Выбор схемы вентиляции - Студопедия

Проектирование вентиляции шахт

Решение вопросов вентиляции шахты на стадии проектирования имеет особое значение, так как ошибки при проектировании мо­гут привести к ухудшению безопасности труда, ограничению на­грузки на забои, увеличению затрат труда и средств на рекон­струкцию шахты.

При проектировании вентиляции шахты решаются задачи выбора схем вентиляции участков и шахты, прогноза выделений вредных газов в выработки, определения расхода воз­духа для вентиляции шахты, проверки сечения выработок по до­пустимой скорости движения воздуха, выбора калорифера для подогрева поступающего в шахту воздуха в зимнее время, про­верки устойчивости движения воздуха в выработках, расчета де­прессии шахты, регулирования распределения воздуха по выра­боткам шахты, выбора способа вентиляции шахты и вентилятора главного проветривания, расчета экономических показателей вен­тиляции шахты. В ряде случаев возможны дополнительные этапы проектирования (например, для сильногазовых шахт необходимо выполнить проект дегазации, для глубоких шахт — проект конди­ционирования воздуха). Проектирование вентиляции осуществля­ется в тесной увязке с проектированием технологии добычи полез­ного ископаемого, что позволяет уточнять ранее рассчитанные параметры как вентиляции, так и технологии. В условиях сильно­газовых и глубоких шахт фактор вентиляции может оказаться оп­ределяющим при выборе ряда технологических решений.

Выбор схемы вентиляции

При выборе схемы вентиляции участков и шахт в процессе про­ектирования необходимо соблюдать следующие требования. Схема вентиляции должна обеспечить:

подачу к местам потребления необходимого количества воз­духа; в ряде случаев для этого может потребоваться проведение дополнительных выработок, переход от схем с последовательной вентиляцией к схемам с параллельной вентиляцией объектов;

минимальное аэродинамическое сопротивление вентиляционной сети, при котором достигается минимальная депрессия шахты и максимальный расход воздуха;

минимальные утечки воздуха, что возможно при надежном раз­делении свежих и исходящих струй (например, при фланговой схеме вентиляции), минимальном числе их пересечений и мини­мальном числе вентиляционных сооружений, являющихся источ­никами значительных утечек;

естественное распределение воздуха, близкое к требуемому;

вентиляцию выработок деятельными сквозными струями по возможности за счет общешахтной депрессии;

невозможность подачи и отвода воздуха из забоев через за­валы и загрязнения свежих струй вредными газами и пылью (за­прещается подача свежей струи по скиповым и наклонным ство­лам, оборудованным конвейерами, где имеет место интенсивное пылеобразование);

обособленную вентиляцию очистных забоев, а на сильногазо­вых шахтах обособленную вентиляцию мест основного газовыде­ления, что исключает возможность концентрации больших коли­честв вредностей в очистных забоях и позволяет увеличить на­грузку на забои;

легкость реверсирования струи, благоприятные условия труда и возможность спасения людей при авариях, а также экономич­ность.

Для вентиляции выемочных участков применяются возвратноточные схемы с отводом исходящей струи по штреку, проведенному по углю, прямоточные с сохранением вентиляционной выработки.

Центральная схема вентиляции шахты применяется при неболь­ших размерах шахтного поля по простиранию (≤2 км на уголь­ных шахтах), метанообильности до 10 м 3 /т и небольшой произво­дительности (≤2000 т/сут на угольных шахтах). Схема часто применяется на глубоких шахтах, когда проходка фланговых вен­тиляционных стволов требует больших затрат.

Фланговая схема вентиляции применяется на шахтах неболь­шой глубины. В случае невозможности поддержания единого вен­тиляционного горизонта (например, при разработке сближенных мощных пластов с обрушением) или при разработке удаленных друг от друга залежей применяется фланговая схема с участко­выми шурфами.

На крупных шахтах с большой газообильностью или при раз­работке одной шахтой удаленных друг от друга залежей (при объединении нескольких шахт в одну) применяется секционная схема вентиляции.

© studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам

Поэтапность проектирования угольных шахт

Практика проектирования шахт базируется на представлениях о статичности (неподвижность) параметров шахты в течение всего срока службы. "Узкие места" могут быть следствием статичности параметров многих технологических узлов и звеньев шахты (производительность подъема, вентиляторов, пропускная способность околоствольного двора, технологического комплекса на поверхности, длина выемочных участков, величина запасов горизонта и др.). Вероятность проявления противоречий между возможностями различных технологических узлов на шахте вследствие статичности их параметров тем выше, чем на более длительный период эксплуатации их предусматривают. Между тем наряду со значительными производственной сложностью, масштабами и хозяйственной ролью угольную шахту отличает весьма длительный срок службы. Большая часть шахт существует, включая проектирование и строительство, свыше 30 - 80 лет.

Под этапом проектирования следует понимать период времени, в течение которого вырабатывают определенную, достаточно большую часть шахтного поля, имеющую пространственные естественные или условные границы.

Наибольшей статичностью отличаются параметры схемы вскрытия и подготовки, технологического комплекса на поверхности, подъема, схемы вентиляции и общешахтного транспорта.

Пример. При некоторых схемах вскрытия вертикальными стволами предполагают полностью отрабатывать запасы шахтного поля при выдаче угля по главному стволу, оборудованному одной и той же подъемной установкой, используя одну и ту же схему вентиляции, один и тот же технологический комплекс на поверхности и т.д. B такое же противоречие приходят значения количественных параметров. несмотря на непрерывную возможность их роста.

Корректирование параметров еще до ввода шахты в эксплуатацию. а также периодические реконструкции шахт частично являются отражением указанных противоречий. отражением изменения этих параметров на действующих шахтах.

Пример. В Кузбассе, Донбассе и Kитае магистральные выработки шахт, срок службы которых превышает 5 - 10 лет, подвергают неоднократному расширению (в 1,5 - 2 раза по сравнению с начальными проектными сечениями), заменяют стационарные средства транспорта с изменением параметров горных выработок или проведением новых.

При проектировании необходимо стремиться к образованию такого механизма развития шахты, при котором основные параметры поддерживаются в границах производственных и экономических пропорций, изменяющихся во времени.

Особенностью такого развития шахты является непрерывно-дискретный характер изменения проектных параметров. Сама природа основных качественных и количественных параметров шахты объясняет эту особенность. Схемы транспорта и вентиляции, технологический комплекс на поверхности не могут непрерывно изменяться. Смена этих качественных параметров происходит, во-первых, не часто, во-вторых, дискретно. Даже переход от сплошной системы на столбовую занимает два-три года и более.

Часто увеличение количественных параметров шахт ограничивается качественными параметрами (схемами подготовки, вентиляции, транспорта и пр.). Таким образом, и количественные параметры шахты с позиции длительного времени могут существенно изменяться лишь дискретно, поэтапно .

Определение интервала времени. в пределах которого качественные и количественные параметры шахты могут оставаться неизменными, экономически эффективными, является важным исходным моментом поэтапного проектирования. Данный интервал может быть принят за длительность этапа проектированияТ_э.п. Несомненно, что факторами, определяющими этап проектирования, следует считать длительность эффективной эксплуатации основных проектных решений на действующих шахтах, с одной стороны, и время, на которое можно распространять имеющуюся проектную информацию, т.е. глубину прогнозирования будущего развития шахтыТ_пг . - с другой.

При увеличении глубины прогноза и этапа проектирования (до 10, 15, 20, 25, 30 лет) степень достоверности любых представлений о будущем, в том числе и о технологии шахты в будущем, снижается. Специалисты по прогнозированию принимают глубину прогнозирования технологических данных, считая от разработки проекта до "завершения" периода эффективной эксплуатации, использования прогнозируемого явления, параметра, элемента, в пределах 15 - 20 лет. Частные закономерности, параметры и элементы технологии, отличающиеся сравнительно небольшим "долгожитием", прогнозируются на 5 - 10 лет.

Фактическая продолжительность эффективной эксплуатации реализуемых в соответствии с проектными решениями мероприятий Т_э.э, т.е. "долгожитие" элементов технологической схемы, определяют по формуле

где Т_в - время выбытия из эксплуатации конкретного технологического звена, технического средства, технологической схемы на данной шахте, годы; Т_пр.р- время принятия проектного решения, предусматривающего реализацию при строительстве, реконструкции или текущем развитии шахты, а также эксплуатацию соответствующего варианта технологической схемы и ее элементов, точнее время начала практической эксплуатации соответствующего проектного решения на данной шахте, год.

Затем вычисляют средние показатели "долгожития" принимаемых и реализуемых проектных решений, мероприятий, элементов технологических схем, технических средств механизации и т.д.

Как показали расчеты, "долгожитие" основных элементов схем вскрытия, подготовки и вентиляции (вентиляторная установка, генеральная схема горных выработок), технологического комплекса на поверхности, схемы транспорта (общая компоновка транспортных магистралей шахты) Т_д.осн составляет в среднем 15 - 20 лет.

C учетом обоснованной глубины прогнозирования Т_пг фактического "долгожития" базовых элементов технологии шахты Т_д.осн принимают окончательную длительность этапа проектирования:

Приказ 637 Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности Инструкция по составлению вентиляционных планов угольных шахт

Приказ Федеральной службы по экологическому, технологическому
и атомному надзору от 6 ноября 2012 г. № 637

"Об утверждении Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности "Инструкция по составлению вентиляционных планов угольных шахт"

(в редакции, актуальной с 4 мая 2015 г.,

с изменениями и дополнениями, внесенными в текст,

согласно приказу Ростехнадзора от 02.04.2015 г. № 129)

В соответствии с пунктом 5.2.2.16.1 Положения о Федеральной службе по экологическому, технологическому и атомному надзору, утвержденного постановлением Правительства Российской Федерации от 30 июля 2004 г. № 401 (Собрание законодательства Российской Федерации, 2004, № 32, ст. 3348; 2006, № 5, ст. 544; № 23, ст. 2527; № 52, ст. 5587; 2008, № 22, ст. 2581; № 46, ст. 5337; 2009, № 6, ст. 738; № 33, ст. 4081; № 49, ст. 5976; 2010, № 9, ст. 960; № 26, ст. 3350; № 38, ст. 4835; 2011, № 6, ст. 888; № 14, ст. 1935; № 41, ст. 5750; № 50, ст. 7385; 2012, № 29, ст. 4123), приказываю:

утвердить прилагаемые Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности "Инструкция по составлению вентиляционных планов угольных шахт".

Зарегистрировано в Минюсте РФ 29 декабря 2012 г.

Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности "Инструкция по составлению вентиляционных планов угольных шахт"

(утв. приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому
и атомному надзору от 6 ноября 2012 г. № 637)

1. Настоящие Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности "Инструкция по составлению вентиляционных планов угольных шахт угольных шахт" (далее - Инструкция) разработаны в соответствии с Федеральным законом от 21 июля 1997 г. № 116-ФЗ "О промышленной безопасности опасных производственных объектов" (Собрание законодательства Российской Федерации, 1997, № 30, ст. 3588; 2000, № 33, ст. 3348; 2003, № 2, ст. 167; 2004, № 35, ст. 3607; 2005, № 19, ст. 1752; 2006, № 52, ст. 5498; 2009, № 1, ст. 17, ст. 21; № 52, ст. 6450; 2010, № 30, ст. 4002; № 31, ст. 4195, ст. 4196; 2011, № 27, ст. 3880; № 30, ст. 4590, ст. 4591, ст. 4596; № 49, ст. 7015, ст. 7025; 2012, № 26, ст. 3446), Правилами безопасности в угольных шахтах (ПБ 05-618-03 ), утвержденными постановлением Госгортехнадзора России от 5 июня 2003 г. № 50 (зарегистрировано Министерством юстиции Российской Федерации 19 июня 2003 г. регистрационный № 4737; "Российская газета", 2003, № 120/1; 2004, № 71), с изменениями, внесенными приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 20 декабря 2010 г. № 1158 "О внесении изменений в Правила безопасности в угольных шахтах, утвержденные постановлением Госгортехнадзором России от 5 июня 2003 г. № 50" (зарегистрирован Министерством юстиции Российской Федерации 15 марта 2011 г. регистрационный № 20113; Бюллетень нормативных актов федеральных органов исполнительной власти, 2011, № 16).

2. Настоящая Инструкция предназначена для работников организаций, добывающих уголь подземным способом, работников территориальных органов Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору, работников военизированных горноспасательных частей.

3. Настоящая Инструкция устанавливает требования к содержанию и оформлению графических и текстовых материалов, содержащих информацию о фактическом состоянии проветривания угольной шахты - вентиляционного плана угольной шахты (далее - вентиляционный план).

4. Вентиляционный план составляется начальником участка аэрологической безопасности (далее - участка АБ) и утверждается техническим руководителем (главным инженером) шахты.

5. Вентиляционный план состоит из графической и текстовой частей.

Графическая часть вентиляционного плана состоит из:

схемы вентиляции шахты, включая схемы вентиляционных каналов вентиляторов главного проветривания (далее - ВГП) и вспомогательных вентиляторных установок;

схемы вентиляционных соединений.

Текстовая часть вентиляционного плана состоит из:

результатов расчета математической модели шахтной вентиляционной сети на начало рассматриваемого периода;

пояснительной записки к вентиляционному плану;

мероприятий по обеспечению проветривания шахты.

6. Вентиляционный план составляется в соответствии с фактическим состоянием горных работ.

Вентиляционный план корректируется начальником участка АБ в течение суток после начала и окончания проведения подготовительных выработок, изменения направления их проведения, возведения и демонтажа вентиляционных устройств, изолирующих сооружений, противопожарных арок и перемычек, изменения мест установки вентиляторов местного проветривания (далее - ВМП), режимов работы ВГП и вспомогательных вентиляторных установок, дегазационных станций (далее - ДС), дегазационных установок (далее - ДУ) и газоотсасывающих установок (далее - ГОУ), направления движения вентиляционных струй.

7. При составлении и ведении вентиляционного плана используются следующие единицы измерения:

подача (производительность) ВГП и ВМП

Условные обозначения, используемые при составлении и ведении вентиляционного плана, приведены в приложении к настоящей Инструкции.

8. Схема вентиляции составляется ежегодно при подготовке шахтой производственной программы развития горных работ.

Для шахт, разрабатывающих свиту угольных пластов, составляется общая схема вентиляции.

9. На схему вентиляции шахты наносятся:

ВГП и вспомогательные вентиляторные установки. Для ВГП и вспомогательных вентиляторных установок указываются их типы, фактические и расчетные подачи (производительности), фактические и расчетные давления и возможность реверсирования;

воздухоохладительные устройства с указанием их типа и фактической холодопроизводительности;

калориферные установки с указанием системы калориферов и поверхности нагрева;

поверхностные и подземные ГОУ с указанием расчетной и фактической производительности и депрессии;

ДУ и ДС с указанием расчетной и фактической производительности;

дегазационные и газоотсасывающие трубопроводы, проложенные в горных выработках;

скважины, пробуренные с поверхности, используемые для размещения дегазационных или газоотсасывающих трубопроводов;

дегазационные и вентиляционные скважины, пробуренные с поверхности и из подземных выработок;

противопожарные арки и перемычки;

направление движения воздуха по горным выработкам: направление движения свежей вентиляционной струи указывается стрелкой красного цвета, исходящей вентиляционной струи - синего;

места замеров расхода воздуха с указанием номера замерной станции, площади поперечного сечения выработки, скорости движения воздуха и его фактического расхода;

ВМП, вентиляционные трубопроводы. Для ВМП указываются их типы, фактические подачи, давления и расходы воздуха в выработках перед ВМП. Для вентиляционных трубопроводов указываются их диаметры;

пылеотсасывающие установки с указанием типа и пылеотсасывающие трубопроводы;

средства локализации взрывов метана и угольной пыли с указанием их типа;

средства пылеподавления и пылеулавливания;

стационарные датчики системы аэрогазового контроля с указанием уставки срабатывания;

10. На схеме вентиляции шахт указываются:

расчетный и фактический расход воздуха, поступающего в шахту, на крылья, панели, блоки и горизонты;

расчетный и фактический расход воздуха, исходящего из шахты, с крыльев, панелей, блоков и горизонтов;

расчетный и фактический расход воздуха, поступающий на выемочные участки и в очистные забои;

расчетный и фактический расход воздуха, исходящего из выемочных участков и очистных забоев;

расчетный и фактический расход воздуха, поступающий в забои подготовительных выработок, а также к местам установки ВМП;

расчетный и фактический расход воздуха, исходящего из подготовительных выработок;

расчетные и фактические внутренние утечки воздуха на выемочном участке, горизонте, крыле и в шахте;

расчетные и фактические внешние утечки воздуха;

расчетный и фактический расход воздуха для проветривания камер и поддерживаемых выработок;

фактическая скорость воздуха в очистных и тупиковых выработках.

На схему вентиляции шахты расчетный расход воздуха наносится красным цветом, фактический - черным.

Для фактического расхода воздуха указывается дата его замера.

Для внутренних и внешних утечек воздуха указываются их абсолютная и относительная величины. Относительная величина внешних утечек воздуха определяется как процентное отношение их абсолютной величины к подаче ВГП, внутренних - как процентное отношение их абсолютной величины к расходу воздуха, поступающего в шахту.

Технический руководитель (главный инженер) шахты принимает решение о размещении данных, предусмотренных настоящим пунктом, в таблицах на стандартных листах бумаги формата A3 или А4. Данные, размещенные в таблицах на стандартных листах бумаги формата A3 или А4, на схеме вентиляции шахты не указываются.

11. На схеме вентиляции шахты в табличном виде приводятся следующие данные:

категория шахты по газу;

опасность по взрывчатости угольной пыли;

опасность по внезапным выбросам угля (породы) и газа;

склонность угольных пластов к горным ударам;

склонность угольных пластов к самовозгоранию;

абсолютная газообильность шахты;

относительная газообильность шахты;

расчетный и фактический расход воздуха, поступающего в шахту;

расчетные и фактические абсолютные и относительные утечки воздуха;

категория шахты по устойчивости проветривания.

12. На схеме вентиляционных соединений указываются:

При нанесении узлов и ветвей на схему вентиляции схема вентиляционных соединений не составляется.

13. Результаты расчета математической модели шахтной вентиляционной сети на начало рассматриваемого периода оформляются в виде таблиц.

14. Пояснительная записка составляется ежегодно при подготовке шахтой производственной программы развития горных работ.

15. Пояснительная записка содержит следующие данные:

перечень пластов угля, склонных к самовозгоранию (с указанием времени инкубационного периода), опасных по горным ударам, опасных по взрывчатости угольной пыли, опасных по суфлярным выделениям и опасных по внезапным выбросам угля (породы) и газа;

абсолютная и относительная газообильности шахты и ее категория по метану и/или диоксиду углерода;

ожидаемые и фактические абсолютные газообильности подготовительных выработок, очистных выработок и выемочных участков;

описание способа и схемы проветривания шахты;

расчетный и фактический расход воздуха для проветривания шахты;

параметры и характеристики работы ВГП и вспомогательных вентиляторных установок;

параметры и характеристики работы ДУ и ДС;

параметры и характеристики работы ГОУ;

перечень подготовительных выработок, проветриваемых ВМП, типы применяемых ВМП;

перечень последовательно проветриваемых выработок. В перечне последовательно проветриваемых выработок указываются выработки, проветриваемые исходящей струей воздуха;

количество случаев загазирования очистных и тупиковых выработок в календарном году, предшествующем году, на который составляется пояснительная записка, анализ причин загазирования и меры по предотвращению загазирования.

В описании параметров и характеристик работы ВГП и вспомогательных вентиляторных установок приводятся следующие данные:

типы ВГП и вспомогательных вентиляторных установок, в том числе рабочих и резервных;

фактическая подача и давление ВГП и вспомогательных вентиляторных установок;

максимально возможная подача ВГП и вспомогательных вентиляторных установок при работе на существующую вентиляционную сеть шахты;

частота вращения рабочих колес;

углы установки лопаток рабочего колеса, направляющего и спрямляющего аппаратов;

возможность и способ перевода ВГП и вспомогательных вентиляторных установок в реверсивный режим проветривания.

Фактические подача и давление ВГП и вспомогательных вентиляторных установок наносятся на графики зависимости расхода вентилятора от давления (далее - аэродинамические характеристики). Максимально возможная подача ВГП и вспомогательных вентиляторных установок при работе на существующую вентиляционную сеть шахты определяется графически по их аэродинамическим характеристикам.

В описании параметров и характеристик работы ДУ и ДС приводятся следующие данные:

месторасположение, назначение и условия эксплуатации ДУ и ДС;

количество действующих и резервных вакуум-насосов;

объекты дегазации (выемочные участки, подготовительные выработки);

способы дегазации (дегазация разрабатываемого пласта, сближенных пластов, выработанных пространств, изолированный отвод метановоздушной смеси из выработанных пространств);

фактические и проектные производительность и давление ДУ и ДС и объем каптируемого метана.

В описании параметров и характеристик работы ГОУ приводятся следующие данные:

количество действующих и резервных вентиляторных агрегатов;

выемочные участки, из выработанных пространств которых осуществляется изолированный отвод метановоздушной смеси;

фактическая или проектная производительность ГОУ и объем извлекаемого метана.

16. Схема вентиляционных соединений и результаты расчета математической модели шахтной вентиляционной сети включаются в пояснительную записку.

17. Мероприятия по обеспечению проветривания шахты составляются ежегодно при подготовке производственной программы развития горных работ.

18. При разработке мероприятий по обеспечению проветривания шахты используются результаты математического моделирования проветривания шахты.

19. В мероприятиях по обеспечению проветривания шахты приводятся данные о результатах расчета расхода воздуха, необходимого для проветривания в начале планируемого периода и на этапе с наиболее трудными условиями проветривания.

В мероприятиях по обеспечению проветривания шахты приводятся фактические показатели, характеризующие состояние проветривания: расход воздуха на выемочных участках и в подготовительных выработках, внутренние и внешние утечки воздуха, аэродинамическое сопротивление шахтной вентиляционной сети, метановыделение в горные выработки и результаты расчетов математической модели шахтной вентиляционной сети, показывающие необходимость реализации предусматриваемых мероприятий.

При разработке мероприятий по обеспечению проветривания шахты предусматриваются:

изменения схемы проветривания шахты, позволяющие обеспечить обособленное проветривание очистных и подготовительных выработок;

снижение внутренних и внешних утечек воздуха;

снижение аэродинамического сопротивления горных выработок;

замена ВГП, ДУ (ДС), ГОУ;

применение эффективных схем проветривания выемочных участков и способов борьбы с газовыделением в очистных и подготовительных выработках;

сокращение протяженности вентиляционных выработок, проведение вентиляционных шурфов, скважин, изменения схем проветривания выемочных полей.

к Федеральным нормам и правилам
в области промышленной безопасности
" Инструкция по составлению вентиляционных
планов угольных шахт",
утв. приказом Федеральной службы по
экологическому, технологическому
и атомному надзору
от 6 ноября 2012 г. № 637

Условные обозначения, используемые при составлении
и ведении вентиляционного плана

© 2007 ООО «МЦК» Независимая строительная экспертиза недвижимости: обследование зданий, контроль качества строительства, техническое проектирование домов в Москве и регионах России. Энергетическое обследование зданий и энергоаудит предприятий.