воде, поэтому не следует возмущать воду в заброшенных выработках. Первая помощь – вдыхание хлора с помощью платка, смоченного в хлорной извести.

Водород (Н2) – бесцветный газ. Относительная плотность 0,07%, выделяется из пород, калийных пластов, при зарядке аккумуляторных батарей.

ПДК – 0,5%. Горит и взрывается при концентрации 4 – 74 %.

Аммиак (NH3) – газ без цвета, с резким характерным запахом; относительная плотность 0,596. При содержании в воздухе 30% взрывается. Аммиак ядовит, раздражает слизистые оболочки и кожу, а при высоких концентрациях вызывает отек гортани. ПДК – 0,0025%.

Акролеин (СН2СНСОН) – бесцветная легко испаряющаяся жидкость.

Образуется в результате разложения дизельного топлива под действием высокой температуры. В атмосфере выработок может присутствовать в виде пара. Очень ядовит. ПДК– 0,00008%.

Альдегиды (анисовый альдегид, ацетальдегид, бензальдегид, коричневый альдегид, формальдегид, хлораль) образуются при работе двигателей внутреннего сгорания. Ядовиты, действуют на центральную нервную систему.

Пары мышьяка, ртути – редкие примеси рудничного воздуха. Могут образовываться при взрывных работах. Весьма ядовиты.

Тяжелые углеводороды (этан, бутан, пропан, ацетилен) – взрывчатые газы. Могут образовываться при взрывных работах.

Компрессорные газы. При работе компрессоров происходит разложение смазочного масла с образованием компрессорных газов, которые, поступая вместе со сжатым воздухом в выработки, могут служить причиной взрывов и отравлений.

Дополнительная литература к выполнению работы [2,3].

ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ

В ГОРНЫХ ВЫРАБОТКАХ

Цель работы: изучить основные принципы нормирования метеорологических параметров. Научиться работать с приборами Оборудование: анемометр крыльчатый, анемометр чашечный, психрометр Августа, психрометр Ассмана, гигрограф, термометры, барометр.

К параметрам микроклимата относятся:

– температура воздуха горных выработок;

– влажность воздуха;

– атмосферное давление;

– скорость движения воздушной струи.

Изучить приборы контроля параметров микроклимата.

1. Приборы для измерения влажности воздуха.

Стационарный психрометр Августа. Имеет два одинаковых ртутных термометра: сухой и влажный. На резервуар с ртутью влажного термометра одевается увлажненная ткань, смоченная в дистиллированной воде. Влажность воздуха определяют по таблицам в зависимости от разницы температур и от показаний сухого термометра. Недостатки: неточность показаний из-за воздействия теплового излучения или переменной скорости воздуха.

Для устранения этих недостатков разработан психрометр Ассмана.

В этом приборе сухой и влажный термометры заключены в металлическую оправу, а резервуары с ртутью находятся в металлических гильзах с двойными стенками. Эти гильзы сообщаются общим воздуховодом с вентилятором, расположенным в головной части прибора. Привод вентилятора осуществляется часовым механизмом или электродвигателем. Вентилятор прокачивает воздух через гильзы с постоянной скоростью 4 м/с.

Гигрографы (суточный и недельный) предназначены для контроля изменений влажности воздуха в течение определенного периода. Чувствительным элементом является пучок специально обработанных волос, укрепленных на рамке прибора. При изменении влажности изменяется длина пучка, что передается через систему рычагов на стрелку с пером и производится запись на диаграммной ленте. Лента крепится на барабан с часовым механизмом. Время оборота барабана суточного – 26 ч, недельного – 176 ч.

2. Приборы для измерения скорости воздушной струи.

Для определения скорости в пределах от 0,2 до 16 м/с при движении воздушного потока в одном направлении применяют крыльчатый анемометр АСО-3 (рис. 2.1). Восприятие движения воздушного потока осуществляется легкой крыльчаткой 1, движение которой посредством кинематической связи 2 передается на счетчик оборотов 3, который состоит из трех циферблатов, где считаются десятки, сотни и тысячи оборотов.

Для измерения скорости воздуха в пределах от 1 до 20 м/с применяется чашечный анемометр МС-13 (рис. 2.2), который применяют в условиях меняющихся направлений воздушной струи и турбулентности воздушного потока (скоростное давление воздушного потока действует на внутреннюю поверхность четырех полусферических чашечек, расположенных симметрично по окружности).

Рис. 2.1. Крыльчатый анемометр АСО-3: Рис. 2.2. Чашечный анемометр 3. Приборы для измерения температуры рудничного воздуха.

Для измерения температуры в условиях шахт применяются спиртовые и ртутные термометры (для измерения положительных температур – ртутные, отрицательных температур – спиртовые).

Для контроля изменений температуры за определенный период применяются термографы. Рабочим органом в приборе является биметаллическая пластинка. Пластинка деформируется при изменении температуры, что передается через систему рычагов на самописец.

4. Приборы для измерения атмосферного давления.

Для измерения атмосферного давления применяют барометры, а для контроля изменения давления в течение времени – барографы. Рабочим органом барографа является набор камер, которые деформируются при изменении атмосферного давления. Эта деформация через систему рычагов передается на стрелку самописца.

РАСЧЕТ МЕТАНООБИЛЬНОСТИ УГОЛЬНОГО ПЛАСТА

Цель работы: изучить методику расчета метанообильности угольного Задание: согласно варианту рассчитать относительную метанообильность и определить категорию шахты по метану.

Исходные данные для расчета:

Число одновременно действующих выемочных участков в пределах шахтопласта Дополнительные данные, согласно варианту, выбираются из прил. 1) Определяем относительное метановыделение из разрабатываемого пласта qпл, м3/т;

где kпл – коэффициент, учитывающий влияние системы разработки на метановыделение из пласта, здесь lоч – длина очистного забоя, м; bз.д – ширина условного пояса газового дренирования, м (выбирается из табл. 3.1); знак «+» принимается при сплошной системе разработки; знак «–» – при столбовой.

x – природная метаноносность пласта, м3/т;

x1 – остаточная метаноносность угля, выдаваемого за пределы выемочного участка м3/т, здесь Vоб – объемный выход летучих, мл/г; w – пластовая влажность, %;

Аз – зольность угля %;

kэп – коэффициент, учитывающий метановыделение из эксплуатационных потерь в пределах выемочного участка, kэп = 0,1;

x0 – остаточная метаноносность угля, оставляемого в целиках (находится интерполяцией от выхода летучих по табл. 3.1).

Определение ширины условного пояса газового дренирования и остаточной метанообильности угля, оставляемого в целиках Выход летучих, % Если полученное значение kпл менее 0,5, то оно принимается равным 0,5. Если более 0,5, то принимается найденное значение.

2) Определяем относительную метанообильность вмещающих пород qпор, м3/т, Vо.з – скорость подвигания очистного забоя, м/сут;

kук – коэффициент, учитывающий способ управления кровлей (см. табл. 3.2);

Н – глубина разработки, м;

Н0 – глубина верхней границы метановых газов, (во всех вариантах принять Н0 = 200 м);

Коэффициент, учитывающий способ управления кровлей Способ управления Полное обрушение Частичная закладка Полная закладка 3) Рассчитываем относительную метанообильность угольного участка qуч, м3/т, где qсп – относительное метановыделение из сближенных угольных пластов и пропластков, м3/т, (во всех вариантах принять q сп= 0).

4) Определяем метановыделение с неподвижных обнаженных поверхностей пласта Iпов, м3/мин, где mп – полная мощность угольных пачек, м;

– коэффициент, учитывающий условия фильтрации метана (для тонких пластов и пластов средней мощности равен 1);

Vп – проектная скорость подвигания забоя тупиковой выработки, м/сут (при буровзрывном способе проходки принять Vп = 4 м/сут, при комбайновом – 8 м/сут);

а3 – коэффициент, учитывающий угольный бассейн, для Донбасса – 5,2;

n – количество пластов;

kт – коэффициент, учитывающий изменение метановыделения во времени, kт = 1,2.

5) Определяем метановыделение из отбитого угля I оуп, м3/мин:

– при комбайновом способе проходки I оуп = ( х х0 ) j k д ;

– при буровзрывном способе проходки I оуп = 9 10 3 ( х х0 ) S уч lц, где j – техническая производительность комбайна, т/мин, (табл. 3.3);

kд – коэффициент, учитывающий степень дегазации отбитого угля (табл. 3.4), зависящий от времени нахождения угля в призабойном пространстве Ту, здесь Sуч – площадь угольного забоя, м2;

lц – подвигание забоя за цикл Техническая производительность j, т/мин Значения коэффициента kд, учитывающего степень дегазации отбитого угля странстве Tу, мин 6) Определяем абсолютную метанообильность тупиковой выработки, м /мин, по формуле 7) Рассчитываем производительность соответственно добычного участка Ауч, и шахтного поля Ашп, т/сут, где L – длина очистного забоя, м;

m – мощность пласта, м;

– удельный вес угля, т/м3;

V – скорость подвигания лавы, м/сут.

Если шахта отрабатывает один участок, то Ашп = Ауч.

8) Рассчитываем метановыделение из одновременно погашаемых выемочных участков I пог, м3/мин, 9) Находим метановыделение из монтажных выработок где kм – коэффициент, учитывающий изменение метановыделения в монтажных выработках во времени, kм = 3.

10) Определятся метанообильность угольного пласта, м3/т, по формуле где nуч – число одновременно действующих выемочных участков в пределах шахтопласта, во всех вариантах принять nуч = 1;

kст – коэффициент, учитывающий метановыделение из ранее отработанных этажей или горизонтов, для шахт Донбасса kст = 0,25; для шахт других угольных бассейнов kст = 0,15;

kпод – коэффициент, учитывающий способ подготовки выемочного участка, (во всех вариантах принять kпод =1).

11) После выполнения расчета qшп сделать вывод о том, к какой категории по метану относится данная шахта.

Дополнительная литература к выполнению работы [1,4].

РАСЧЕТ ТЕПЛОВЫДЕЛЕНИЯ В ТУПИКОВЫХ

ГОРНЫХ ВЫРАБОТКАХ

Цель работы: изучить факторы, влияющие на тепловой режим горных выработок и освоить методику расчета количества теплоты, выделяемой в атмосферу горных выработок.

Исходные данные: выбираются из прил. 2 согласно варианту Тепловой режим горной выработки зависит от таких факторов, как температура поступающего в выработку воздуха, температуры пород, влажность рудничной атмосферы, скорость движения и количество проходящего по выработке воздуха. Каждый фактор определяется по своей методике. В настоящей работе рассчитывается суммарное количество теплоты, выделяемой в атмосферу горной выработки.

1) Рассчитывается температура вмещающих горных пород, °С, где tнз – температура пород нейтральной зоны, °С (см. табл. 4.1);

Н – глубина заложения выработки, м;

Н0 – глубина нейтральной зоны от поверхности (см. табл. 4.1);

Гст – геотермическая ступень, м/°С (см. табл. 4.1).

Геотермические характеристики угольных бассейнов Бассейн 2) Определяем тепловыделение при охлаждении горных пород, кДж/ч где L – длина выработки, м;

P – периметр выработки, м;

tп.ср – температура горных пород, °С;

tср – средняя температура воздуха в выработке (регламентируется ПБ), °С, (максимальная температура воздуха по ПБ не должна превышать +26°С);

K – коэффициент нестационарного теплообмена, кДж/м2 ч °С, здесь – коэффициент теплопроводности породы, Вт/м оС (табл. 4.2);

– коэффициент температуропроводности, м2/°С (табл. 4.2);

расч – расчетное время процесса теплообмена, ч, н – время с начала проведения выработки (во всех вариантах принять н =24 ч);

Rпр – приведенный эквивалент радиуса выработки, м, S – площадь поперечного сечения выработки вчерне, м2;

– коэффициент теплоотдачи, Вт/м2 °С, – коэффициент, учитывающий влияние шероховатости стенок (при анкерной, набрызг-бетонной и бетонной крепи =1);

U – скорость воздуха в выработке, м/с;

j – удельная теплоемкость, кДж/кг °С (табл. 4.2) 3) Рассчитывается тепловыделение вследствие окисления пород и угля, кДж/ч, где q0 – тепловыделение в результате окислительных процессов, кДж/м2 ч, принимается в зависимости от скорости воздуха, при U = 0,15 – 4 м/с q0 = 11,1 – 14,8 кДж/м2 ч.

4) При креплении выработки монолитным бетоном рассчитывается тепловыделение в результате гидратации бетона где qб – удельное тепловыделение при гидратации бетона, кДж/м2 ч;

lц – длина участка выработки, бетонируемого за один цикл, м.

5) Находим тепловыделение местных источников, кДж/ч:

а) при работе электродвигателей горнопроходческого оборудования (комбайны, погрузочные машины, электрическое бурильное оборудование и др.):

где Nпотр – потребляемая мощность электродвигателя [6];

Kз – коэффициент загрузки оборудования по времени: Kз = 0,25 – для бурильных установок, Kз = 0,5 – для погрузочных машин, Kз = 0,8 – для комбайнов, Kз = 1 – для другого электрооборудования;

б) тепловыделение при работе электродвигателя лебедки:

– при подъеме лебедки где Nл – установленная мощность электродвигателя лебедки, кВт, [5];

– при спуске лебедки в) тепловыделение при работе людей, кДж/ч, где nл – количество людей в выработке;

qл – тепловыделение одного рабочего при тяжелой физической работе (около 1050 кДж/ч).

6) Тепловыделение при работе конвейерного транспорта:

– при работе ленточного конвейера – при работе скребкового конвейера где L – длина конвейера, м; V – скорость движения конвейерной ленты, м/с;

' – коэффициент сопротивления движению ленты по роликам, ' = 0,03 – 0,06; эд – КПД электродвигателя, эд = 0,9; mп – масса полезного ископаемого на 1 м ленты; mл – масса 1 м ленты (15 кг), m 'p, m 'p – масса вращающихся роликов на грузовой и порожняковой ветвях (соответственно 8 и 10 кг);

'' – коэффициент сопротивления движению материала по рештаку конвейера, '' = 0,5-1,2; mц – масса 1 м тяговых цепей полотна; f – коэффициент сопротивления движению цепи конвейера, f = 0,25 – 0,4); – угол наклона выработки, градус.

Знак «+» в формулах (4.1) и (4.2) ставится при расположении конвейера в уклоне; «–» при расположении конвейера в бремсберге.

Характеристики конвейера взять в [5].

7) Тепловыделение при взрыве ВВ, кДж/ч:

где qв – удельное тепловыделение при взрыве 1 кг ВВ, кДж/кг (табл.3);

с – масса заряда, кг.

Значения удельного тепловыделения для применяемых ВВ Общее тепловыделение в выработку, кДж/ч, зависит от ряда факторов (температуры горных пород, тепловыделения при охлаждении горных пород, тепловыделения от затвердевания бетонной крепи, при взрыве ВВ, тепловыделения при работе электродвигателей горнопроходческого оборудования и транспорта, а также тепловыделения при работе людей) и рассчитывается как сумма всех составляющих, присутствующих в данной выработке.

После расчета суммарного тепловыделения в выработку Тобщ сделать выводы по работе.

Дополнительная литература – [2, с. 42 – 50].

ОПРЕДЕЛЕНИЕ РЕЖИМА ДВИЖЕНИЯ ВОЗДУХА

И ДЕПРЕССИИ ГОРНОЙ ВЫРАБОТКИ

Цель работы: изучить режимы движения воздуха в выработках, освоить методику расчета депрессии горных выработок.

Исходные данные принять в соответствии с вариантом из прил. 3.

1. Определение режима движения воздуха в выработке.

В выработках существует два режима движения воздуха:

– ламинарный, характеризующийся малыми скоростями, параллельными траекториями частиц и отсутствием перемешивания слоев потока;

– турбулентный (бурный), характеризующийся беспорядочным перемешиванием отдельных частиц и слоев потока.

Определить режим движения воздуха в выработке можно с помощью числа Рейнольдса Re (число Re безразмерно) где U – средняя скорость движения воздуха в выработке, м/с, здесь Q – количество воздуха, проходящего по выработке, м3/с;

Sсв – площадь поперечного сечения выработки в свету, м2;

D – гидравлический диаметр выработки, м, принимается:

– для выработок круглого сечения D = Dсв;

здесь p – периметр выработки, м;

– кинематическая вязкость воздуха, = 1,5 10 5 м/с2.

По числу Рейнольдса определяется режим движения воздуха в выработке В выработках, проветриваемых деятельной вентиляционной струей, движение воздуха, как правило, турбулентное.

2. Определение депрессии горной выработки.

Для выбора вентиляторов (его подачи и депрессии) необходимо знать депрессию горной выработки, подлежащей проветриванию.

Депрессия h, даПа, горной выработки определяется по закону сопротивления где R – коэффициент пропорциональности, имеющий при турбулентном движении смысл аэродинамического сопротивления, кµ;

n – показатель степени, зависящий от режима движения, для турбулентного режима: при Re 30000, n = 2, для ламинарного режима n = 1.

Q – количество (расход) воздуха в выработке, м3/с Аэродинамическое сопротивление выработок зависит от геометрических размеров, длины выработки, шероховатости крепи, загроможденности поперечного сечения оборудованием, извилистости выработок и т.д. и определяется по формуле где P – периметр выработки, м; L – длина выработки, м; Sсв – площадь сечения выработки в свету, м2; – коэффициент аэродинамического сопротивления трения, Нс2/м4, зависит от типа крепи, формы выработки и определяется по следующим формулам:

1) для выработок, закрепленных монолитным бетоном, бетонитом, кирпичом:

– при круглом поперечном сечении:

где D – диаметр выработки, м;

d0 – высота выступа шероховатости поверхности крепи, м, принимаемая равной: для монолитного бетона – 4 мм, для кирпичной кладки – 1,3 мм, для бутовой кладки (бетонита) – 20 мм;

– при некруглом поперечном сечении выработки:

2) для выработок, закрепленных рамной крепью:

– арочной металлической крепью из СВП (рис. 5.1) калибр крепи, l – шаг крепи, м; m1 = 1 2 – параметр, характеризующий распределение шероховатости; m2 =, здесь Pк – периметр крепи, м, Р – периметр выработки, м, d1 и d2 – параметры сечений СВП (табл. 5.1).

– для арочной крепи из двутавра:

где рк – периметр крепи, равный общего периметра, м; l – шаг крепи, м.

– для трапециевидной и прямоугольной крепи из ж/б стоек и металлических двутавровых балок – для трапециевидной и прямоугольной крепи из стоек и верхняков прямоугольного сечения Найденное значение необходимо скорректировать до значения к в зависимости от загромождения выработки.

При установке в выработке конвейеров:

где S1 – площадь выработки в свету, уменьшенная на площадь, занимаемую конвейером, м2, здесь B, H – габариты конвейера, м (табл. 5.2).

Габариты наиболее распространенных конвейеров При работе конвейера навстречу вентиляционной струе к увеличивается на 15-20%.

При использовании подвесных конвейеров уменьшается на 15-20%.

При загромождении выработок породой, лесом, материалами необходимо увеличить к:

– при сильном загромождении (большие вывалы пород, скопление крепёжных материалов и труб, оборудования, частые сужения) на 0,01;

– при среднем (вентиляционные трубы, большое количество верхняков, частые вывалы породы, сужение сечения) – на 0,003;

– при умеренном загромождении (воздухопроводы сжатого воздуха, водопроводные трубы, небольшое количество породы на почве) – на 0,001.

При извилистости выработки значения коэффициента к необходимо увеличивать:

– при умеренной извилистости на 0,002;

– при средней извилистости на 0,003;

– при сильной извилистости на 0,005.

АНАЛИТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ВЕНТИЛЯЦИОННЫХ СЕТЕЙ

Цель работы: освоить методику аналитического расчета вентиляционных сетей.

Задание: Рассчитать суммарное аэродинамическое сопротивление вентиляционной сети, суммарную депрессию и количество воздуха, проходящего через каждую выработку. Проверить скорость движения воздуха по ПБ.

Исходные данные: принять согласно варианту из прил. Под законом сопротивления в аэрологии понимается зависимость между депрессией Н и средней скоростью воздуха U, или количеством воздуха Q:

где R1, R2 – коэффициенты пропорциональности (аэродинамическое сопротивление, кµ), n – показатель степени, учитывающий режим движения воздушной струи (n = 1 – ламинарный поток, n = 2 – турбулентный поток).

Вентиляционная сеть – это сеть соединенных между собой горных выработок, по которым движется воздух. Различают последовательное, параллельное и смешанное соединение выработок.

При последовательном соединении (рис. 6.1) характерны следующие соотношения:

Рис. 6.1. Схема последовательно соединенных выработок При параллельном соединении двух выработок характерны следующие соотношения:

Рис. 6.2. Схема параллельно соединенных выработок Если несколько ветвей с одинаковым сопротивлением R соединены паRi раллельно, то Rобщ = 2, где n – количество параллельно соединенных выраn боток.

При смешанном соединении выработок одни выработки соединены параллельно, другие – последовательно. В этом случае находятся эквивалентные характеристики отдельных участков, а затем общие характеристики.

Скорость движения воздуха U, м/с, в выработке находится по формуле где S – площадь поперечного сечения выработки в свету, м2.

1) Разбить заданную вентиляционную сеть шахты (см. прил. 4) на участки простых соединений (параллельных или последовательных) из двух выработок.

2) Рассчитать эквивалентные аэродинамические сопротивления для полученных участков вентиляционной сети, а затем суммарное аэродинамическое сопротивление сети выработок.

3) Рассчитать депрессию каждого участка и суммарную депрессию вентиляционной сети.

4) Рассчитать количество воздуха, проходящего по каждому участку, а затем – по каждой выработке.

5) Определить скорости движения воздуха в каждой выработке.

6) Полученные скорости движения воздуха в выработках сравнить с допустимыми по Правилам Безопасности и сделать выводы.

ВАРИАНТЫ

ПОКАЗАТЕЛИ

Время транспортирования угольной массы, мин.

Скорость подвигания забоя очистной выработки, м/сут.

Подвигание забоя выработки за цикл работы комбайна, м Подвигание забоя выработки за взрывание,м Исходные данные Бассейн Площадь поперечного сечения выработки, м Средняя температура воздуха в выработке, °С Скорость воздуха в выработке, м/с Количество рабочих в выработке, чел.

Примечание. Все необходимые характеристики оборудования (мощность электродвигателей, кпд, скорость движения конвейерной ленты, массы отдельных агрегатов конвейеров и т.д.) принять самостоятельно по справочной литературе.

Примечание: * Принятые обозначения: Dсв – диаметр выработки в свету; Sсв – площадь поперечного сечения выработки в свету; Р – периметр выработки; В – ширина выработки; Вниж, Вверх. – соответственно ширина нижнего и верхнего оснований выработки; Н – высота выработки; hпр – высота прямолинейной части выработки вар 1. Правила безопасности в угольных шахтах. – Самара: Самар. Дом печати, 1995. – 242 с.

2. Кирин Б.Ф., Ушаков К.З. Рудничная и промышленная аэрология: Учеб. для вузов. – М.: Недра, 1983. – 256 с.

3. Аэрология горных предприятий: Учеб. для вузов/ К.З. Ушаков, А.С. Бурчаков, Л.А. Пучков и др. – М.: Недра, 1987. – 421 с.

4. Руководство по проектированию вентиляции угольных шахт. – Макеевка;

Донбасс: Изд-во МакНИИ, 1989.

5. Подземный транспорт шахт и рудников: Справ. Под общ. ред. Г.Я. Пейсаховича. – М.: Недра, 1985. – 565 с.

6. Проходчик горных выработок: Справ./ Под ред. А.И. Петрова. – М.: недра, 1991. – 646 с.

7.Ушаков К.З. Газовая динамика шахт. – М.: Недра, 1984. – 248 с.

8. Рудничная вентиляция: Справ. /Под ред. К.З. Ушакова. – М. Недра, 1988. – 440 с.

Методические указания к выполнению практических работ по дисциплине «Аэрология подземных сооружений»

Редактор А.Ю. Прокопов Темплан 2005 г. Подписано в печать 1.12.05. Формат 60х841/16. Бумага офсетная. Печать оперативная. Печ.л. 1,63. Уч.-изд. л. 1.75. Тираж 50.

Южно-Российский государственный технический университет Шахтинский институт (филиал) Учебно-методический отдел Адрес института: 346500, г. Шахты, пл. Ленина

 
Похожие работы:

«Министерство транспорта Российской Федерации Федеральное агентство железнодорожного транспорта ГОУ ВПО Дальневосточный государственный университет путей сообщения Кафедра Изыскания и проектирование железных дорог Солодовников А.Б. ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ И СЕТИ Сборник лекций Часть 2 Рекомендовано Методическим советом ДВГУПС в качестве учебного пособия Хабаровск Издательство ДВГУПС 2008 УДК 004.3(075.8) ББК З973.26я73 С 604 Рецензенты: Кафедра Изыскания, проектирование, постройка железных дорог...»

«МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ 24/10/2 Одобрено кафедрой Здания и сооружения на транспорте ТЕХНОЛОГИЯ ВОЗВЕДЕНИЯ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ Методические указания к курсовому и дипломному проектированию для студентов V и VI курсов специальности 270102 ПРОМЫШЛЕННОЕ И ГРАЖДАНСКОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО (ПГС) РОАТ Москва — 2009 С о с т а в и т е л и : канд. техн. наук, проф. Зайцев Б.В., доц. Голышкова М.П., ст. преп. Белозерский А.М. ТЕХНОЛОГИЯ ВОЗВЕДЕНИЯ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ Методические...»

«Федеральное агентство по образованию Сыктывкарский лесной институт – филиал ГОУ ВПО Санкт-Петербургская государственная лесотехническая академия имени С. М. Кирова КАФЕДРА ВОСПРОИЗВОДСТВА ЛЕСНЫХ РЕСУРСОВ НЕДРЕВЕСНАЯ ПРОДУКЦИЯ ЛЕСА СБОРНИК ОПИСАНИЙ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ для подготовки дипломированного специалиста по направлению 656200 – Лесное хозяйство и ландшафтное строительство специальности 250201 – Лесное хозяйство Сыктывкар 2007 УДК 630*892 ББК 43.90 Н42 Сборник составлен в соответствии с...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ, МЕХАНИКИ И ОПТИКИ А.А. Воробьева УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ ПО КУРСУ ГЕОИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ ТЕРРИТОРИАЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ Санкт-Петербург 2012 1 Учебное пособие посвящено геопространственному моделированию объектов с помощью ГИС и использование сопровождаемой их семантической информации. Кроме того вопросам сбора и подготовки...»

«Министерство образования и науки Украины Донбасская государственная машиностроительная академия МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ к лабораторным работам по дисциплине Физика (для студентов всех специальностей вуза) Волновая оптика Квантовая оптика Физика полупроводников Утверждено на заседании кафедры физики Протокол №4 от 26.10.04 Краматорск 2004 УДК 535 Методические указания к лабораторным работам по дисциплине Физика (для студентов всех специальностей вуза). Волновая оптика. Квантовая оптика. Физика...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ ПСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. С. М. КИРОВА ПСКОВСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ РУССКОГО ГЕОГРАФИЧЕСКОГО ОБЩЕСТВА А. Г. МАНАКОВ ТУРИСТСКИЕ РЕГИОНЫ МИРА ГЕОГРАФИЯ КУЛЬТУРНОГО НАСЛЕДИЯ Учебное пособие Псков ПГПУ 2011 УДК 796.5 ББК 75.81 М 23 Рецензенты: доктор географических наук, профессор В.Л. Мартынов (Российский государственный педагогический университет им. А.И. Герцена); доктор географических наук, профессор Г.М. Федоров (Российский...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра государственного и муниципального управления и права Храмцов А. Б. ГЕОПОЛИТИКА МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ПРАКТИЧЕСКИМ ЗАНЯТИЯМ И САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЕ СТУДЕНТОВ для направления 081100.62 Государственное и муниципальное управление очной и заочной формы обучения Тюмень,...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Оренбургский государственный университет А.Я.ГАЕВ, В.Г.ГАЦКОВ, В.О.ШТЕРН, Л.М.КАРТАШКОВА ГЕОЭКОЛОГИЯ ДЛЯ СТРОИТЕЛЕЙ Рекомендовано Ученым советом Государственного образовательного учреждения Оренбургский государственный университет в качестве учебного пособия для студентов строительных и технических специальностей, обучающихся по программам высшего профессионального...»

«Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования ЧИТИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ (ЧитГУ) С.В. Смолич, А.Г. Верхотуров, В.И.Савельева ИНЖЕНЕРНАЯ ГЕОДЕЗИЯ Учебное пособие для студентов строительных специальностей ВУЗов Чита 2009 УДК 624.131.32 (075) ББК 26.1 я 7 С 512 Рецензенты: 1) Д.М. Шестернев д-р.техн.наук, профессор, зав. лабораторией общей криологии ИПРЭК СО РАН; 2) В.В. Глотов канд.техн.наук., доцент, зав.кафедрой...»

«Федеральное агентство по образованию Ульяновский государственный технический университет Химия воды Учебное пособие для студентов нехимических специальностей Составители: Л.В. Петрова, Е.Н. Калюкова Ульяновск 2004 УДК 541.1(075.8) ББК 24 Я7 Х 46 Рецензенты: Зав. научно-производственным отделом ООО Трансстройкомплект, канд. техн. наук. И.А. Дорофеев, Зав. кафедрой Химия УлГПУ, доцент, канд. хим. наук И. Т. Гусева Утверждено редакционно-издательским советом университета в качестве учебного...»

«База нормативной документации: www.complexdoc.ru Справочные материалы Материалы и технологии века Добромыслов А.Я., Санкова Н.В. Пластмассовые трубы и современные технологии для строительства и ремонта трубопроводов ПРОЕКТИРОВАНИЕ, МОНТАЖ И ЭКСПЛУАТАЦИЯ СИСТЕМ КАнаЛИЗАЦИИ ИЗ ПЛАСТМАССОВЫХ ТРУБ ДЛЯ ЗДАНИЙ И МИКРОРАЙОНОВ РЕКОМЕНДАЦИИ Москва 2004 ПРЕДИСЛОВИЕ Глава 1. ТРУБЫ И ФАСОННЫЕ ЧАСТИ ИЗ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ МОНТАЖА ТРУБОПРОВОДОВ СИСТЕМ КАНАЛИЗАЦИИ ЗДАНИЙ И МИКРОРАЙОНОВ 1.1. Внутренняя...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ АСТРАХАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ А.В. Кизим ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ТУРИЗМЕ Учебно-методическое пособие для студентов, обучающихся по специальностям: 100200 Туризм (бакалавриат); 100201 Туризм Издательский дом Астраханский университет 2011 УДК 333.48 ББК 65.433 К38 Рекомендовано к печати редакционно-издательским советом Астраханского государственного университета Рецензенты: доцент, кандидат технических наук, докторант Волгоградского...»

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра строительных конструкций, оснований и фундаментов Пронозин Я.А., Епифанцева Л.Р. ТЕХНОЛОГИЯ РЕМОНТНЫХ И  ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫХ РАБОТ  МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ по выполнению курсовой работы Технологическая карта на выполнение отдельных видов ремонтно-восстановительных работ для студентов специальности 270102...»

«Н.А. МАШКИН О.А. ИГНАТОВА СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ КРАТКИЙ КУРС НОВОСИБИРСК 2012 3 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ (СИБСТРИН) Н.А. Машкин, О.А. Игнатова СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ КРАТКИЙ КУРС Рекомендовано Новосибирским региональным отделением УМО вузов Российской Федерации по образованию в области строительства в качестве учебного пособия для студентов заочной формы обучения и второго высшего образования по...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования УЛЬЯНОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ БЫТОВЫЕ ГАЗОВЫЕ ПРИБОРЫ УЛЬЯНОВСК 2004 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования УЛЬЯНОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ БЫТОВЫЕ ГАЗОВЫЕ ПРИБОРЫ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ЛАБОРАТОРНЫМ И ПРАКТИЧЕСКИМ ЗАНЯТИЯМ...»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ АЛТАЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Е.Г. Парамонов, А.А. Маленко ОСНОВЫ ЛЕСОВОДСТВА И ЛЕСОПАРКОВОГО ХОЗЯЙСТВА Учебное пособие Барнаул Издательство АГАУ 2007 УДК 634.0.2.(635.91) Парамонов Е.Г. Основы лесоводства и лесопаркового хозяйства: учебное пособие / Е.Г. Парамонов, А.А. Маленко. Барнаул: Изд-во АГАУ, 2007. 170 с. Учебное издание...»

«Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Владимирский государственный университет Кафедра строительных конструкций МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ИЗУЧЕНИЮ РАЗДЕЛА ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ КОНСТРУКЦИИ КУРСА КОНСТРУКЦИИ ГОРОДСКИХ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ Составители: В.В. МИХАЙЛОВ В.И. ВОРОНОВ Владимир 2009 УДК 624.012.3/4 ББК 38.53 М54 Рецензент Кандидат технических наук, доцент зав. кафедрой строительных конструкций Владимирского...»

«Федеральное агентство по образованию Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет Кафедра технологии строительного производства ДИПЛОМНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ДЛЯ СТУДЕНТОВ СПЕЦИАЛЬНОСТИ 270102 ПРОМЫШЛЕННОЕ И ГРАЖДАНСКОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО Санкт Петербург 2009 1 УДК [693:721/728]:378.147.85(075.8) Рецензент канд. техн. наук, доцент Лихачев В.Д. Дипломное проектирование: метод. указ. для студентов специальности 270102 - промышленное и гражданское...»

«1 Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Владимирский государственный университет Кафедра строительных конструкций МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ ПО АРХИТЕКТУРЕ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ Издание 2-е, переработанное Составители: Л.А. ЕРОПОВ С.И. РОЩИНА Владимир 2010 2 УДК 725.4 (07) ББК 38.72 М 54 Рецензент Кандидат технических наук, доцент Владимирского государственного университета Е.А. Смирнов Печатается по...»

«А.А. Данилов МЕТРОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ Учебное пособие УДК 621.317 Данилов, А. А. Метрологическое обеспечение измерительных систем: учеб. пособие / А. А. Данилов. – Пенза: Профессионал, 2008. – 63 с. Рассматриваются признаки классификации измерительных систем и их измерительных каналов, нормируемые метрологические характеристики измерительных каналов и методы подтверждения их соответствия установленным нормам, приводятся рекомендации по реализации метрологического...»






 
© 2013 www.diss.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Авторефераты, Диссертации, Монографии, Методички, учебные программы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.