Обоснование параметров и разработка высоконагруженных, адаптивных, радиально-вихревых прямоточных вентиляторов местного проветривания

• Автор: Горбунов, Сергей Андреевич
• Шифр специальности: 05.05.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 198 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. Анализ состояния, проблемы н критерии качества вентиляторов местного проветривания
1.1. Требования, предъявляемые к системам вентиляции, оценка и анализ состояния проветривания угольных шахт

1.2. Особенности вентиляционных режимов вентиляторов местного проветривания

1.3. Математическое моделирование вентиляционных сетей горных выработок

1.4. Методология проектирования систем вентиляции шахт с вентиляторами местного проветривания и критерии её эффективности
1.5. Требования, предъявляемые к вентиляторам местногс проветривания и критерии их эффективности
Выводы
2. Генезис повышения аэродинамической нагруженности и адаптивности вентиляторов местного проветривания
2.1. Основные этапы развития шахтного вентиляторостроения и совершенствования вентиляторов местного проветривания
2.2. Механизм взаимодействия потока рабочей среды с проточной частью вентиляторов местного проветривания
2.3. Активные методы управления течением в вентиляторах местного проветривания
2.4. Обоснование эффективности энергетического управления течением в проточной части вентиляторов местного проветривания для повышения их аэродинамической нагруженности и адаптивности
Выводы и предложения
3. Графическая и аналитическая модели зависимости циркуляции и аэродинамической нагруженности круговой решетки кусочно-гладких профилей от параметров адаптивного
вихреисточника
3.1. Методы аэродинамического расчета турбомашин с управляемой циркуляцией

3.2. Математическое моделирование зависимости циркуляции и аэродинамической нагруженности круговой решетки кусочно-гладких профилей от параметров стока и источника
3.3. Математическое моделирование зависимости циркуляции и аэродинамической нагруженности круговой решетки кусочно-гладких
профилей от параметров адаптивного вихреисточника
Выводы и рекомендации
4. Математическая модель течения рабочей среды во вращающейся радиальной решетке кусочно-гладких профилей с адаптивными внхреисточникамн
4.1. Графическая модель течения рабочей среды вращающейся радиальной решетки аналитических кусочно-гладких профилей произвольной формы с адаптивными внхреисточникамн
4.2. Математическое моделирование вращающейся радиально., решетки аналитических кусочно-гладких профилей произвольной формы с адаптивными вихреисточниками
4.3. Разработка метода аэродинамического расчета вращающейся радиальной решетки кусочно-гладких профилей в форме отрезков логарифмической спирали с адаптивными вихреисточниками
4.4. Анализ регулируемости вращающейся круговой решетки кусочно-гладких профилей с адаптивными вихреисточниками
Выводы и предложения
5. Моделирование и экспериментальные исследования высоконагружснных, адаптивных аэродинамических схем радиально-вихревых прямоточных вентиляторов местного проветривания
5.1. Критерии подобия течения потока в вентиляторе с адаптивными вихреисточниками в лопатках его рабочего колеса
5.2. Экспериментальное оборудование и методика исследований
5.3. Методика определения показателей достоверности и погрешности экспериментальных измерений
5.4. Результаты экспериментальных исследований вихревых камер, моделирующих адаптивные вихреисточники
5.5. Экспериментальные исследования радиально-вихревых прямоточных аэродинамических схем
5.6. Экспериментальные исследования регулируемости
прямоточных вентиляторов местного проветривания с адаптивными вихреисточниками
Выводы и рекомендации
6. Основные направления совершенствования вентиляторов местного проветривания на период до 2020 года
6.1. Динамика вентиляционных режимов Туликовы выработок
6.2. Обоснование и предложение параметрического ряда блочнс модульных вентиляторов местного проветривания типа ВРВП
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ

Концентрация пылеметановоздушных смесей подвергается случайным изменениям во времени и пространстве. Поэтому образование взрывоопасной концентрации метана и угольной пыли в атмосфере горных выработок может рассматриваться как случайное пространственно-временное событие. В связи с этим описание закономерностей образования пылеметановоздушных смесей и управления пылегазовой обстановкой в очистных забоях должно производиться на основе вероятностных методов, так как детерминированные критерии недостаточно отражают физическую сущность газовыделения или пылеобразования и, следовательно, не могут обеспечить необходимый уровень надежности прогноза возникновения взрывоопасных ситуаций.
При выборе и оценке схем проветривания выемочных участков первостепенное значение имеют условия безопасности, а также обеспечение нормальных санитарно-гигиенических условий труда.
Схема проветривания выемочного участка должна обеспечивать:
- устойчивое проветривание, как при нормальных, так и аварийных режимах, благоприятные условия для спасения людей и ликвидации аварий;
- возможность ведения работ по эффективной дегазации на выемочных участках;
- на газообильных и глубоких шахтах, на которых естественная температура пород достигает 30° С и выше, полное обособленное разбавление вредностей (газа, пыли, тепла), выделяющихся из всех источников;
- максимальную нагрузку на очистной забой по газовому фактору;
- подачу к очистному забою свежего воздуха по двум выработкам при разработке выбросоопасных пластов;
- надежную изоляцию выработанных пространств по мере подвигания очистного забоя;
- сокращение объема проведения тупиковых выработок за счет повторного использования откаточных выработок в качестве вентиляционных.
Оценка факторов аэрологического риска выемочных участков угольных шахт позволит обоснованно принимать технические решения по повышению безопасности ведения горных работ, особенно это важно для высокопроизводительных угольных шахт, разрабатывающих высокогазоносные угольные пласты, опасные по взрывам пыли.
Опыт экспертизы промышленной безопасности современных проектов угольных шахт или их отдельных объектов показывает, что сегодня отсутствует не только методическая база инженерных расчетов систем обеспечения безопасности угледобычи, но и вообще какая-либо идеология проектирования. Весьма остро эта проблема стоит в области проектирования вентиляции, тогда как значение системы вентиляции для обеспечения безопасности подземной добычи полезных ископаемых огромно, особенно для шахт, опасных по газу.
До недавнего времени проектирование систем вентиляции осуществлялось по принципу обеспечения значительного резерва воздуха, на этом строилась вся методология. Даже с увеличением производительности