Bài tập lớn môn học thông gió mỏ

Mục lục CHƯƠNG I. LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN MỞ VỈA VÀ CHUẨN BỊ HỢP Lí 1.1Lựa chọn phương án mở vỉa. 1.2 Lựa chọn các thông số mở vỉa và chuẩn bị hợp lý. 1.3. Tổ chức sảm xuất của mỏ 1.4 Kế hoạch sảm xuất của mỏ. CHƯƠNG II. LỰA CHỌN hệ thống khai thác và các thông số hợp lý 2.1 Lựa chọn hệ thống khai thác hợp lí 2.2 Lựa chọn các thông số hợp lí của hệ thống khai thác 2.3 Lựa chọn trạm biến áp Chương iii. Thiết kế thông gió chung cho mỏ 3.1. Lựa chọn hệ thống thông gió. 3.2. Tính toán lượng gió chung 3.3. Tính phân phối gió và kiểm tra tốc độ gió. 3.4. Tính hạ áp chung của mỏ 3.5. Tính chọn quạt gió chính 3.6. Xây dựng bản đồ thông gió của mỏ. 3.7. Tính giá thành thông gió của mỏ.

Bài tập lớn môn học thông gió mỏ

Cho một cụm vỉa than với góc dốc trung bình của các vỉa α

= 32o và chiều dày trung bình là m1 = 2,4m (vỉa V1 ) m2= 5,6m (Vỉa V2) nh hình dới đây Theo dự báo khi khai thác các tầng đầutiên sẽ xếp vào loại mỏ hạng II theo khí CH4 Hãy chọn phơng án

mở vỉa, khai thác cùng các thông số hợp lý của chúng và tính toánthiết kế thông số chung cho mỏ để đảm bảo sản lợng hằng năm

là A = 700 000 tấn/ năm và đảm bảo an toàn môi trờng

32

°

1.4 Kế hoạch sảm xuất của mỏ.

CHƯƠNG II LỰA CHỌN hệ thống khai thác và các thông số hợp lý

3.2 Tính toán lợng gió chung

3.3 Tính phân phối gió và kiểm tra tốc độ gió

3.4 Tính hạ áp chung của mỏ

3.5 Tính chọn quạt gió chính

3.6 Xây dựng bản đồ thông gió của mỏ

3.7 Tính giá thành thông gió của mỏ

CHƯƠNG I.

lựa chọn phơng án mở vỉa và chuẩn bị

đồng thời tiến hành đào sâu thêm going và chuẩn bị tầng mới

Khai thác từ trên xuống vỉa dầy V2 Chia làm 2 lớp nghiêngvới chiều dầy mỗi lớp là m=2,2 (m) thu hồi 0,6 (m) còn lại Tuỳ theosản lợng của mỏ và của lò chợ mà số lò chợ khai thác khác nhau.Khai thác vỉa V2 trớc hệ thống khai thác khấu dật

Thuyết minh:

Từ mặt đất đào cặp giếng đứng chính (1) và giếng phụ(2) Theo vỉa than nằm dới (vỉa 1) Đến mức vận tải của tầng thứnhất Tại mức này, từ giếng ngời ta đào lò xuyên vỉa vận tải và lòthông gió tầng thứ nhất

Tại vị trí hai lò xuyên vỉa gặp vỉa than đào lò dọc vỉathông gió và lò dọc vỉa vận tải hai lò này gặp nhau tạo thành lòcắt

Khai thác vỉa V2 trớc, vỉa này là vỉa dầy với m=5,6(m) Chialớp nghiêng theo chiều dốc thành hai lớp có m=2,2(m) và thu hồi0,6(m) còn lại ở mỗi lớp khai thác nh vỉa mỏng và vỉa dầy trungbình, lớp trên khai thác vợt trớc lớp dới: 60-70(m) Đảm bảo đá pháhoả đợc nèn chặt (Hình 1.1)

Hình 1.1 sơ đồ mở vỉa

Hình 1.2 sơ đồ gơng lò chợ của vỉa V2

1.2 Lựa chọn các thông số mở vỉa và chuẩn bị hợp lý.

1.2.1 Lựa chọn chiều cao của tầng khai thác

Với góc dốc α =32o chọn chiều cao thẳng đứng của một tầng là:H=80(m)

1.2.2 Lựa chọn lò chuẩn bị.

Đạt sản lợng A=700.000 tấn/năm Khai thác vỉa V2 với 4 lò chợ sảnlợng mỗi lò chợ là: A =175 tấn/năm và sản lợng than thu hồi

Gơng lò chuẩn bị gồm: Đào sâu hai giếng xuống mức dới và hai

lò dọc vỉa của vỉa V1 vậy có 4 lò chuẩn bị

1.2.3 Chọn vị trí đặt hầm bơm nớc và công suất của nó.

Đặt hầm bơm nớc sao cho nớc trên mỏ chẩy hết về đó vậy

đặt ở vị trí sâu nhất khi khai thác, để giảm công vô ích đặthầm bơm gần giêng

4.Lò xuyên vỉa vậntải

5.lò chợ6.Rãnh quạt gió

1.2.4 Chọn loại công trình thông gió và vị trí đặt chúng.

Các công trình thông gió gồm:

Thiết bị bịt miệng giếng gió, vị trí đặt ở miệng của giếngchính nhiệm vụ ngăn gió rò khi quạt đang hút gió bẩn ra ngoài.Cửa gió, đặt ở vị trí lò nối giếng chính và giếng phụ nhiệm vụngăn gió và thoát hiểm khi cần Đặt ở vị trí các lò song song mà

Hình 1.3 sơ đồ thông gió đẩy ở gơng lò chuẩn bị.

1.2.6 Chọn vị trí và thể tích hầm chứa thuốc nổ.

Quá trình di chuyển dàn chống ở gơng lò chợ cần xả dungdịch nhũ tơng ra ngoài để hạ xuống khi nâng lên cần bơm dungdịch nầy vào Vị trí đặt cách lò chợ một khoảng an toàn

Máy bơm nhũ tơng có công suất: p=30- 45(KW)

Hiệu suất : 0,92 và hệ số chất tải: 0,75

Chọn số ngời lớn nhất trong một ca ở gơng lò chuẩn bi

Số ngày làm việc một năm: 300 ngày ( nghỉ ngày lễ )

Số ca làm việc 1 ngày: 3 (ca)

Số giờ làm việc 1 ca: 8h

1.4 Kế hoạch sảm xuất của mỏ.

1.4.1 Kế hoạch bố trí các lò chợ và đặc điểm của nó.

Sản lợng mỏ cần đặt đợc theo kế hoạch là: A=700.000 (tấn/năm)

Để đảm bảo sản lợng khai thác thì số lò chợ hoạt động đồng thờiluôn duy trì từ mức 3 đến 5 lò chợ

Ch¬ng II Lùa chän hÖ thèng khai th¸c vµ c¸c th«ng

sè khai th¸c hîp lÝ.

2.1 Lùa chän hÖ thèng khai th¸c hîp lÝ

¸p dông hÖ thèng khai th¸c cét dµi theo ph¬ng vµ hÖ thèngkhai th¸c chia líp VØa V2 chia líp nghiªng theo chiÒu dèc

C«ng nghÖ khai th¸c b¸n c¬ giíi ho¸

Má than sö dông c«ng nghÖ khai th¸c than hÇm lß chän c¸cthiÕt bÞ lµm viÖc:

Chän m¸y khoan:

§Ó khoan næ m×n trong lß chî dïng m¸y khoan ®iÖn

c p_19m cña Nga hoÆc ZM_12 cña Trung Quèc

Næ m×n b»ng m¸y næ m×n cña vµ kÝp ®iÖn oan toµn dïngcho c¸c má hÇm lß M¸y næ m×n lµ lo¹i KB∏ 1/100M cña NgahoÆc MFD cña Trung Quèc

Chèng gi÷ b»ng giµn tù hµnh

2.1.2Chän s¶n lîng hµng n¨m cña mét lß chî.

A =160 000 (tÊn/n¨m)

Vậy số gơng lò chợ hoạt động đồng thời để đạt đợc sản lợngthiết kế: n= 4(lò chợ) và một lò chợ dự phòng ở vỉa V1.

Đảm bảo sản lợng năm tính thêm sản lợng phần than thu hồi

2.2 Lựa chọn các thông số hợp lí của hệ thống khai thác

Khai thác theo công nghệ bán cơ giới hoá:

Hiệu suất : 0,92 và hệ số chất tải: 0,75

2.3 Lựa chọn trạm biến áp

Công suất: N=300 (KV)

Hiệu suất: 0,92

Hệ số chất tải: 0,75

Chơng III thiết kế thông gió chung cho mỏ

3.1 Lựa chọn hệ thống thông gió.

Theo sơ đồ mở vỉa và chuẩn bị khu khai thác Để thuận tiện choquá trình thông gió và xuống sâu của mỏ, vị trí đặt quạt tạicửa lò thông gió, với phơng pháp thông gió hút sẽ tránh sự thoátkhí độc mêtan khi có sự cố với quạt gió, mỏ thuộc loại II theo khímêtan

3.1.1 Sơ đồ thông gió chung cho mỏ.

Căn cứ vào kế hoạch khai thác hiện tại, ta lập sơ đồ thônggió

Sơ đồ không gian đơn giản (hình 3.2)

Giản đồ tính toán thông gió (hinh 3.3)

Hình 3.2 Sơ đồ không gian đơn giản.

Hình 3.3 Giản đồ tính toán thông gió

3.1.2 Các luồng gió trong mỏ: (Bảng 3.1)

3.2 Tính toán lợng gió chung:

Để tính lợng gió chung cho toàn mỏ hoặc một khu thông gió

độc lập, hiện nay ngời ta có thể sử dụng một trong hai phơngpháp sau:

Phơng pháp tính từ ngoài vào trong:

Trong phơng pháp này, lợng gió của mỏ đợc tính chungcho các yếu tố: Số ngời làm việc đồng thời lớn nhất của mỏ, theosản lợng của mỏ, theo độ xuất khí mêtan, theo yếu tố bụi, theo

12 11

14 13

18 17

20 19

16 15

yếu tố nhiệt Sau đó chọn lu lợng gió lớn nhất theo các yếu tố trên

là lu lợng gió chung cho mỏ và tính toán phân phối gió cho cáckhu khai thác và các hộ dùng gió theo yếu tố đã chọn

Phơng pháp tính từ trong ra ngoài:

Theo phơng pháp này, lợng gió đợc tính cho tong hộ tiêuthụ gió theo các yếu tố trên, và chọn lu lợng gió lớn nhất làm lợnggió cần thiết của hộ tiêu thụ đó Còn lợng gió chung của mỏ làtổng lợng gió của tất cả các hộ tiêu thụ

Sử dụng phơng pháp tính lu lợng gió từ trong ra ngoài

3.2.1 Tính lợng gió cho lò chợ hoạt động:

Lợng gió cần thiết cho một lò chợ hoạt động đợc tính theo cácyếu tố sau:

1) Theo số ng ời làm việc đồng thời lớn nhất

Q lc =q T; m3/phút (3.2)Trong đó:

q - Lợng gió sạch tiêu chuẩn cần cung cấp cho 1 tấn thankhai thác trong một phút, m /phút Nó phụ thuộc vào hạng mỏnguy hiểm về khí mêtan

Q lc =

0

100

4

n n

− , m3/phút (3.3)Trong đó:

QCH4- Độ xuất khí mêtan tơng đối, mỏ hạng II nên qCH4 = 1,25m3/T-ph

n - Nồng độ tối đa cho phép khí mêtan ở luồng gió thải, n

t - Thời gian thông gió tích cực, t= 30phút

A - Lợng thuốc nổ , nổ đồng thời lớn nhất trong một lần; A =20kg

L - Chiều dài đoạn lò đào, L = 180m

S - Tiết diện đờng lò đào, S = 9m2

V- Thể tích lò chợ thông gió, m3

V = L.S = 180.9 = 1620m3Thay số:

6)Theo tốc độ gió nhỏ nhất:

Q lc = 60 v.S lc ; m3/phút (3.6)Trong đó:

Vt -Tốc độ gió nhỏ nhất: 0,25, m/sSlc -Tiết diện ngang của lò chợ, m2

Qlc = 60.0,25.9 =135; m3/phútVậy lu lợng gió cần đa vào lò chợ là lu lợng gió lớn nhất:

Qlc = 667 m3/phútVới tổng số lò chợ hoạt đồng thời là 4 thì cần lu lợng gió là:

Số ngời

Lợng thuốc nổ

Sản ợng,ngà

l-y đêm

Tốc

độ gió

Theo yếu

Đảm bảo tốc độ gió cho phép chọn: Q lcdp = 10 m 3 /s

3.2.3 Tính lợng gió cho gơng lò chuẩn bị:

Lợng gió cần thiết cho gơng lò khi đào đợc tính theo các yếu tốsau:

Tiết diện

4 - Lợng không khí sạch cần thiết cho một ngời trong 1 phút,tính bằng m theo quy phạm oan toàn.

n - Số ngời làm việc đồng thời lớn nhất trong lò chuẩn bịn=6(công nhân/ca)

Qcb = 4.6 =24, m3 /phút2)Theo AI KXÊNÔFÔNTÔVA:

5 15 ( 13 ,

S b A

t + ; m3/phút (3.8)Trong đó:

t -Thời gian thông gió tích cực; t= 30phút

A - Lợng thuốc nổ , nổ đồng thời lớn nhất A = 20kg

b - Lợng khí độc sinh ra, b = 40lit/kg (nổ mìn trong đá)b=0,04 m3/phút

5

20 15 ( 10 40 20 30

13 ,

2 + =8,8; m3/phút

3)Theo tốc độ gió nhỏ nhất:

Q cb =60.V min S, m3/phút (3.9)Trong đó:

Vcb- Tốc độ gió tối u của luồng gió theo yếu tố bụi, m/s Vmin= 0,25m/s

S -Tiết diện đờng lò;

Qcb= 2.150 + 450 +180 = 930 (m3/phút)Vậy có 4 gơng lò chuẩn bị nên lu lợng gió cần thiết là:

Q cb = 930 (m 3 /phút) = 15,5 m 3 /s Bảng 3.5: Lu lợng cho lò chuẩn bị.

ng-Lợng thuốc nổ

Tốc độ gió nhỏ nhất

Nđ - Công suất động cơ điện Máy bơm trạm khí nén khí…(KW)

η -Hiệu suất làm việc của thiết bị điện

Kct- HiÖu suÊt chÊt t¶i.

C¸c th«ng sè hÇm tr¹m

Lu lîng giã lín

nhÊt, m 3 /s

C«ng suÊt

HiÖu suÊt

HÖ sè chÊt t¶i

*QrgC: Lợng gió rò qua cửa gió: 19 - 82 m3/ph.

Tính l u l ợng gió cho toàn mỏ :

Lợng gió chung cần thiết cho toàn mỏ bằng tổng lu lợng gió

của các lò chuẩn bị, lò chợ, các hầm trạm và lợng gió rò trong mỏ

3.3 Tính phân phối gió và kiểm tra tốc độ gió.

Tính phân phối gió dựa trên giản đồ thông gió hình ( Hình 3.3).

Dựa trên giản đồ thông gió nh ở trên ta tính phân phối gió nhsau:

Lợng gió trực tiếp đi qua một đoạn đờng lò :

Q tt = Q c + Q tr +Q sđ (3.12)Trong đó:

Qtt - Lu lợng gió thực tế qua dờng lò,m3/s

Qc - Lu lợng gió cần thiết cho đờng lò , hoặc hộ tiêu thụ,

m3/s

Qtr - Tổnng lu lợng gió thải ra từ các hộ tiêu thụ trớc đó, m3/sQsđ - Tổng lu lợng gió sạch cần thiết cần cung cấp chocác hộ tiêu thụ gió nằm phía sau đờng lò đó, m3/s

Theo giản đồ tính toán thông gió ta tính đợc lợng gió thực tếtrong các đoạn đờng lò nh sau:

Tính kiểm tra tốc độ gió của các đờng lò.

Việc kiểm tra tốc độ gió đi trong đờng lò nhằm mục đíchxem xét tốc độ này có đẩm bảo theo quy định của luật an toànhay không Khi tốc độ gió tính toán lớn hơn hoặc nhỏ hơn quy

định, thì có thể phân phối lại lợng gió cho phù hợp, hoặc tìmbiện pháp khác nh thay đổi tiết diện đờng lò

Vtt= tt

S Q

, m3/s ( Vmin< Vtt < Vmax) m/s (3.13)

Vtt là tốc độ gió thực tế trong đoạn đờng lò, m/sQtt là lu lợng gió thực tế trong đoạn đờng lò, m3/sStt là tiết diện đờng lò có gió đi qua, m2

Vmin là tốc độ gió nhỏ nhất cho phép trong các loại đờng

- Giếng trục ngời và vật liệu: 8m/s

- Đờng lò xuyên vỉa, vận tải và thông gió: 8m/s

- Trong đờng lò chuẩn bị: 0,25m/s

Bảng 3 7 kiểm tra tốc độ gió

Tiết diện

Lu lợng

Vận tốc

Hạ áp chung của mỏ hoặc một khu thông gió độc lập, trongtrờng hợp chung nhất sẽ đợc tính theo công thức:

O mmH H

H H

S

P L

HTn : Hạ áp suất sức hút tự nhiên, ở đây chúng ta coi HTn = 0

Để tính hạ áp chung của mỏ, trong công trình này, chúng ta

sẽ tính hạ áp chung của các luồng gió và lập thành bảng tính toán

TiÕtdiÖnS(m2)

Lu înggiãQ(m)

1689,813

8449,0673-4

45173,33

225866,74-5 Xuyªn vØa vËn t¶i s¾tV× 12 100 14 12 78 59150 11830 59150

9-10 Xuyªn vØa th«ng giã s¾tV× 12 250 14 12 88 188222,2 37644,44 188222,25-13 Däc vØa V2 s¾tV× 14 300 14 10 19.5 22358,7 4471,74 22358,714-8 Däc vØa V2 s¾tV× 14 300 14 10 19.5 22358,7 4471,74 22358,713-14 Lß chî vØa 2 Dµn tùhµnh 8 180 12 9 19.5 9013,333 1802,667 9013,33310-21 GiÕng giã ra t«ngBª 6 320 12 12 89 105613,3 21122,67 105613,3

giã t«ng

B¶ng tÝnh h¹ ¸p suÊt luång giã II

B¶ng tÝnh h¹ ¸p suÊt luång giã IIIKÝ

α  



ChiÒu dµi

TiÕt diÖn S(m 2 ) Lu lînggiã

17-18 Lß chî vØa 2 Dµn tùhµnh 8 180 12 9 19.5 9013,333 1802,667 9013,333

B¶ng tÝnh h¹ ¸p suÊt luång giã

ChuviP(m)

TiÕtdiÖnS(m2)

Lu înggiãQ(m)

l-Hms10-4

mmH2o

-4mmH2o ∑ H.10

1689,813

8449,0673-4 Xuyªn vØavËn t¶i s¾tV× 12 300 14 12 88 225866,7 45173,33 225866,79-10 Xuyªn vØath«ng giã s¾tV× 12 250 14 12 88 188222,2 37644,44 188222,2

Hạ áp của các luồng khác nhau chọn hạ áp của luồng cótrị số lớn nhất làm chuẩn điều chỉnh hạ áp các luồng cònlại sao cho bằng hạ áp của luồng có trị số Hmax là luồng III có

H = 744258.10 -4 = 74,4258 mm H20 và điều chỉnh cácluồng còn lại theo trị số ∆Hi tức là cộng các giá trị hạ ápcủa đờng lò thứ i một giá trị là:

Luồng II: ∆Hi = 74,4258 – 73,6947 =0,73mmH20

Luông I : ∆Hi = 74,4258 – 63,6202 =10,8 mmH20

Hạ áp của mỏ là: HM = 74,4258 mm H20Phơng pháp tính điều chỉnh hạ áp giữa các luồng:

Điều chỉnh bằng cách đặt cửa sổ gió

Điều chỉnh bằng cách đặt quạt phụ

Kết hợp hai phơng pháp trên

Để tăng sức cản của các luồng gió, ta có thể sử dụngphơng pháp sau: Đặt cửa sổ gió, đặt các tấm điều khiển,dùng làm khí, thay loại vì chống có hệ số sức cản khí

động học lớn hơn, thu hẹp tiết diện lò

Đơn giản nhất và phổ biến nhất là dùng phơng pháp

đặt cửa sổ gió, ở đây áp dụng phơng pháp đặt cửa sổgió

Diện tích cửa sổ gió đợc tính nh sau: (3.16)

Trong các công thức trên:

Scs: Diện tích cửa sổ gió, m2;

S : Diện tích đờng lò nơi đặt cửa sổ gió, m2

;

.63,265,0

S

cs cs

5,0

;

.38,21

S

cs cs

Kt : Hệ số kể đến sự rò gió ở trạm quạt, phụ thuộc vàokết cấu của trạm quạt: 1,1 ữ 1,25;

Qm : Lu lợng gió cần thiết của mỏ mà quạt đảm nhiệm,

K : Hệ số giảm sức cản của mỏ,do có rò gió ởtrạm quạt

Rq: Sức cản của thiết bị quạt, .π4 ,Kà;

1 1

2

2 = =

=

t g

K K

0092 , 0 90

4258 , 74

Rtbq= π

44 , 0

m sb

A

D =Với Am: Chiều rộng lỗ tơng đơng

2

m 4

=

=

=

4 , 74

90 38 , 0

38 , 0

m

m m

, 2

14 , 3 05 , 0

Bảng đặc tính kỹ thuật của quạt 2K56N-24

1 Đờng kính bánh công mm 2400

2 Tốc độ vòng quay V/phút 750

Khi có quạt làm việc tạo ra hạ áp: Hm

H m = 0,0125 Q 2 , mm H2O

Bảng 3.9 Giá trị hạ áp của quạt

Q (m 3 /s)

ct q

Qct h N

η

η 102

.

= KW (3.19)Trong đó:

Qct, hct : Lu lợng và hạ áp cho quạt tạo ra

ηq: Hiệu suất quạt gió ηq=0,7

ηdc: Hiệu suất tính đến khả năng điều chỉnhquạt cho phù hợp với yêu cầu sản xuất ηdc = 0,8 ữ 0,85

254 85 , 0 7 , 0 102

110 140

102

=

dc q

ct q

Qct h N

η

Công suất động cơ truyền động cho quạt

ld td dc

q dc

N N

η η

η

= KW (3.20)

Trong đó

ηdc: Hiệu suất động cơ điện ηdc=0,95

ηtd: Hiệu suất bộ truyền động ηtd=0,8

ηld: Hiệu suất lới điện ηtd=0,9

9 , 0 8 , 0 95 , 0

254

=

ld td dc

q dc

N N

η η