Politechnika Wrocławska Wrocław, dnia 28.02.2007

Wydział Geoinżynierii,

Górnictwa i Geologii

Studia stacjonarne GIN

WENTYLACJA III

Projekt 1

„Wentylacja lutniowa”

Prowadząca: Wykonał:

dr Barbara Madeja - Strumińska Marcin Baranowski

135806

Dane do projektu:

- długość lutniociągu - 400 m

- rodzaj obudowy - murowa

- kategoria zagrożenia metanowego - I

- rodzaj uszczelnienia - bardzo dobre

- rodzaj wentylacji - tłocząca

- ilość MW - 40 kg

- ilość wydzielającego się metanu 0,001 m³ CH₄/s

I. Wyznaczenie koniecznej objętości strumienia powietrza świeżego w przodku wyrobiska ślepego dla średnicy D_L=0,5 m.

1. Ze względu na minimalną prędkość powietrza:

gdzie:

A - pole przekroju poprzecznego wyrobiska ślepego, (przy zastosowaniu obudowy murowej), [m²],

w_min - minimalna prędkość powietrza, (dobierana według obowiązujących przepisów w zależności od zagrożenia metanowego), [m/s].

2. Ze względu na ilość wydzielającego się metanu:

gdzie:

V_CH4 - ilość wydzielającego się metanu, [m³/s],

C_CH4,O - dopuszczalne stężenie metanu w prądzie powietrza świeżego,[%] 0,5[%]

C_CH4 - dopuszczalne stężenie metanu w prądzie powietrza zużytego, [%],

(według przepisów C_CH4 = 1%).

3. Ze względu na ilość gazów powstałych podczas urabiania przy użyciu materiałów wybuchowych:

• 
  dla wentylacji tłoczącej:

gdzie:

A - pole przekroju poprzecznego wyrobiska ślepego, 15 [m²]

czas wyczekiwania po odstrzale, 26 [min],

kФ - współczynnik uwzględniający stopień zawilgocenia prowadzonego wyrobiska, 0,6

M - masa materiału wybuchowego użyta jednorazowo do odstrzału przy prowadzeniu robót, 40 [kg],

L - długość wyrobiska ślepego, 400 [m],

η_l - sprawność lutniociągu. 0,9712

Warunek: Jeśli długość wyrobiska ślepego L jest mniejsza od odległości krytycznej L_kr, to we wzorze w miejsce L należy przyjąć L_kr, które wyznacza się z zależności:

gdzie:

kd - wskaźnik dyfuzji turbulentnej swobodnego strumienia (dla przeciętnych warunków wentylacji wyrobisk ślepych można przyjąć kd - 0,6),

M - masa materiału wybuchowego użyta jednorazowo do odstrzału przy prowadzeniu robót, 40 [kg],

A - pole przekroju poprzecznego wyrobiska ślepego,15 [m²]

Vg - ilość gazów odstrzałowych wydzielających się po odstrzeleniu 1kg materiału wybuchowego w przeliczeniu na tlenek węgla, 0,04 [m³/kg],

C_CO - dopuszczalne stężenie tlenku węgla, [%], (według przepisów C_CO = 0,015%).

II. Regulacja i obliczenie lutniociągu.

1. Pole przekroju poprzecznego lutniociągu:

gdzie:

D_L - średnica lutniociągu 0,5 [m].

2. Opór właściwy bezwładnościowy:

gdzie:

A_L - pole przekroju poprzecznego lutni, 0,19625 [m²],

ρ_n - gęstość powietrza kopalnianego, 1,2 [kg/m³].

3. Sprawność lutniociągu:

gdzie:

k - współczynnik nieszczelności lutniociągu zależny od uszczelnienia,

a - współczynnik zależny od rodzaju wentylacji, tj:

gdzie:

ρ_n - gęstość powietrza kopalnianego, 1,2 [kg/m³],

ρ_m - średnia gęstość powietrza kopalnianego w drążonym wyrobisku, 1,2 [kg/m³],

D_L - średnica lutniociągu,0,5 [m],

S_L - długość pojedynczej lutni, 2 [m],

r_ul - opór jednostkowy lutniociągu, 0,54 [Ns²/m⁹],

R_z - opór zasuwy R_z=0,

L_L - długość lutniociągu, 400 [m].

4. Opór właściwy lutniociągu:

gdzie:

R_z - opór zasuwy R_Z=0,

R_b - opór właściwy bezwładności, 15,5787 [Ns²/m⁸],

η_l - sprawność lutniociągu, 0,9712

r_ul - opór jednostkowy lutniociągu, 0,54 [Ns²/m⁹],

L_L - długość lutniociągu, 400 [m].

III. Dobór wentylatora lutniowego do panujących warunków w wyrobisku ślepym.

1. Obliczenie wydajności wentylatora:

gdzie:

V_p - max(V_n), gdzie n=1,2,3,- obliczony maksymalny strumień powietrza świeżego niezbędny do przewietrzania prowadzonego wyrobiska, 4,8758 [m³/s],

η_l - sprawność lutniociągu. 0,9712

2. Obliczenie spiętrzenia wentylatora lutniowego:

[Pa]

gdzie:

R_L - opór lutniociągu 164,8180[kg/m⁷],

V_w - wydajność wentylatora lutniowego, 5,0202 [m³/s].

3. Dobór wentylatora

Dobieram wentylator WLE - 600A.

---