Использование специальных аэродинамических систем борьбы с внешними утечками воздуха : На примере калийных рудников

• Автор: Южанин, Александр Станиславович
• Шифр специальности: 05.15.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Пермь
• Количество страниц: 199 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ.
ВВЕДЕНИЕ.,.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ.

1.1 Поверхностные комплексы вентиляционных стволов калийных рудников

1.2 Анализ утечек воздуха в поверхностных комплексах вентиляционных стволов

1.3. Существующие способы сокращения внешних утечек

1.4. Цель и задачи исследования

2. ИССЛЕДОВАНИЕ АЭРОДИНАМИКИ ПОТОКОВ В СОПРЯЖЕНИИ КАНАЛА СО СТВОЛОМ.

2.1 Постановка задачи.

2.2 Аэродинамика потоков воздуха в сходящемся тройнике

2.3 Аэродинамика потоков воздуха при изменении сходящегося тройника на расходящийся.
2.4 Выводы по главе
3. РАЗРАБОТКА СПОСОБА МАКСИМАЛЬНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПОЛНОЙ ЭНЕРГИИ ГВУ.
3.1. Энергетический анализ работы ГВУ.
3.2. Разработка вентиляционной схемы.
3.3. Разработка методики проведения вычислительного эксперимента .
3.4. Анализ результатов вычислительного эксперимента
3.5. Выводы по главе
4. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ФОРМИРОВАНИЯ ПОТОКОВ В ВЕРХНЕЙ ЧАСТИ ВЕНТИЛЯЦИОННОГО СТВОЛА С ПРИМЕНЕНИЕМ ЭГВУ.
4.1. Методика физического моделирования
4.2. Расчет погрешностей экспериментальных исследований
4.3. Описание модели и средств измерения.
4.4. Результаты моделирования.
4.5. Выводы по главе.
5. ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРИМЕНЕНИЮ ЭЖЕКТОРА ГЛАВНОЙ ВЕНТИЛЯТОРНОЙ УСТАНОВКИ.
4.6. Определение эффективности предлагаемого способа
5.2. Технические условия применения ЭГВУ
5.3. Экономическая оценка эффективности предлагаемого метода
увеличения расхода воздуха поступающего в шахту
5.4. Руководство по применению способа вентиляции рудника с эжектором ГВУ.
5.5. Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ЛИТЕРАТУРА


Специфика вентиляции калийных рудников заключается в больших внутрирудничных и внешних утечках воздуха, что приводит к необходимости применения одних из наиболее мощных вентиляторов ( с установленной мощностью электродвигателей от до кВт) типа: ВРЦД-4. ВЦД- "Север", ВЦД-У, ВЦД-А. Вентиляторы из-за внешних утечек воздуха практически достигли предельных режимов работы (табл. Рис. Поверхностный комплекс вентиляционного ствола с ЭГВУ. Таблица 1. Характеристика вентиляции среднестатистического рудника Верхнекамского и Старсбинского месторождения. Производительность рудника, млн т в год Аг 4. Количество воздуха^поступающего в шахту. Внешние утечки воздуха. Оп . Внешние утечки, сосредоточенные к устью ствола. Внешние утечки, в подводящих каналах ГВУ. Удельный расход электроэнергии. Вт*ч/1 т Ч 1, 3. Скорость воздуха в воэдухоподающих стволах, м/с VI 6,2 7. Скорость воздуха в вентиляционных стволах, м/с У2 8. Таблица 1. Производительность рудника, млм. Аг 7. Количество воздуха поступающего в шахту. З/с ар 6. Внешние утечки, сосредоточенные к устью ствола. Мощность Двигателей ГВУ. Потребляемая двигателями ГВУ электроэнергия. Скорость воздуха в вентиляционных стволах. У2 . Таблица 1. Производительность рудника, мли. Аг 3. Производительность ГВУ, мЗ/с Ов 3. Количество воздуха,поступающего в шахту, мЗ/с ар 1 3. Внешние утечки воздуха. Внешние утечки в подводящих каналах ГВУ. Мощность двигателей ГВУ. Потребляемая двигателями ГВУ электроэнергия. Скорость воздуха в вентиляционных стволах, м/с У2 6,7 7. Таблица 1. Солигорск. Производительность рудника, млнтв год Аг ,5 8. Производительность ГВУ. З/с Ов 6. Количество воздуха^постулающвго в шахту, мЗ/с Ор 0. Внешние утечки в подводящих каналах ГВУ. Скорость воздух в вентиляционных стволах, м/с М2 . Анализ утечек воздуха в поверхностных комплексах вентиляционных стволов. Источниками данного вида утечек являются герметизирующие устройства устья ствола и вентиляционные устройства в канале вентилятора. В надшахтных зданиях утечки воздуха происходят через неплотности самих зданий, через отверстия для канатов, двери и шлюзы на нулевой приемной площадке (рис. Наибольшие утечки происходят через разгрузочные устройства скипов. Величина этих утечек зависит от высоты слоя и крупности кусков руды, находящихся в бункере [, ]. Внешние утечки воздуха. Рис. Места возникновения утечек воздуха в поверхностном комплексе вентиляционного ствола. В подводящий канал ГВУ утечки проникают через неплотности в уплотнениях ляд, а также через резервный вентилятор [, , , , ]. Утечки, проходящие через устье ствола, возникают в неплотностях надшахтного здания и станка копра. Под действием разности давлений утечки в надшахтном здании сосредотачиваются к горловине ствола и входят потоком в его устье. Воздух из шахты следует встречным потоком. Взаимодействуя и сливаясь, оба потока направляются в канал ГВУ [, , ]. При увеличении внешних утечек воздуха производительность вентилятора значительно возрастает, а количество воздуха/поступающего в шахту, резко уменьшается. Это не только ухудшает проветривание рудников, но и вызывает нерациональный расход электроэнергии [-, -, ]. Большинство ГВУ из-за больших внешних утечек практически достигли предельных режимов работы, при этом потребляемая двигателями электрическая энергия составляет от одной третьей доли до половины всей электроэнергии, потребляемой рудником (например, ГВУ рудника БКРУ-1 за месяц потребляет около 0 кВт/ч, а рудник в целом 0 кВт/ч) []. Несмотря на столь значительные затраты, рудники испытывают потребность в дополнительной подаче воздуха. ГВУ в устье вентиляционного ствола и диффузоров вентиляторов). Выше названные методы в существующих условиях эксплуатации ГВУ в разной степени эффективны и окупаемы, однако при этом метод сокращения утечек воздуха в большей степени направлен на повышение качества проветривания рудника, учитывая, что сегодняшние количественные показатели поверхностных подсосов не могут быть обоснованы и не устраивают производство. Qpac4 QB"1 -0% (1. QB - подача вентилятора; Орасч - расход . KBy=QB/Qp (1. Коэффициент запаса отражает отношение производительности ГВУ QB к расходу воздуха, проходящего через рудник Qp. Коэффициент Кв.