Tải bản đầy đủ
c. Thiết kế các cửa sổ gió cho các luồng

c. Thiết kế các cửa sổ gió cho các luồng

Tải bản đầy đủ

154
§å ¸n tèt

Trêng §H Má §Þa ChÊt
nghiÖp
Rcsi =

∆H j
Qi2

( kµ )

ΔHi - Hạ áp cần tăng ở luồng thứ i, ( mmH20 )
Qi – lưu lượng gió đi qua đường lò đặt cửa sổ gió luồng thứ i, ( m3/s )
Vị trí đặt và tiết diện các cửa sổ gió được thể hiện Bảng IV.8
Bảng IV.8. Vị trí và tiết diện các cửa sổ gió
Tên
luồng

ΔHj
(mmH20)

Đường lò
đặt cửa
sổ gió

III

2,06

IV

(m3/s)

(m2)

(kµ)

(m2)

5’- 8

18,31

9,4

0,006

3,66

2,06

5’- 8’

18,31

9,4

0,006

3,66

V

29,75

4-10

23,3

9,4

0,055

1,46

VI

29,75

4-10’

23,3

9,4

0,055

1,46

VII

69,28

3-12

16,63

9,4

0,25

0,72

IV.4.3 Tính chọn quạt gió chính.
IV.4.3.1. Lưu lượng của quạt.
Qq = Qm . k ; m3/s
Trong đó :
Qm - Lưu lượng cần thiết của mỏ, Qm = 137,47 m3/s.
k - Hệ số rò gió, k = 1,02.
Thay số ta có:
Qq = 1,02 . 137,47 =140,22 (m3/s)
IV.4.3.2. Hạ áp do quạt tạo ra.
Theo công thức.
H q =(k.R m +R tbq ).Q q2 , mmH2O
Trong đó:
SV: Đinh Công Ngọc

(4.12)

(4.13)

Lớp: Khai Thác D - K57

155
§å ¸n tèt

Trêng §H Má §Þa ChÊt
nghiÖp
k- Hệ số giảm sức cản của mỏ do rò gió ở trạm quạt, k=

1
k T2

kr- Hệ số rò gió ở trạm quạt kr = 1,1.
1
k= 2 =0,83
1,1
Rm- Sức cản chung của mỏ,

Rm =

hm
148
=
=0,00783
2
Q m 137,47 2

Rtbq- Hệ số sức cản của thiết bị quạt,

R tbq =


D4

a- Hệ số không thứ nguyên phụ thuộc vào cấu tạo của quạt, với quạt hướng
trục, a = 0,05.
D: đường kính quy chuẩn của quạt sẽ chọn

Am
0,44
Am : Diện tích lỗ tương đương của mỏ (m2).
D=

Am =

0,38
0,38
=
=4,29
Rm
0,00783

D=

4,29
=3,1 (m).
0,44

Vậy:

Đường kính quy chuẩn của quạt sẽ chọn, D = 3 m.

R tbq =

0,05.3,14
=0,00194
34

Thay số vào công thức (4.13) ta được:
H q = (0,83.0,00783+0,00194).140,22 2 = 165,92 mmH 2O
IV.4.3.3. Chọn quạt gió chính.
- Dựa vào kết quả tính toán: Qq = 140,22 m3/s; Hq = 165,92 mmH20;

SV: Đinh Công Ngọc

Lớp: Khai Thác D - K57

156
§å ¸n tèt

Trêng §H Má §Þa ChÊt
nghiÖp

Dựa vào lưu lượng, hạ áp và đặc tính kỹ thuật của các loại quạt hiện nay đồ án
chọn quạt 2K56N o− 30 , n = 500 vòng/phút do trung quốc sản xuất được thể hiện trong
bảng IV.9 :

STT
1
2
3
4
5
6

Bảng IV.9. Đặc tính kỹ thuật của quạt 2K56N o− 30
Thông số kỹ thuật
Đơn vị
Giá trị
Đường kính bánh công tác
mm
3000
Tốc độ vòng quay
Vòng/phút
500
3
0 ÷ 210
Lưu lượng gió
m /s
0÷ 270
Hạ áp quạt
mmH2O
Góc lắp cánh
Độ
20 0 ÷ 50 0
Hiệu suất
-0,6 ÷ 0,85

IV.4.3.4. Xác định điểm làm việc hợp lý của quạt .
Để xác định được điểm làm việc hợp lý của quạt ta xây dựng đường đặc tính
mạng dẫn của mỏ khi quạt hoạt động, phương trình đường đặc tính của nó có dạng:
H = (K.Rm +Rtbq).Q2
(4.14)
Trong đó :
K = 0,83 hệ số giảm sức cản của mỏ do rò gió
Rm- Sức cản chung của mỏ, Rm= 0,008
Rtbq- Hệ số sức cản của thiết bị quạt, Rtbq= 0,00194
Vậy :
H = (0,83.0,00783+ 0,00194).Q2
H = 8,44.10-3.Q2
Bảng IV.10. Khảo sát đường đặc tính của quạt
Q
h

30
7,6

45

60

75

90

17,09 30,38 47,48 68,36

SV: Đinh Công Ngọc

105
93,05

120

135

150

165

121,54 153,82 189,9 229,78

Lớp: Khai Thác D - K57

157
§å ¸n tèt

Trêng §H Má §Þa ChÊt
nghiÖp

Đồ thị xác định điểm làm việc của quạt 2K56N o− 30, xem bản vẽ H - IV - 3
Chế độ yêu cầu quạt phải tạo ra là điểm B :
B (QB =140,22 m3/s, HB = 165,92 mmH20)
Từ đó xác định đựơc điểm công tác hợp lý của quạt là điểm A với chế độ sau:
QA = 151,52 > 140,22 m3/s, HA = 193,78 > 165,92 mmH2O, η = 0,8
Như vậy quạt sẽ làm việc ở điểm công tác có:
H = 193,78 mmH2O, Q = 151,52 m3/s, góc lắp cánh công tác 450 , hiệu
suất quạt 80%.
IV.4.4. Tính chọn động cơ quạt gió.
- Công suất quạt gió:
Theo công thức:

Nq =

Qct .h ct
102.h q .h dc

, KW

(4.15)

Trong đó:
Qct- Lưu lượng gió của quạt tại điểm công tác, Qct = 151,52 m3/s
hct- Hạ áp tại điểm công tác, hct = 193,78 mmH2O
η q - Hiệu suất quạt gió, η = 0,8
η dc - Hiệu suất tính đến khả năng điều chỉnh quạt cho phép phù hợp, ηdc = 0,95
Thay số vào công thức trên ta được:
151,52.193,78
Nq =
= 378,76
102.0,8.0,95
, KW
- Công suất động cơ:

N dc =

Nq
ηdc .ηm .η tr , KW

(4.16)

Trong đó:
η dc - Hiệu suất động cơ điện, η dc = 0,95
η m - Hiệu suất lưới điện, η m = 0,95
SV: Đinh Công Ngọc

Lớp: Khai Thác D - K57

Trêng §H Má §Þa ChÊt
nghiÖp

158
§å ¸n tèt

η tr - Hiệu suất bộ truyền từ động cơ sang quạt, với bộ truyền bánh răng

ηtr = 0,85 ÷ 0,9

Thay vào công thức trên ta được:
378,76
N dc =
= 466
0,95.0,95.0,9
, KW

SV: Đinh Công Ngọc

Lớp: Khai Thác D - K57

159
§å ¸n tèt

Trêng §H Má §Þa ChÊt
nghiÖp

IV.5. THIẾT KẾ THÔNG GIÓ CHO TẦNG I ( Mức +160/+80)
Sơ đồ thông gió ( Bản vẽ H – IV – 4 )
IV.5.1 Tính phân phối gió và kiểm tra tốc độ gió.
IV.5.1.1. Tính phân phối gió trên sơ đồ.
Căn cứ vào sơ đồ mở vỉa và hệ thống khai thác thiết kế ta xây dựng được giản
đồ thông gió ( Bản vẽ H – IV - 5)
IV.5.1.2. Kiểm tra tốc độ gió.
Theo công thức:
Qtt

V tt = S
sd

(4.17)

Trong đó:
Q tt - Là lưu lượng gió tính toán, m 3 /s.
S sd - Là diện tích sử dụng đường lò, m 2 .
- Điều kiện thông gió đảm bảo an toàn cho các đường lò:
V max > V tt > V min
Trong đó:
V max - Là vận tốc gió lớn nhất cho phép.
V min - Là vận tốc gió nhỏ nhất cho phép.

(4.18)

Thay số ta có bảng IV.2.
Bảng IV.11. Tốc độ gió trong các đường lò

S sd (m
Qtt
Vmin V max
V tt
Tên đường lò
3
2
hiệu
(m /s) (m/s) (m/s) (m/s)
)
1-2
Giếng phụ
22 136,47
0,25
12
6,2
2-3
Lò xuyên vỉa vận tải +80
20,2 136,47
0,25
8
6,76
3-4
Lò xuyên vỉa vận tải +80
20,2
122,7
0,25
8
6,07
4-5
Lò xuyên vỉa vận tải +80
20,2
81,8
0,25
8
4,05
5-6
Lò xuyên vỉa vận tải +80
20,2
40,9
0,25
8
2,02
6-7
Lò dọc vỉa vận tải +80
9,4
20,45
0,25
8
2,18
Lò song song và họng sáo
6,4
20,45
0,25
4
3,2
7-8
Lò chợ
5,28
13,33
0,25
4
2,52
13-14 Lò chợ dự phòng
5,28
6,67
0,25
4
1,26
Qua kết quả tính toán ta thấy tất cả các đường lò đều đảm bảo tốc độ gió
theo quy phạm.

SV: Đinh Công Ngọc

Lớp: Khai Thác D - K57

Trêng §H Má §Þa ChÊt
nghiÖp

160
§å ¸n tèt

IV.5.2 Tính hạ áp cho tầng I.
IV.5.2.1. Lựa chọn phương pháp tính hạ áp chung của mỏ
Từ kết quả tính toán lưu lượng gió cho các hộ tiêu thụ,ta tiến hành tính hạ áp để
kiểm tra xem hạ áp có cân bằng hay không.Chọn phươn pháp tính hạ áp riêng cho
từng nhánh sau đó chọn nhánh có hạ áp lớn nhất làm hạ áp chung cho mỏ.
IV.5.2.2 Tính hạ áp các luồng
a.Tính hạ áp theo các luồng gió
Để tính hạ áp chung của mỏ ta tính hạ áp các luồng rồi chọn hạ áp của luồng
lớn nhất làm hạ áp chung cho mỏ.
Hạ áp của luồng được xác định :
Hj = ∑Hi ( mmH2O )
Trong đó:
Hj :Hạ áp luồng thứ j.
Hi : Hạ áp các đoạn lò trong luồng thứ j.
Hi = Ri. Q2i ( mmH2O )
Qi: Lưu lượng gió qua đoạn lò thứ i, m3/s
Ri: Sức cản của đoạn lò thứ i, kµ
Ri = Rmsi + Rcbi ( kµ )
Rmsi: Sức cản ma sát của đoạn lò thứ i.
Rmssi =

α i . pi .li
( kµ )
Si3

pi : Chu vi đoạn lò thứ i, m.
li : Chiều dài đoạn lò thứ i, m.
Si : Tiết diện đoạn lò thứ i, m2.
αi : Hệ số sức cản khí động của đường lò
+ Với các đường lò chống bằng vì sắt định hình α.104 = 5 ÷ 23 kgs2/m4
+ Với các đường lò chống bằng bê tông α.104 = 3 ÷ 7 kgs2/m4
+ Với các đường lò chống bằng gỗ α.104 = 9 ÷ 23 kgs2/m4
+ Với các đường lò chống bằng vì chống liên hợp α.104 = 45÷ 120 kgs2/m4
Rcbi : Sức cản cục bộ của đoạn lò thứ i , Rcbi = (10÷25)%.Rmsi
Ta lấy Rcbi = 10%.Rmsi

SV: Đinh Công Ngọc

Lớp: Khai Thác D - K57

161
§å ¸n tèt

Trêng §H Má §Þa ChÊt
nghiÖp
- Kết quả tính hạ áp luồng I : 1-2-3-4-5-6-7-8-15-16-17-18-19-20
được thể hiện trong Bảng IV-12.
- Kết quả tính hạ áp luồng II : 1-2-3-4-5-6-7’-8’-15-16-17-18-19-20
Hạ áp luồng II = I.
- Kết quả tính hạ áp luồng III : 1-2-3-4-5-9-10-16-17-18-19-20
được thể hiện trong Bảng IV-13.
- Kết quả tính hạ áp luồng IV : 1-2-3-4-5-9’-10’-16-17-18-19-20
Hạ áp luồng IV = III.
- Kết quả tính hạ áp luồng V : 1-2-3-4-11-12-17-18-19-20
được thể hiện trong Bảng IV-14.
-Kết quả tính hạ áp luồng VI: 1-2-3-4-11’-12’-17-18-19-20
Hạ áp luồng VI = V.
-Kết quả tính hạ áp luồng VII: 1-2-3-13-14-18-19-20
được thể hiện trong bảng IV-15.

b. Tính cân bằng hạ áp các luồng gió (điều chỉnh lượng gió)
Dựa vào việc tính toán hạ áp của các luồng gió thì chúng không bằng nhau. Vì
vậy ta phải đi tính điều chỉnh cân bằng hạ áp của các luồng để cho mạng gió tuân theo
định luật kiếc hốp 1,2 .
Để điều chỉnh hạ áp ta chọn hạ áp lớn nhất làm chuẩn.
Hm = 109,07 ( mmH20)
Hạ áp các luồng còn lại cần điều chỉnh tăng thêm với hạ áp:
ΔHj = Hm – Hj mmH20
Hạ áp cần điều chỉnh cho các luồng thể hiện trong bảng IV.16 :
Bảng IV.16. Bảng điều chỉnh hạ áp của các luồng

TT

Tên luồng

Hm
(mmH2O)

1
2
3
4

I,II
III,IV
V,VI
VII

109,07
109,07
109,07
109,07

SV: Đinh Công Ngọc

Hj
(mmH2O)

ΔHj
(mmH2O)

109,07
101,23
99,81
64,37

0
7,84
9,26
44,7

Lớp: Khai Thác D - K57

162
§å ¸n tèt

Trêng §H Má §Þa ChÊt
nghiÖp

Qua bảng trên ta thấy các luồng từ III ÷VII, phải tăng hạ áp lên một lượng
tương ứng là ΔHj. Muốn vậy ta phải tăng sức cản tương ứng ở các luồng lên là ΔRj.
Để tăng sức cản của các luồng trên ta sử dụng phương pháp đặt cửa sổ gió tại các
luồng cần tăng hạ áp.
c. Thiết kế các cửa sổ gió cho các luồng
Diện tích các cửa sổ gió được xác định theo công thức :
Si

Scsi = 0,65 + 2,63.S . R ( m2 )
i
cs j
Si

Scsi = 1 + 2,38.S . R ( m2 )
i
cs j

S

cs i
Khi S < 0,5
i

S

csi
Khi S ≥ 0,5
i

Trong đó:
Scsi - Diện tích cửa sổ gió ở luồng thứ i, ( m2 )
Si - Diện tích đường lò nơi đặt cửa sổ gió thứ i, ( m2 )
Rcsi - Sức cản của cửa sổ gió luồng thứ i ,( kµ )
Rcsi =

∆H j
Qi2

( kµ )

ΔHi - Hạ áp cần tăng ở luồng thứ i, ( mmH20 )
Qi – lưu lượng gió đi qua đường lò đặt cửa sổ gió luồng thứ i, ( m3/s )
Vị trí đặt và tiết diện các cửa sổ gió được thể hiện Bảng IV.8

SV: Đinh Công Ngọc

Lớp: Khai Thác D - K57

163
§å ¸n tèt

Trêng §H Má §Þa ChÊt
nghiÖp
Bảng IV.17. Vị trí và tiết diện các cửa sổ gió
Tên
luồng

ΔHj
(mmH20)

Đường lò
đặt cửa
sổ gió

III

7,84

IV

(m3/s)

(m2)

(kµ)

(m2)

6-7

20,45

9,4

0,019

2,32

7,84

6’-7’

20,45

9,4

0,019

2,32

V

9,26

5-9

20,45

9,4

0,022

2,18

VI

9,26

5’-9’

20,45

9,4

0,022

2,18

VII

44,7

3-13

13,77

9,4

0,51

0,51

IV.5.3 Tính chọn quạt gió chính.
IV.5.3.1. Lưu lượng của quạt.
Qq = Qm . k ; m3/s
Trong đó :
Qm - Lưu lượng cần thiết của mỏ, Qm = 137,47 m3/s.
k - Hệ số rò gió, k = 1,02.
Thay số ta có:
Qq = 1,02 . 137,47 =140,22 (m3/s)
IV.5.3.2. Hạ áp do quạt tạo ra.
Theo công thức.
H q =(k.R m +R tbq ).Q q2 , mmH2O
Trong đó:
k- Hệ số giảm sức cản của mỏ do rò gió ở trạm quạt, k=

(4.19)

(4.20)

1
k T2

kr- Hệ số rò gió ở trạm quạt kr = 1,1.
1
k= 2 =0,83
1,1
Rm- Sức cản chung của mỏ,

SV: Đinh Công Ngọc

Lớp: Khai Thác D - K57

164
§å ¸n tèt

Trêng §H Má §Þa ChÊt
nghiÖp

Rm =

hm 109,07
=
= 0,006
Qm2 137, 47 2

Rtbq- Hệ số sức cản của thiết bị quạt,

R tbq =


D4

a- Hệ số không thứ nguyên phụ thuộc vào cấu tạo của quạt, với quạt hướng
trục, a = 0,05.
D: đường kính quy chuẩn của quạt sẽ chọn

Am
0,44
Am : Diện tích lỗ tương đương của mỏ (m2).
D=

Am =

0,38
=
Rm

0,38
= 4,9
0,006

D=

4,9
= 3,3 (m).
0,44

Vậy:

Đường kính quy chuẩn của quạt sẽ chọn, D = 3 m.

R tbq =

0,05.3,14
=0,00194
34

Thay số vào công thức (4.13) ta được:
H q = (0,83.0,006+0,00194).140,222 = 136,06 mmH 2O
IV.5.3.3. Chọn quạt gió chính.
- Dựa vào kết quả tính toán: Qq = 140,22 m3/s; Hq = 136,06 mmH20;
Quạt 2K56N o− 30 , n = 500 vòng/phút chọn ở trên thỏa mãn thông gió cho tầng I.
Bảng IV.9. Đặc tính kỹ thuật của quạt 2K56N o− 30
STT
Thông số kỹ thuật
Đơn vị
Giá trị
1
Đường kính bánh công tác
mm
3000
2
Tốc độ vòng quay
Vòng/phút
500
3
0 ÷ 210
3
Lưu lượng gió
m /s
0÷ 270
4
Hạ áp quạt
mmH2O
5
Góc lắp cánh
Độ
20 0 ÷ 50 0
SV: Đinh Công Ngọc

Lớp: Khai Thác D - K57