ĐỀ CƯƠNG THÔNG GIÓ MỎ HẦM ppt

* Các biện pháp làm giảm sự xuất hiện của các loại khí độc, khí hại: - Biện pháp thông gió - Thả khí nén vào không gian đường lò - Khoan các lỗ khoan phụt khí - Nổ mìn với cân bằng oxi b

ĐỀ CƯƠNG THÔNG GIÓ MỎ HẦM LÒ

BẬC ĐẠI HỌC

***

I PHẦN LÝ THUYẾT

Câu 1: So sánh điểm giống, khác nhau giữa khí trời và khí mỏ?

Trả lời:

* Giống nhau: Khí trời và khí mỏ đều có thành phần là hỗn hợp nhiều loại khí O2, N2, CO2, khí trơ

* Khác nhau:

- Khí mỏ có sự thay đổi về thành phần so với khí trời: Xuất hiện thêm các loại khí độc, khí hại, khí nổ như CO, H2S, SO2, CH4,…và bụi mỏ

- Khí mỏ có sự thay đổi về hàm lượng so với khí trời: Hàm lượng khí O2 giảm, hàm lượng khí độc, khí hại, khí nổ tăng

Câu 2: Nêu các nguyên nhân sinh ra các loại khí độc, khí hại và đề xuất các biện pháp làm giảm sự xuất hiện của các loại khí đó?

Trả lời:

* Các nguyên nhân sinh ra các loại khí độc, khí hại:

- Do người và thiết bị làm việc

- Do sự oxi hóa than và phân hủy vật liệu chống lò Sự oxi hóa than thu oxi sinh ra khí CO2

và H2S…

- Do nổ mìn: Khói mìn là hỗn hợp của các loại khí CO, CO2, SO2 và các oxit nitơ NO, NO2,

N2O3…

- Do sự tàng trữ khí CO2, CH4 trong các vỉa than, chúng tích tụ ở các kẽ nứt của vỉa khi khai thác thoát ra bầu không khí mỏ

* Các biện pháp làm giảm sự xuất hiện của các loại khí độc, khí hại:

- Biện pháp thông gió

- Thả khí nén vào không gian đường lò

- Khoan các lỗ khoan phụt khí

- Nổ mìn với cân bằng oxi bằng 0

- Sử dụng bua nước để làm ẩm khối than vì các khí độc dễ tan trong nước

Câu 3:Cơ sở để xác định điểm làm việc hợp lý của quạt? Yêu cầu của điểm làm việc hợp

lý đó?

Trả lời:

* Cơ sở để xác định điểm làm việc hợp lý của quạt: Điểm làm việc hợp lý của quạt là giao điểm giữa đường đặc tính công tác của quạt với đường đặc tính sức cản của mỏ

- Đường đặc tính sức cản mỏ: là đồ thị biểu diễn mối quan hệ h=R Q2 trên hệ trục tọa độ hOQ

- Đường đặc tính công tác của quạt: là đồ thị biểu diễn mối quan hệ giũa hạ áp và lưu lượng của quạt gió tạo ra trên hệ trục hOQ

* Yêu cầu của điểm làm việc hợp lý của quạt: Điểm làm việc hợp lý của quạt phải nằm trong miền làm việc hợp lý của quạt; đảm bảo hạ áp và lưu lượng gió do quạt tạo ra lớn hơn hoặc bằng hạ áp và lưu lượng gió yêu cầu của mỏ

- Miền làm việc hợp lý của quạt là tập hợp các điểm công tác hợp lý trên họ các đường công tác hợp lý của quạt và được giới hạn bởi các điều kiện sau:

+ Điều kiện kỹ thuật:θ max

+ Điều kiện kinh tế:θ min

+ Điều kiện kỹ thuật: h = 0,9.hmax

+ Điều kiện kinh tế: η = 0 , 6

Câu 4: Tại sao các mỏ thường sử dụng phương pháp thông gió đẩy để thông gió cho các gương lò độc đạo?

Trả lời:

Các mỏ thường sử dụng thông gió đẩy để thông gió cho các gương lò độc đạo vì phương pháp thông gió đẩy có các đặc điểm sau:

- Quạt gió đặt ở luồng gió sạch tránh được khí CH4 qua quạt nên an toàn về cháy nổ, quạt có

độ bền cao

- Sử dụng được các loại ống mềm rẻ tiền, dễ tháo lắp, vận chuyển

- Khoảng không gian ở gương lò được thông gió tích cực và nhanh

- Tận dụng được động năng của luồng gió, hiệu quả thông gió cao

Vì vậy phương pháp thông gió đẩy được áp dụng cho tất cả các đường lò, kể cả các đường lò

có khí và bụi nổ

Câu 5: Nêu và phân tích các yêu cầu khi chọn vị trí đặt quạt gió khi thông gió cho các gương lò độc đạo?

Trả lời:

Các yêu cầu khi chọn vị trí đặt quạt gió khi thông gió cho các gương lò độc đạo:

- Quạt gió phải đặt ở đường lò có gió xuyên thông với miệng quạt gió cách cửa lò cần thông gió 1 đoạn ≥ 10m

Đối với thông gió đẩy nếu đặt miệng quạt gần cửa lò gần thông gió thì gió bẩn đi qua gương

lò cần thông gió có thể bị quạt hút lại đi qua quạt

Đối với thông gió hút nếu đặt miệng quạt gần cửa lò cần thông gió thì gió sạch có thể bị quạt hút mà chưa đi qua gương lò cần thông gió

- Miệng ống gió cách gương lò 1 đoạn ≤4 S ( đối với thông gió đẩy) và ≤3 S (đối với thông gió hút) (với S là tiết diện của ống gió) để tránh trường hợp gió không đi đến được gương lò cần thông gió

Câu 6: Các giải pháp thông gió cục bộ cho các đường lò dài? Hiện nay giải pháp nào đang được sử dụng phổ biến ở các mỏ hầm lò?

Trả lời:

Khi thông gió cho các đường lò dài thì sức cản của đường ống sẽ lớn làm cho hạ áp cần thiết

để khắc phục sức cản của đường ống tăng lên vì thế 1 quạt làm việc sẽ không đáp ứng được yêu cầu do đó người ta phải ghép nối tiếp nhiều quạt với nhau

Khái niệm ghép quạt nối tiếp: ghép miệng đẩy của quạt này với miệng hút của quạt kia thông qua đường lò hoặc đường ống

TH1: Ghép các quạt nối tiếp gần nhau

Pđl: Áp suất không khí trong đường lò

Plh: Áp suất không khí của quạt liên hợp

hlh:Hạ áp liên hợp của bộ quạt liên hợp nối tiếp

Nhược điểm lớn nhất của ghép quạt nối tiếp gần nhau là rò gió ở trạm quạt rất lớn Để khắc phục trường hợp này người ta sử dụng ghép quạt nối tiếp xa nhau

TH2: Ghép các quạt nối tiếp xa nhau

Có 3 trường hợp xa nhau:

Về mặt lý thuyết theo trường hợp a là tốt nhất Trong thực tế thường xảy ra trường hợp b tức

là miệng hút của quạt 2 có áp suất nhỏ hơn áp suất không khí trong trường hợp lò làm rò gió bẩn từ đường lò vào miệng hút của quạt 2 Chất lượng thông gió giảm vì gió bẩn qua quạt

Vì vậy hiện nay giải pháp đang được sử dụng phổ biến ở các mỏ hầm lò là đặt quạt xa nhau theo trường hợp c tức là miệng hút của quạt luôn có áp suất lớn hơn áp suất khí trời Để đảm bảo điều kiện này quạt thứ 2 đặt ở vị trí đường ống tại đây hạ áp suất của quạt thứ nhất vẫn còn 20% hạ áp do quạt tạo ra

Câu 7: Các cơ sở để tính toán lưu lượng gió yêu cầu cho toàn mỏ thep phương pháp từ trong ra ngoài?

Trả lời:

Phương pháp tính lưu lượng gió yêu cầu cho toàn mỏ tính từ trong ra ngoài là phương pháp

đó cộng các yếu tố lại với nhau Phương pháp này tính toán phức tạp nhưng hiện nay hay được sử dụng

- Tính toán lưu lượng gió yêu cầu cho lò chợ hoạt động: Qlchđ

- Tính toán lưu lượng gió yêu cầu cho lò chợ dự phòng: Qlcdp

- Tính toán lưu lượng gió yêu cầu cho lò chuẩn bị: Qcb

- Tính toán lưu lượng gió yêu cầu cho hầm trạm: Qht

- Tính toán lưu lượng gió yêu cầu cho trạm điện: Qtđ

- Tính toán lượng rò gió: Qrg

Lưu lượng gió yêu cầu cho toàn mỏ được xác định theo công thức:

Qyc=1,1.(ksl ∑ Qlchđ+∑ Qlcdp+∑ Qcb+∑ Qht+∑ Qtđ+ ∑ Qrg)

ksl: hệ số tăng sản lượng lò chợ

II PHẦN BÀI TẬP

Dạng 1: Bài tập về phân cấp mỏ

Bài 1: Cho một mỏ có các số liệu sau: Sản lượng khai thác của mỏ 1200 T/ngđ Mỏ có 2 luồng gió thải: cửa lò thứ nhất có diện tích tiết diện S 1 =6 m 2 , cửa lò thứ 2 có diện tích tiết diện S 2 = 5,5 m 2

Số liệu thống kê được trong những ngày đo như sau:

Ngày thứ nhất: v max.1 = 4 m/s, m CH4.1 = 0,5%; v max.2 = 6 m/s, m CH4.2 = 0,6%

Ngày thứ hai: v max.1 = 3,8 m/s, m CH4.1 = 0,56%; v max.2 = 6,4 m/s, m CH4.2 = 0,7%

Ngày thứ ba: v max.1 = 4,1 m/s, m CH4.1 = 0,48%; v max.2 = 5,6 m/s, m CH4.2 = 0,62%

Hãy phân loại mỏ trên theo độ xuất khí metan?

Bài làm:

Ngày 1: Q1= vmax.1.S1 = 4.6 = 24 m3/s

Q2= vmax.2.S2 = 6.5,5 = 33 m3/s

ngđ T m A

m Q m

Q

1200 100

) 6 , 0 33 5 , 0 24 (

60 60 24

100

)

.(

60 60

.

1

.

4 4

Ngày 2: Q1= vmax.1.S1 = 3,8.6 = 22,8 m3/s

Q2= vmax.2.S2 = 6,4.5,5 = 35,2 m3/s

ngđ T m A

m Q m

Q

1200 100

) 7 , 0 2 , 35 56 , 0 8 , 22 (

60 60 24

100

)

.(

60 60

.

2

.

4 4

Ngày 3: Q1= vmax.1.S1 = 4,1.6 = 24,6 m3/s

Q2= vmax.2.S2 = 5,6.5,5 = 30,8 m3/s

ngđ T m A

m Q m

Q

1200 100

) 62 , 0 8 , 30 48 , 0 6 , 24 (

60 60 24

100

)

.(

60 60

.

3

.

4 4

ngđ T m q

q q

3

3 , 22 9 , 26 9 , 22 3

3 3

2

1

4

⇒

Dựa vào bảng phân cấp mỏ ta xác định được mỏ trên là mỏ siêu hạng

Cấp mỏ qCH4(m3/T.ngđ) qCO2(m3/T.ngđ)

Dạng 2: Bài tập tính lưu lượng gió yêu cầu và tính chọn quạt cục bộ

Bài 1: Cho đường lò đào trong than khô có chiều dài L= 120m, S sd = 7m 2 ; S đ = 8 m 2 , lượng thuốc nổ lớn nhất 1 đợt là 4,5 kg, số người làm việc trong lò đó là 7 người, độ xuất khí mêtan tuyệt đối là 40m 3 /ngđ Trọng lượng thể tích của than là γ = 1 , 5T/m 3

a Chọn phương pháp thông gió cho đường lò trên.

b Tính lưu lượng gió yêu cầu cho gương lò

c Chọn quạt cục bộ để thông gió cho đường lò

Bài làm

a Dựa vào các thông số của đường lò, độ xuất khí mêtan ở gương lò ta chọn phương pháp thông gió đẩy, chọn ống gió là ống vải có đường kính ống 500mm

b Tớnh toỏn lưu lượng giú yờu cầu cho gương lũ

* Tớnh lưu lượng giú theo số người:

q1= 4.n= 4.7=28 m3/ph

trong đú:

n: số người làm việc trong lũ

4: số m3 khụng khớ cần thiết cho 1 người trong 1 phỳt

* Tớnh toỏn theo yếu tố nổ mỡn

3

2

2 2

25

,

2

p

b V A

t

m3/ph Trong đú

t: thời gian thụng giú tớch cực (t= 15ữ30 phỳt) Chọn t=20 phỳt

A: khối lượng thuốc nổ đồng thời lớn nhất A= 4,5kg

V: thể tớch đường lũ cần thụng giú, m3

V được chọn dựa vào Vth(thể tớch tới hạn) và Vđl

Vth= 12,5 A.b kt (m3)

b: lượng thuốc nổ sinh ra khi nổ 1 kg thuốc nổ;

Nổ trong đỏ: b= 40 lit/kg

Nổ trong than: b=100 lit/kg

kt: hệ số khuếch tỏn rối, kt=1,2

→ Vth= 12,5 4,5 100 1,2=6750 m3

Vđl= S.l= 8.120= 960 m3

Vỡ Vth >Vđl nờn ta chọn V= Vđl

Chọn V=Vđl= 960 m3

ϕ: hệ số hấp thụ của đất đỏ sau khi nổ mỡn

Lũ đào trong đất đỏ khụ ϕ= 0,8

Lũ đào trong đất đỏ ẩm ϕ= 0,6

Đào trong đường lũ cú nước ϕ= 0,3

P: hệ số rũ qua ống giú p= 1,1ữ1,45 Chọn p= 1,2

2 3

2, 25 4,5.960 0,8.100

69

* Tớnh theo độ xuất khớ

Q3=

0

.

100

n

n

q

− m3/phút

Trong đó:

q - Lợng CH4 thoát ra lớn nhất ở đờng lò; q=40m3 /ngđ=0,028 m3/phút

n - Hàm lợng CH4 lớn nhất cho phép ở luồng gió thải tại cửa lò chuẩn bị; n= 1%

n0 - Hàm lợng CH4 có sẵn trong luồng gió trớc khi đa vào gơng lò; n0 =0,05%

05 ,

0

1

028

,

0

.

* Tớnh theo yếu tố bụi

Q4 = 60.S.Vt , m3/phút

Trong đó:

S - Tiết diện đờng lò đào, Sđ = 8m2

Vt - Tốc độ gió tối u, Vt = 0,4-0,8 m/s,chọn Vt= 0,4 m/s Thay số:

Q4 = 60.8.0,4 = 192m3/phút

Qyc=Q4= 192 m3/ph

c Tớnh chọn quạt cục bộ

* Lưu lượng quạt tạo ra

Qq= k Qyc= 1,2.192= 230,4 m3/ph

k: hệ số rũ giú đường ống, k = 1,1ữ 1,45

* Sức cản đường ống

Rụ= Rms+ Rcb

Rcb= 0,2 Rms

→Rụ= 1,2 Rms

5

.

6, 45.

ms

l R

d

α

Trong đú:

α : hệ số sức cản của đường ống

Chọn ống vải: α = 4,6 10-4

l: chiều dài đường ống l= lđl= 120m

d: đường kớnh ống giú Chọn d= 500mm= 0,5m

→Rms=

4 5

4,6.10 120

0,5

−

Rụ= 1,2 11,39=13,668 kà

* Hạ ỏp của quạt

hq= Rụ Qtb2 ; mmH2O

4 , 230 192

tb Q Q

hq= 13,668 3,52 =167,4 mmH2O

* Cụng suất quạt N= 10 , 5

102

η

h Q

KW Vậy chọn quạt CBM-6M cú đặc tớnh kĩ thuật như sau:

Cõu 2: Cho 1 mỏ cú cỏc thụng số sau: Mỏ thuộc loại II vế độ xuất khớ metan, cú 6 gương

lũ chuẩn bị (lưu lượng giú yờu cầu cho 1 gương là 4 m 3 /s), cú 4 lũ chợ hoạt động đồng thời và 1 lũ chợ dự phũng, cỏc lũ chợ cú cựng một điều kiện ( số người làm việc đồng thời lớn nhất là 36 người, L lc = 120m, m k = 2,2m, S lc = 4 m 2 , khối lượng thuốc nổ sử dụng trong 1 lần nổ là 6,8 kg, r ck = 1,2m, n ck =1 chu kỳ, lũ chợ khụng cú than thu hồi) Tổng thể tớch hầm buồng của mỏ là 500 m 3 , tổng cụng suất điện của cỏc hộ dựng điện là 1000KW ( với hiệu suất 0,9 và hệ số chất tải 0,8) Tổng lưu lượng giú rũ trong mỏ là 5 m 3 /s, trọng lượng thể tớch của than là 3

1,5 /T m

γ =

a, Chọn phương phỏp thụng giú cho mỏ trờn?

b, Tớnh lưu lượng giú yờu cầu cho cỏc lũ chợ và tớnh lưu lượng giú yờu cầu cho toàn mỏ?

Bài làm

a, Vỡ mỏ là mỏ loại II về độ xuất khớ metan nờn ta chọn phương phỏp thụng giú hỳt

b, Tớnh toỏn thụng giú

* Tớnh lưu lượng giú cho cỏc lũ chợ

- Tớnh cho lũ chợ hoạt động:

+ Theo yếu tố người

Q1= 4.n = 4.36= 144 m3/ph

trong đú:

n: số người làm việc trong lũ

4: số m3 khụng khớ cần thiết cho 1 người trong 1 phỳt

+ Theo độ xuất khớ mờtan

Q2 = qtc.Asl ;m3/ph

Trong đú:

qtc: độ xuất khớ metan tiờu chuẩn

Mỏ hạng II nờn qk= 1,25

Asl: Sản lượng khai thỏc lũ chợ trong 1 ngày đờm

Asl= Llc mc.Nck.r.γ .c= 120.2,2.1.1,2.1,5.0,95= 451,44 T/ngđ

Q2= 1,25.451,44=564,3 m3/ph

+ Theo điều kiện nổ mỡn:

3

34

. lc. lc

t

Trong đú:

t: thời gian thụng giú tớch cực (t= 15ữ30 phỳt) Chọn t=20 phỳt

Alc: khối lượng thuốc nổ đồng thời lớn nhất Alc= 6,8

Vlc: thể tớch lũ chợ, m3 Vlc= Slc.Llc= 4.120= 480 m3

3

34

6,8.480 97

20

Q = = m3/ph

+ Theo yếu tố bụi:

Q4= 60 vtư Slc ;m3/ph

Trong đó:

Slc - Tiết diện lũ chợ, Slc = 4m2

Vt - Tốc độ gió tối u, Vt = 1-2 m/s,chọn Vt= 1,5 m/s

Q4= 60.1,5.4= 360 m3/ph

Vậy Qlchđ= Q2= 564,3 m3/ph= 9,4 m3/s ⇒ ∑ Qlchđ= 9,4.4= 37,6 m3/s

- Tớnh cho lũ chợ dự phũng:

Qlcdp= 50% Qlchđ= 4,7m3/s

* Tớnh lưu lượng giú yờu cầu cho toàn mỏ

- ∑ Qlchđ= 37,6 m3/s

- Qlcdp= 4,7 m3/s

- Tính toán cho lò chuẩn bị

∑ Qcb= 6.4= 24 m3/s

- Tính cho hầm trạm

Qht= 0,07 Vh= 0,07.500= 35 m3/ph = 0,58 m3/s

Trong đó Vh: thể tích hầm trạm Vh= 500 m3

- Tính cho trạm điện

Qtđ=10.N.(1 − η ).kct m3/ph

Trong đó:

N: tổng công suất máy điện N= 1000 KW

η: hiệu suất của máy điện η = 0,9

kct: hệ số chất tải trong 1 ngày đêm của máy điện kct= 0,8

Qtđ= 10.1000.(1- 0,9) 0,8= 800 m3/ph= 13,3 m3/s

- Qrg= 5 m3/s

Vậy Qyc= 1,1.(ksl ∑ Qlchđ+ Qlcdp+∑ Qcb+ Qht+ Qtđ+ Qrg)

= 1,1.(1,2.37,6+4,7+24+0,58+13,3+5) = 101,97 m3/s

Trong đó: ksl là hệ số kể đến sự tăng sản lượng lò chợ

Dạng 3: Bài tập tính toán mạng gió và điều chỉnh lưu lượng quạt cục bộ

Bài 1: Cho sơ đồ thông gió như hình vẽ:

Biết:Q yc3 =10m 3 /s;Q yc6 =18m 3 /s

R 1 = 0,03 Kµ; R 2 =R 5 = 0,045 Kµ;

R 3 = 0,025 Kµ ; R 4 = R 7 = 0,05 Kµ;

R 6 = 0,02 Kµ; R 8 = 0,04 Kµ

a, Vẽ giản đồ thông gió

b, Tính R c , H c , Q c , Q 3 , Q 6 , A c

c, Điều chỉnh lưu lượng gió bằng

cách đặt cửa sổ gió, tính tiết diện

cửa sổ gió Biết diện tích đường lò

nơi đặt cửa sổ gió là S đl = 7,5 m 2

Bài làm

a, Giản đồ thông gió:

b, Rc= R1 + Rnt-nd + R8 ;Kµ

2

nt

nt nd

nt nd

R

R

R R

− =

Rnt= R2 + R3 + R4 = 0,045 + 0,025 + 0,05 = 0,12 Kµ

Rnd= R5 + R6 + R7 = 0,045 + 0,03 + 0,05 = 0,125 Kµ

2

0,12

0,03 0,12

1

0,125

nt nd

+

Kµ

Rc = 0,03 + 0,03 + 0,04 = 0,1 Kµ

Qc = Qyc3 + Qyc6 = 10 + 18 = 28 m3/s

Hc = Rc Qc2 = 0,1.282 = 78,4 mmH2O

3

28

14,14 0,12

1 1

0,125

c

nt

nd

Q

Q

R

R

+

Q6 = Qc – Q3 = 28 – 14,14 = 13,86 m3/s

1, 2 0,1

c

c

A

R

c, Do Q3 > Qyc3 và Q6 < Qyc6 vì vậy ta phải đặt cửa sổ gió tại nhánh trên ở cuối đường lò dọc vỉa thông gió R4

Ta có:

6

3

0,12 0, 285 10

nd yc

yc

R Q

Q

7,5

0,67

dl cs

dl cs

S S

S R

7,5

0,67

dl cs

dl cs

S S

S R

0,5

cs

dl

S

S < cs 0,5

dl

S

S < ( thỏa mãn)

Chú ý: Nếu không thỏa mãn sử dụng công thức cs 1 2,38 .dl

dl cs

S S

S R

=

cs dl

S

S ≥ CHÚC ANH EM KỸ THUẬT MỎ 3C CÓ 1 KỲ THI THÀNH CÔNG!!!