Colegio Técnico y Vocacional de Liaoyuan
Informe de capacitación integral de graduación
Título: Diseño de ventilación de minas
Clase profesional: Gao Mining Electricity 0831
Diseñador: Ren Danpeng
Instructor: Liu Wenwen
27 de mayo de 2011
Escuela Técnica y Vocacional de Liaoyuan
Comentarios del revisor del proyecto de graduación (tesis)
Revisor: (firma)
Fecha de revisión: año, mes, día
Liaoyuan Vocational and Technical College
p>Proyecto de Graduación (Tesis) Comentario de Defensa No.
Fecha: Año, Mes, Día
Estudiantes que presentan el diseño (tesis):
Enviar materiales de defensa del Proyecto de Graduación (Tesis):
1), Manual de instrucciones de diseño (tesis) *** página
2) Dibujo de diseño (tesis) *** página
3), página de comentarios del instructor ***
Comentarios de defensa del proyecto de graduación (tesis):
Puntuación de defensa:
Puntuación integral:
Líder del equipo de defensa del proyecto de graduación (tesis): (Firma)
Miembros del equipo: (Firma)
Contenidos
1. diseño y requisitos de ventilación 5
(1) Ventilación durante el período de construcción de la infraestructura minera 5
(2) Ventilación durante el período de producción de la mina 5
(3) Contenido del diseño de ventilación de mina 6
(4) Requisitos para el diseño de ventilación de mina 7
2. Sistema de ventilación de mina optimizado 7
(1) Requisitos para la ventilación de mina sistema 7
(2) Determinar el sistema de ventilación de la mina 8
3 Cálculo del volumen de aire de la mina 8
(1) Principios de cálculo del volumen de aire de la mina 8
(2) Cálculo de la demanda de aire en minas 8
1. Cálculo de la demanda de aire en la minería del carbón 8
2. Frente de trabajo de excavación 11
3. Cálculo de demanda de aire en cuevas 13
4. Cálculo de demanda de aire en otros túneles de viento 14
4. Resistencia a la ventilación en minas 15
(1) Principios de cálculo de la resistencia a la ventilación total en minas 15
(2) Cálculo de la resistencia a la ventilación total en minas 15
V. de equipos de ventilación de mina 16
(1) Ventiladores principales Opción 17
6 Estimación de costos de ventilación de mina 21
Prólogo
Ventilación. Es un vínculo importante relacionado con la seguridad de la producción en las minas de carbón. Para garantizar la estabilidad y confiabilidad del sistema de ventilación, es necesario llevar a cabo modificaciones y coordinación inmediatas del sistema de ventilación a medida que cambia la producción minera, controlar estrictamente la ventilación en serie, fortalecer la gestión de la ventilación local, evitar cortes de energía no planificados de los ventiladores locales y garantizar que el sistema de ventilación sea regular, razonable, confiable y estable.
El diseño de ventilación de la mina es una parte importante de todo el diseño de la mina y un vínculo importante para garantizar una producción segura. Por lo tanto, debe considerarse y diseñarse cuidadosamente para lograr los resultados deseados.
Capítulo 1 Contenidos y requisitos del diseño de ventilación de minas
La tarea básica del diseño de ventilación de minas es establecer un sistema de ventilación de minas seguro, confiable, tecnológicamente avanzado y económico. El diseño de ventilación de mina se divide en diseño de ventilación de mina nuevo o ampliado. Para el diseño de ventilación de nuevas minas, es necesario considerar tanto las necesidades actuales como las posibilidades de desarrollo a largo plazo.
Para el diseño de ventilación de minas reconstruidas o ampliadas, es necesario realizar una investigación detallada de las condiciones originales de producción y ventilación de las minas, analizar los problemas existentes en ventilación, considerar las características de los planes de producción y desarrollo de la mina y aprovechar al máximo. de los túneles y equipos de ventilación originales, y proponemos un diseño de ventilación más completo y realista sobre la base original. Independientemente del diseño de ventilación de las minas nuevas, renovadas o ampliadas, se deben implementar las políticas técnicas y económicas del partido y se deben seguir las normas de seguridad minera, los reglamentos técnicos, las especificaciones de diseño y las regulaciones pertinentes promulgadas por el estado.
El diseño de ventilación de la mina generalmente se divide en dos períodos, a saber, el período de infraestructura y el período de producción, y los cálculos de diseño se llevan a cabo respectivamente.
Sección 1 Ventilación durante el período de construcción de la infraestructura minera
La ventilación durante el período de construcción de la infraestructura minera se refiere a la ventilación durante el proceso de construcción del túnel, es decir, la excavación del pozo (o socavón), el fondo del pozo. Ventilación en patios de vehículos, cámaras subterráneas, túneles de transporte de primer nivel y túneles de ventilación. Durante este período, se utilizan a menudo ventiladores locales para la ventilación local de túneles de un solo cabezal. Después de conectar los dos pozos y instalar el ventilador principal, el ventilador principal se puede utilizar para realizar ventilación a presión total para el túnel excavado, acortando así la distancia entre los túneles restantes y la ventilación local durante la excavación del túnel.
Sección 2 Ventilación durante el período de producción de la mina
La ventilación durante el período de producción de la mina se refiere a la ventilación durante el período de producción de la mina, incluido el desarrollo de toda la mina, la minería y la extracción de carbón. Ventilación frontal y otros túneles. El diseño de ventilación durante este período se puede dividir en dos situaciones según la duración de la vida útil de la mina:
(1) Cuando la vida útil de la mina no es larga (alrededor de 15 a 20 años), el diseño de ventilación sólo se hace una vez. Después de que la mina alcanza la producción, el período en el que la resistencia a la ventilación es mínima es el período en que la ventilación de la mina es fácil; cuando la resistencia a la ventilación de la mina es máxima, es el período difícil; Realice cálculos de diseño basados en las condiciones de producción de estos dos períodos y seleccione el equipo de ventilación que sea adecuado para la ventilación en estos dos períodos.
(2) Cuando la mina tiene una vida útil prolongada, el diseño de ventilación debe dividirse en dos períodos, teniendo en cuenta factores como la selección del equipo de ventilación y los cambios en el volumen y la presión del aire requeridos. por la mina. El primer nivel es el primer período, y se llevan a cabo cálculos de diseño detallados para las condiciones de ventilación fácil y difícil durante este período. El diseño de ventilación de la segunda fase solo se planifica en principios generales, pero para el sistema de ventilación de la mina, se deben hacer consideraciones integrales basadas en los factores técnicos y económicos de todo el período de producción de la mina, de modo que el sistema de ventilación determinado no pueda Solo se adapta a los requisitos de la producción real, pero también puede encargarse del desarrollo y los cambios de producción a largo plazo.
La información básica requerida para el diseño de ventilación de mina es la siguiente:
Terreno de la mina y mapa geológico; contenido de sílice libre (silicio), azufre, sustancias radiactivas, gases y gases nocivos en la misma. rocas minerales; la tendencia a la ignición natural del carbón y la roca; la explosividad del polvo de carbón; las condiciones climáticas del área minera, incluidas las temperaturas máximas, mínimas y promedio anuales, la temperatura del suelo, la tasa de profundización geotérmica y la dirección del viento dominante perenne; densidad aparente de la roca mineral, volumen, coeficiente de flojedad y contenido de lodo y adherencia, si existen hornos y carriles antiguos en el área minera y su ubicación y existencia de la producción anual de la mina, vida útil, sistema de desarrollo, secuencia de extracción, método de extracción; ; distribución de salida y diseño de operación, y el número de caras de trabajo simultáneas y de respaldo; la cantidad y distribución de varios tipos de perforadoras de roca que operan al mismo tiempo; número máximo de personas trabajando al mismo tiempo, etc.
Sección 3 Contenido del diseño de ventilación de la mina
(1) Determinar el sistema de ventilación de la mina
(2) Cálculo de la ventilación de la mina y distribución del volumen de aire
(3) Cálculo de la resistencia de la ventilación de la mina
(4) Selección del equipo de ventilación
(5) Estimación de los costos de ventilación de la mina
Además, según diferentes regiones o minas. Debido a las condiciones especiales, también debemos estar atentos al cálculo del ajuste de la temperatura del aire de la mina (consulte el Capítulo 8 para obtener más detalles)
Sección 4 Requisitos para el diseño de ventilación de minas
(1) Hacer que se envíe suficiente aire fresco de manera efectiva a los lugares de trabajo subterráneos para garantizar la producción y crear buenas condiciones de trabajo;
(2) El sistema de ventilación es simple, el flujo de aire es estable y fácil de gestionar y tiene resistencia a desastres;
(3) Cuando ocurre un accidente, el flujo del viento es fácil de controlar y el personal puede evacuar fácilmente;
(4) Hay ambiente subterráneo y sistemas de detección de seguridad o medidas de detección que cumplan con las regulaciones;
(5) Ventilación La inversión en infraestructura del sistema es baja, sus costos operativos son bajos y sus beneficios económicos integrales son buenos.
Capítulo 2 Sistema de ventilación de mina optimizado
Sección 1 Requisitos para el sistema de ventilación de mina
(1) Cada mina debe tener un sistema de ventilación independiente completo.
(2) La boca del pozo de entrada de aire debe disponerse de acuerdo con la frecuencia de la dirección del viento durante todo el año y debe disponerse en un lugar libre de la intrusión de polvo, polvo de carbón, polvo, gases nocivos y altas -temperatura de los gases.
(3) El eje de elevación del contenedor o el eje equipado con una cinta transportadora no deben servir también como eje de entrada de aire. Si también se utiliza como eje de entrada de aire, se deben tomar medidas para cumplir con la seguridad. necesidades.
(4) En un sistema de ventilación de múltiples ventiladores, bajo la premisa de cumplir con la distribución del volumen de aire según la demanda, la presión de aire de trabajo de cada ventilador principal debe ser cercana cuando la diferencia de presión de aire entre los. ventiladores es grande, la presión del aire de trabajo debe Reducir la presión del viento del conducto de aire dedicado para que no exceda el 30% de la presión del viento de cualquier ventilador.
(5) En cada nivel de producción y en cada área minera, se deben disponer vías de retorno de aire y se debe implementar una ventilación zonificada.
(6) El almacén subterráneo de material de voladura debe tener un flujo de aire fresco separado, y el flujo de aire de retorno debe introducirse directamente en la vía de aire de retorno principal o vía de aire de retorno principal de la mina.
(7) La sala de carga subterránea debe ventilarse con un flujo de aire fresco separado y el flujo de aire de retorno debe introducirse en el conducto de aire de retorno.
Sección 2: Determinar el sistema de ventilación de la mina
Con base en la cantidad de emisiones de gas de la mina, la capacidad de producción del diseño de la mina, las condiciones de ocurrencia de las vetas de carbón, el espesor de la capa superior del suelo, el área del campo de pozos y la temperatura del suelo. , y tendencia a la combustión espontánea de las vetas de carbón. El sistema de ventilación de la mina se determina mediante optimización o comparación técnica y económica. Los sistemas de ventilación de las minas deben tener una fuerte resistencia a los desastres. Cuando ocurre un accidente desastroso bajo tierra, el sistema de ventilación seleccionado puede controlar el desastre al mínimo y reanudar rápidamente la producción normal.
Capítulo 3 Cálculo del volumen de aire de la mina
Sección 1 Principios de cálculo del volumen de aire de la mina
El volumen de aire requerido en la mina se calculará por separado de acuerdo con los siguientes requisitos , y se adoptará el valor máximo.
(1) Basado en el número máximo de personas trabajando bajo tierra al mismo tiempo, el volumen de aire máximo por persona por minuto no deberá ser inferior a 4 m².
(2) Según; para minería de carbón, excavación, túnel. Calcule la suma del volumen de aire real requerido en la habitación y otras áreas.
Sección 2 Cálculo del volumen de aire requerido en la mina
1. Cálculo del volumen de aire requerido para el frente de extracción de carbón
El volumen de aire para la mina. La cara de la minería del carbón debe basarse en los siguientes factores Calcular y obtener el valor máximo.
1) Calculado en base a la emisión de gas
Qwi=100 Qgwi Kgwi
Donde Qwi——El volumen de aire requerido para el i-ésimo frente de extracción de carbón, m ?/min
Qgwi——La cantidad absoluta de gas que sale del i-ésimo frente de extracción de carbón, m?/min
Kgwi——El gas que sale del i-ésimo frente ª cara de la minería del carbón Se obtiene el coeficiente de volumen de aire en espera desigual, que es la relación entre el valor máximo y el valor promedio de la salida absoluta de gas de la superficie de trabajo. Las minas de producción pueden realizar al menos 5 días y noches de observaciones basadas en las condiciones normales de producción de cada frente de trabajo, y obtener 5 ratios, tomando el valor máximo.
Por lo general, Kgwi=1.2~1.6 se usa para la cara de trabajo de minería mecánica; Kgwi=1.4~2.0 se usa para la cara de trabajo de minería con pistola; Kgwi=2.0~3.0 se usa para la cara de trabajo de minería de agua.
2) Calculado en base a la temperatura del flujo de aire de entrada del frente de trabajo
El frente de trabajo de la minería del carbón debe tener buenas condiciones climáticas. La temperatura del flujo de aire de entrada se puede calcular basándose en el método de predicción de la temperatura del flujo de aire. La temperatura y la velocidad del viento deben cumplir los requisitos de la Tabla 7-4-1.
Tabla 7-4-1 Tabla de correspondencia entre la temperatura del aire del frente de la minería de carbón y la velocidad del viento
Temperatura del flujo de aire de entrada del frente de la minería de carbón/℃ Velocidad del viento del frente de la minería de carbón/m?s-1
lt;15
15~18
18~20
20~23
23~26 0,3~0,5
0,5~0,8
0,8~1,0
1,0~1,5
1,5~1,8
Cálculo del volumen de aire requerido para el frente de la mina de carbón:
Qwi=60 Vwi Swi Kwi
Donde Vwi - la velocidad del viento del i-ésimo frente de la mina de carbón, según el temperatura del flujo de aire de entrada Seleccionado de la Tabla 7-4-1, m/s;
Swi: la sección de ventilación efectiva del i-ésimo frente de minería de carbón, tome el promedio de las secciones efectivas durante el máximo y control mínimo del techo, m2
Kwi——El coeficiente de longitud de la i-ésima superficie de trabajo, que se puede seleccionar de acuerdo con la Tabla 7-4-2.
Tabla 7-4-2 Tabla de coeficientes de volumen de aire de longitud de frente de minería de carbón
Longitud de frente de minería de carbón/m Coeficiente de volumen de aire de longitud de frente de trabajo Kwi
lt; 15
50~80
80~120
120~150
150~180
gt; 180 0,8
0,9
1,0
1,1
1,2
1,30~1,40
3) Calculado en función de la cantidad de explosivo utilizado
Qwi=25×Awi
En la fórmula, 25 - el volumen de suministro de aire por 1 kg de explosivo utilizado, m3/min;
Awi——La cantidad máxima de explosivos utilizados en una voladura del i-ésimo frente de trabajo, kg;
4) Calculado en base al número de trabajadores
Qwi=4×nwi
donde 4 - el volumen mínimo de aire que se debe suministrar por persona por minuto, m3/min;
nwi - el número máximo de personas trabajando en al mismo tiempo en la i-ésima cara de la minería del carbón, gente.
5) Verificación en función de la velocidad del viento
Compruebe el volumen de aire mínimo de cada frente de mina de carbón en función de la velocidad del viento más baja:
Qwi≥60×0,25 ×Swi
Compruebe el volumen de aire máximo de cada frente de trabajo de minería de carbón en función de la velocidad del viento más alta:
Qwi≤60×0.25×Swi
Cuando el La cara de trabajo de la minería del carbón tiene ventilación en serie, presione una de ellas Cálculo del volumen de aire máximo requerido. La cara de trabajo de respaldo también deberá calcular el volumen de aire requerido de acuerdo con los requisitos anteriores y cumplir con las regulaciones de gas, dióxido de carbono, temperatura del flujo de aire y velocidad del viento, y no deberá ser inferior al 50% del volumen de aire requerido durante la minería.
2. Cálculo del volumen de aire requerido para el frente de trabajo de la excavación.
El volumen de aire para los frentes de trabajo de la excavación del túnel de carbón, de roca de medio carbón y del túnel de roca debe calcularse de acuerdo con el siguientes factores y se debe tomar el valor máximo.
1) Calculado en base a la emisión de gases
Qhi=100×Qghi×Kghi
Donde Qhi——la demanda de aire del i-ésimo frente del túnel, m3/min;
Qghi——La cantidad absoluta de emisión de gas de la i-ésima cara de trabajo del túnel, m3/min;
Kghi——El gas del i-ésimo túnel cara de trabajo El flujo desigual de salida y el coeficiente de volumen de aire de respaldo generalmente oscilan entre 1,5 y 2,0.
2) Calculado en función de la cantidad de explosivos
Qhi=25×Ahi
En la fórmula, 25 - el volumen de suministro de aire usando 1 kg de explosivos, m3/min;
p>
Ahi——La cantidad máxima de explosivos utilizados en una voladura del i-ésimo frente de trabajo de excavación, kg.
3) Calculado en base al volumen de succión del ventilador local
Qhi= ∑Qhfi×Khfi
Donde ∑Qhfi——opera la i-ésima cara de trabajo de excavación simultáneamente La suma de los volúmenes de aire nominales de los ventiladores locales. El volumen de aire nominal de varios ventiladores se puede seleccionar según la Tabla 7-4-3.
Khfi: el coeficiente de respaldo del volumen de aire para evitar que los ventiladores locales succionen el aire circulante, generalmente de 1,2 a 1,3. Cuando no salga gas a borbotones en el túnel de entrada de aire, tome 1.2, y cuando salga gas a borbotones, vaya a 1.3.
Tabla 7-4-3 Volumen de aire nominal de varios ventiladores locales
Modelo de ventilador Volumen de aire nominal/m3?min-1
JBT-51 (5,5 KW)
JBT-52(11KW)
JBT-61(14KW)
JBT-62(28KW) 150
200
250
300
4) Calculado en base al número de empleados
Qhi=4×nhi
Fórmula nhi: el número máximo de personas que trabajan al mismo tiempo en el i-ésimo frente de excavación, personas.
5) Cálculo basado en la velocidad del viento
Cálculo basado en la velocidad mínima del viento, el volumen de aire mínimo de cada cara de trabajo desesperada del túnel de roca:
Qhi≥ 60 ×0.15×Shi
p>
El volumen de aire mínimo de cada túnel de carbón o cara de trabajo de excavación de medio túnel de carbón:
Qhi≥ 60×0.25×Sdi
Basado en la velocidad más alta del viento, el volumen de aire de cada cara de trabajo del túnel Volumen de aire máximo:
Qhi≤ 60×4×Shi
Donde Shi——la red Área de la sección transversal del túnel del i-ésimo frente de trabajo de excavación, m2.
3. Cálculo del volumen de aire requerido en la cámara
El volumen de suministro de aire de cada cámara de ventilación independiente debe calcularse por separado según los diferentes tipos de cámaras:
1) Cámaras mecánicas y eléctricas
Las cámaras electromecánicas con alto poder calorífico se calcularán por separado según el poder calorífico de los equipos electromecánicos que operan en la cámara:
Qri= 3600×∑ N×θ
ρ×Cp×60×Δt
Donde Qhi——la demanda de aire de la i-ésima cámara electromecánica, m3/min;
∑N——la cámara electromecánica La potencia total del motor (transformador) funcionando en el medio, kw
θ - el coeficiente de calentamiento de la cámara electromecánica, que se puede convertir a partir del calor real cuando se activa la mecánica; el equipo en la cámara electromecánica está funcionando con el equivalente de la capacidad del equipo eléctrico según la inspección real. El coeficiente de trabajo desperdiciado también se puede determinar de acuerdo con la Tabla 7-4-4;
ρ: densidad del aire, generalmente 1,2 kg/m3;
Cp: relación de presión constante del aire Calor, generalmente 1 kJ/(kg?K);
Δt: la diferencia de temperatura entre los flujos de aire de entrada y retorno de la cámara electromecánica, ℃.
Tabla 7-4-4 Tabla de coeficiente de calentamiento de la cámara electromecánica (θ)
Nombre de la cámara electromecánica Coeficiente de calentamiento
Sala de compresores de aire 0,20~0,23
p>Sala de bombas 0.01~0.03
Subestación y sala de cabrestante 0.02~0.04
La subestación y la cámara de la subestación en el área minera se pueden determinar según los valores de la experiencia. :
Qri=60~80 m3/min
2) Biblioteca de materiales explosivos
Qri=4×V/60
En la fórmula, V—el volumen del almacén, m3
Sin embargo, el almacén de material de voladura grande no deberá ser inferior a 100 m3/min, y el almacén de material de voladura pequeño y mediano no deberá ser inferior a 60 m3/min.
3) Cámara de carga
Calculada en base a que la concentración de hidrógeno en el aire de retorno es inferior a 0,5
Qri=200×qrhi
En la fórmula qrhi——La cantidad de hidrógeno producida por la i-ésima cámara de carga durante la carga, m3/min.
4. Calculadora de demanda de aire para otros túneles de viento
La demanda de aire de cada túnel debe calcularse en función del flujo de gas y la velocidad del viento, y se debe utilizar el valor máximo.
1) Calculado en base a la emisión de gas
Qoi=133×Qgoi×kgoi
Donde Qgoi——el gas del i-ésimo otro túnel de viento Absoluto volumen de salida, m3/min;
koi: el coeficiente de respaldo del volumen de aire para una salida de gas desigual en el i-ésimo otro túnel de viento, generalmente kgoi=1,2~1,3.
2) Cálculo basado en la velocidad del viento más baja
Qoi≥ 60×0.15×Soi
Donde Soi——el área transversal neta del i-ésimo otro túnel, m2.
5. Cálculo del volumen total de aire de la mina
El volumen total de entrada de aire de la mina debe calcularse en base a la suma de los volúmenes de aire reales necesarios para la minería del carbón. túneles, cámaras y otros lugares:
Qm=（∑Qwt ∑Qht ∑Qrt ∑Qot）×km
Donde ∑Qwt——la suma del volumen de aire requerido para el carbón frente de trabajo de minería y frente de trabajo de respaldo, m3/min;
∑Qht——La suma del volumen de aire requerido para el frente de trabajo de excavación, m3/min;
∑Qrt ——La suma del volumen de aire requerido para la cámara, m3/min;
∑Qot——La suma del volumen de aire requerido en otros lugares que utilizan viento, m3/min.
km—— Coeficiente de ventilación de la mina (incluidos factores como fugas de aire y distribución desigual del aire dentro de la mina), que puede ser de 1,15 a 1,25.
Capítulo 4 Cálculo de la resistencia total a la ventilación de la mina
Sección 1 Principios para el cálculo de la resistencia total a la ventilación de la mina
(1) La resistencia total a la ventilación de la mina no debe exceder 2940pa.
(2) La resistencia local de los pozos y túneles de las minas nuevas (incluidas las áreas de expansión con ventilación independiente en las minas ampliadas) debe calcularse como 10 veces la resistencia a la fricción de los túneles, y las minas ampliadas deben calcularse. calculado como 15 veces la resistencia a la fricción de los túneles.
Sección 2 Cálculo de la resistencia total de la ventilación de la mina
La resistencia total de la ventilación de la mina se refiere al flujo de aire que comienza en la boca del pozo de entrada de aire y termina en la boca del pozo de aire de retorno, a lo largo cada rama de un pasaje (ruta de flujo de viento) La suma de la resistencia de fricción y la resistencia local se denomina resistencia total de la mina, expresada en hm.
Para minas con dos o más ventiladores principales en funcionamiento, la resistencia a la ventilación de la mina debe calcularse por separado en función del sistema al que da servicio cada ventilador principal.
Durante la vida útil del ventilador principal, a medida que cambian el frente de extracción de carbón y el área de extracción, la resistencia total del sistema de ventilación también cambiará en consecuencia. Para garantizar que el ventilador principal pueda satisfacer las necesidades durante todo el período de servicio y que el ventilador principal tenga una alta eficiencia operativa, es necesario calcular la resistencia total del sistema del ventilador principal en diferentes períodos durante el período de servicio de acuerdo con el desarrollo. Disposición y disposición de reemplazo del frente de trabajo minero Cuando la ruta de resistencia total máxima se determina directamente en función del volumen de aire y los parámetros del túnel (sección, longitud, etc.), la resistencia total de la mina se puede calcular en función de la resistencia de la ruta. Cuando no se puede determinar directamente, se deben seleccionar varias rutas posibles de máxima resistencia. Se calculan y comparan las rutas, y luego se determina la resistencia total de la mina durante ese período.
Cuando la resistencia total del sistema de ventilación de la mina es mínima, se denomina período de ventilación fácil. El período en el que la resistencia total del sistema de ventilación es máxima se denomina período de ventilación difícil. Para períodos de ventilación fáciles y difíciles, se deben dibujar diagramas del sistema de ventilación respectivamente. El volumen de aire se asigna de acuerdo con las necesidades de la superficie y cámara de trabajo de la mina, y la presión total de la mina se calcula en función de la resistencia de cada sección del recorrido del aire.
Para facilitar el cálculo y la verificación, se puede utilizar el formato de la Tabla 7-4-5 para calcular la resistencia a la fricción hft de cada sección a lo largo de la ruta del flujo del viento durante períodos fáciles y difíciles de ventilación, y luego calcule los valores fáciles y difíciles respectivamente. Después de multiplicar la resistencia de fricción total hfe y hfd en cada período por 1,1 (multiplicada por 1,15 en la mina expandida), se obtienen la presión total de la mina hme y hmd en los dos períodos.
Resistencia total hme=(1.1～1.15)hfe durante el período de ventilación fácil
Resistencia total hmd=（1.1～1.15)hfd durante el período de ventilación difícil
La Las dos fórmulas anteriores En la fórmula, hf se calcula de acuerdo con la siguiente fórmula:
hf= hfi
En la fórmula, hfi= Qi2
Capítulo 5 Selección de equipos de ventilación de minas
Sección 1 Equipos de ventilación de minas se refiere a ventiladores principales y motores eléctricos.
(1) La mina debe estar equipada con dos conjuntos de equipos de ventilación principales de igual capacidad, uno de los cuales se utiliza como respaldo.
(2) La selección del equipo de ventilación debe adaptarse a los cambios en las condiciones de trabajo en cada período del primer nivel minero y permitir que el equipo de ventilación funcione con alta eficiencia durante un largo tiempo. Cuando las condiciones de trabajo cambian mucho, el motor debe seleccionarse en etapas de acuerdo con el tiempo de preparación de la mina y la situación de ahorro de energía.
(3) Debe haber un cierto margen para la capacidad del ventilador. Cuando el ventilador de flujo axial tiene la presión negativa y el volumen de aire máximos de diseño, el ángulo de funcionamiento de las aspas debe ser 5° menor que el rango permitido. ; ventilación centrífuga La selección de la máquina y la velocidad de diseño no deben ser mayores que la velocidad máxima permitida de 90.
(4) La diferencia de altura entre los pozos de entrada y salida de aire es superior a 150 m, o cuando los pozos de entrada y salida de aire tienen la misma elevación pero la profundidad del pozo es superior a 400 m, la presión natural del viento de la mina se debe calcular.
Sección 2: Selección de ventiladores principales
(1) Calcule el volumen de aire Qf del ventilador
Debido a una fuga de aire externa (es decir, la explosión en la boca del pozo) (puerta a prueba de agua y las proximidades de la fuga de aire del ventilador principal en la puerta de aire inversa, etc.), el volumen de aire del ventilador Qf es mayor que el volumen de aire de la mina Qm
Qf=k Qm
donde Qf——el volumen de aire de trabajo del ventilador principal, m3/s;
Qm——el volumen de aire requerido de la mina, m3/s; ——El coeficiente de pérdida por fuga de aire, cuando el eje de aire no está levantado, es de 1,1, cuando el eje de retorno devuelve aire, es de 1,15 cuando devuelve aire y también sirve como personal de elevación;
(2) Calcule la presión del viento del ventilador
La presión total del ventilador Htd y la presión del viento natural de la mina HN*** trabajan juntas para superar la resistencia total hm del sistema de ventilación de la mina. , y el accesorio del ventilador. La resistencia hd del dispositivo (ventilador y difusor) y la pérdida de energía cinética Hvd en la salida del difusor. Cuando la presión natural del viento y la presión del ventilador tienen el mismo efecto, tome "-"; cuando la presión natural del viento y la presión negativa del ventilador tengan el efecto opuesto, tome "". Según la curva de rendimiento del ventilador proporcionada, la presión del viento del ventilador se calcula mediante la siguiente fórmula:
Htd=hm hd Hvd±HN
La mayoría de los ventiladores centrífugos proporcionados por Tongchan son completamente curva de presión, mientras que los ventiladores de flujo axial proporcionan curvas de presión principalmente estáticas.
Por tanto, para ventilación por extracción en minas:
Ventiladores centrífugos:
Periodo fácil Htd min=hm hd Hvd±HN
Periodo difícil Htd max=hm hd Hvd± HN
Tabla 7-4-5 Tabla de cálculo de resistencia a la ventilación de mina
Período Número de nodo Nombre del carril Forma de soporte a/
Ns2m-4 L /M U/M S /m2 S3/s6 R/
Ns2m-8 Q/
m3s-1 Q2/
m6s-2 hfi
/ pa V/
ms-1
Tiempos fáciles
hfi=∑hfi= pa
Tiempos difíciles
hfi=∑hfi= pa
Ventilador de flujo axial:
Período fácil Htd min=hm hd-HN
Período difícil Htd max=hm hd HN
El período de ventilación fácil es cuando la presión del viento natural y la presión del viento del ventilador tienen el mismo efecto, el ventilador tiene una mayor eficiencia, por lo que la presión del viento natural se resta de la resistencia del sistema de ventilación HN. Durante la ventilación difícil; períodos, para garantizar que la capacidad del ventilador sea suficiente cuando la presión natural del viento y la presión del viento del ventilador funcionan en direcciones opuestas, la presión natural del viento HN se suma a la resistencia del sistema de ventilación.
(3) Selección preliminar del ventilador
Basado en el Qf y Hsd min (o Htd max) calculados del ventilador durante el período fácil de ventilación de la mina y el Qf y Hsd min (o Htd max) del ventilador durante el período difícil de ventilación de la mina. Hsd max (o Htd max) se utiliza para seleccionar un ventilador que cumpla con los requisitos de ventilación de la mina en la curva característica del ventilador.
(4) Encuentre el punto de funcionamiento real del ventilador
Debido a que las condiciones de funcionamiento determinadas en función de Qf, Hsd max (o Htd max) y Qf, Hsd min (o Htd max) ) punto, es decir, el punto de funcionamiento de diseño no se encuentra en la curva característica del ventilador seleccionado. Su punto de funcionamiento real debe determinarse en función de la resistencia de trabajo del ventilador.
1) Calcule la resistencia al viento de trabajo del ventilador.
Cuando se utiliza la curva característica de presión estática:
Ssd min=
Ssd max=
Cuando se utiliza la curva característica de presión completa:
RTd min=
STd max=
2) Determine el valor operativo real punto del ventilador
En el diagrama de la curva característica del ventilador, dibuje la curva de resistencia al viento en funcionamiento del ventilador, y el punto de intersección con la curva de presión del viento es el punto de condiciones de trabajo real.
(5) Determinar el modelo y velocidad del ventilador
Según los parámetros de condiciones de trabajo (Qf, Hsd, eta, N) de cada ventilador, realizar pruebas técnicas de las condiciones preliminares. ventilador, comparación económica y de seguridad, y finalmente determinar el modelo y velocidad del ventilador que cumple con los requisitos de ventilación de la mina, tiene tecnología avanzada, alta eficiencia y bajos costos operativos.
(6) Selección del motor
1) La potencia de entrada del ventilador se calcula de acuerdo con los períodos de ventilación fácil y difícil, respectivamente. Calcule la potencia de entrada requerida Nmin y Nmax del. ventilador.
o En la fórmula, etat y etas son la eficiencia de presión total y la eficiencia de presión estática del ventilador respectivamente;
2) Número y tipo de motores
Cuando Nmin≥0,6Nmax, uno se puede seleccionar el motor, la potencia del motor es
Ne=Nmax?ke/(etaeetatr)
Cuando Nminlt; 0,6 Nmax, se pueden seleccionar dos motores y sus potencias son respectivamente
Nemin inicial= ?ke/(ηeηtr)
El período posterior se calcula como Ne=Nmax?ke/(ηeηtr).
En la fórmula, ke——coeficiente de reserva de capacidad del motor, ke=1,1～1,2
ηe——eficiencia del motor, etae=0,9～0,94 (valor más alto para motores grandes)
p>
etatr——eficiencia de transmisión, etatr=1 cuando el motor y el ventilador están conectados directamente, y etatr=0,95 cuando el motor es accionado por una correa.
Cuando la potencia del motor es superior a 400~500kw, se debe utilizar un motor síncrono. Su ventaja es que se puede utilizar para mejorar el factor de potencia de la red eléctrica durante operaciones de baja carga, lo que permite a las minas utilizar la electricidad de forma económica. Su desventaja es que los costos de compra e instalación de este tipo de motor son relativamente altos;
Capítulo 6 Estimaciones de los costos de ventilación de minas
El costo de ventilación por tonelada de carbón es un indicador económico importante para el diseño y la gestión de la ventilación. El análisis estadístico de la composición de los costos es un dato básico indispensable para explorar formas de reducir los costos y mejorar los beneficios económicos.
El costo de ventilación por tonelada de carbón incluye principalmente los siguientes gastos:
1 Tarifa de electricidad (W1)
El costo de electricidad de ventilación por tonelada de carbón es el consumo anual de electricidad del ventilador principal y la suma de los costos de electricidad de los ventiladores auxiliares subterráneos y los ventiladores locales dividida por la producción anual se puede calcular mediante la siguiente fórmula:
W1=(E EA)×D /T
Donde E—— El consumo de energía anual del ventilador principal se calcula utilizando la siguiente fórmula en el diseño:
Al elegir un motor durante períodos de ventilación fácil y difícil,
p>
E=8760 (Nemin Nemax )/(keηvηw)
Al seleccionar dos motores
E=4380 (Nemin Nemax)/(keηvηw)
En la fórmula, D——Precio de la electricidad, yuanes /kw?h
T——La producción anual de la mina, t;
EA——El consumo anual de energía de ventiladores locales y ventiladores auxiliares;
ηv——La eficiencia del transformador, puede ser 0,95
ηw——La eficiencia de transmisión del cable, depende de la longitud del cable y la pérdida del cable por metro, seleccionada en el rango de 0,9~0,95.
2. Depreciación de equipos
La depreciación de los equipos de ventilación está relacionada con la cantidad, el costo y la vida útil del equipo y se puede calcular utilizando la Tabla 7-4-6.
El costo de depreciación W2 del equipo de ventilación por tonelada de carbón es
W2=（G1 G2）/T
Tabla 7-4-6 Cálculo del costo de ventilación tabla
p>
Nº de serie
Nombre del equipo
Unidad de cálculo
Cantidad Total Costo
Servicio total
Servicio
Año
Gasto de depreciación de inversión básica limitada Depreciación de reparación mayor
Observaciones
Costo unitario Costos de equipos, costos de transporte e instalación
3. Costos de consumo de materiales
Incluyendo costos de materiales para diversas estructuras de ventilación, costos de aceite lubricante para motores y ventiladores, polvo prevención y otros costos de las instalaciones. El costo del consumo de material de ventilación W3 por tonelada de carbón es:
W3=C/T
Donde C——el costo total del consumo de material, yuanes/a.
4. Salarios del personal de ventilación
El salario anual total del personal de ventilación de la mina es A (yuanes), luego el salario W4 por una tonelada de carbón es
W4= A/T
5. Las tarifas de depreciación y mantenimiento de proyectos de túneles dedicados a servicios de ventilación
El costo convertido a tonelada de carbón es W5.
6. El costo de compra y mantenimiento de los instrumentos de ventilación por tonelada de carbón es W6.
El costo total de ventilación W por cada tonelada de carbón extraída es
W. = W1 W2 W3 W4 W5 W6 Mío
Conclusión
Tres años de estudio están llegando a su fin A lo largo de tres años de estudio sistemático, he dominado una teoría básica sólida y una experiencia sistemática. El conocimiento también ha mejorado enormemente mi nivel profesional, y todo esto se debe a las enseñanzas profundas y al estímulo entusiasta de los profesores de Liaoyuan Vocational and Technical College. Ahora que estoy a punto de graduarme, me gustaría agradecer a todos los profesores. En los últimos tres años, los maestros que me educaron y se preocuparon por mí me brindaron la más poderosa ayuda y aliento durante mis estudios, lo que me permitió completar con éxito mis estudios. ¡Por esto, expreso mi más sincero agradecimiento! Aprendí de mi tutor. Se completó bajo la cuidadosa guía del profesor Liu Wenwen. Durante más de medio año, el profesor Liu me preguntó sobre el progreso del proyecto muchas veces y me ayudó a desarrollar ideas de investigación. Actitud académica realista, gran profesionalismo, estilo de trabajo diligente e innovación audaz. Su espíritu emprendedor me ha dado un ejemplo. Me gustaría expresar mi sincero agradecimiento y gran respeto al profesor Liu.
Referencias
(1) Autor de seguridad y ventilación de minas: He Tingshan 2009
(2) Autor de libros de texto de grupo profesional y especialista en tecnología de minería del carbón, Yu Xiaofeng y Liu Qizhi
p>