Lựa chọn thiết bị quạt gió hợ lý để đảm bảo hiệu quả thông gió và an toàn khi đào đường lò ở mỏ than vùng mạo khê uông bí

Bộ giáo dục đào tạo trờng đại học mỏ - địa chất lê văn chung lựa chọn thiết bị quạt gió hợp lý để đảm bảo hiệu thông gió an toàn đào đờng lò mỏ than vùng mạo khê uông bí Luận văn thạc sỹ kỹ thuật Hà Nội 2010 Bộ giáo dục đào tạo trờng đại học mỏ - địa chất lê văn chung lựa chọn thiết bị quạt gió hợp lý để đảm bảo hiệu thông gió an toàn đào đờng lò mỏ than vùng mạo khê uông bí Chuyên ngành: Khai thác mỏ M số: 60.53.05 Luận văn thạc sỹ kỹ thuật Ngời hớng dẫn khoa học TS Đặng Vũ Chí Hà Nội 2010 Lời cam đoan Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực cha đợc công bố công trình khác Hà Nội, ngày 11 tháng 11 năm 2010 Tác giả luận văn Lê Văn Chung Mục lục Nội dung trang Trang phụ bìa Lời cam đoan Mục lục Danh mục bảng Danh mục hình vẽ, đồ thị Chơng Tình hình thông gió đào đờng lò số mỏ giới vùng than quảng ninh 1.1 Tình hình thông gió đào đờng lò mỏ than số nớc giới 1.2 Tình hình thông gió đào đờng lò mỏ than vùng Quảng Ninh 1.3 Nhận xét 15 Chơng Phơng pháp thông gió thiết bị 17 thông gió đào đờng lò dài 2.1 Lựa chọn phơng pháp thông gió đào đờng lò 17 2.1.1.Các phơng pháp thông gió đào đờng lò 17 2.1.2 Các phơng pháp thông gió nhờ quạt cục 21 2.1.3 Khả áp dụng phơng pháp thông gió đào đờng lò 24 2.1.4 Lựa chọn phơng pháp thông gió 29 2.2 Quạt cục ống dẫn gió 31 2.2.1.Quạt cục bé 31 2.2.2 èng dÉn giã 42 2.3 Gi¶i tÝch hóa đờng đặc tính quạt thông số ống gió 47 2.3.1 Giải tích hóa đờng đặc tính quạt gió 47 2.3.2 Các thông số ống gió 50 2.4 Nhận xét 59 Chơng Xác định lực công tác quạt cục 60 để thông gió đào đờng lò dài 3.1 Chế độ công tác quạt gió cục 60 3.2 Năng lực đảm bảo thông gió quạt cục 61 3.3 Tính toán, chọn quạt thông gió đào đờng lò dài Công ty than Nam Mẫu Công ty than Mạo Khê 64 3.3.1 Tính lu lợng gió cần thiết cho gơng lò 65 3.3.2 Lựa chọn đờng kính ống gió 69 3.3.3 Tính toán chọn quạt giã 70 3.4 NhËn xÐt 77 KÕt luËn vµ kiÕn nghị 79 Tài liệu tham khảo 81 Danh mục bảng Tên bảng trang Bảng 2.1- thể phơng pháp thông gió chủ yếu đào lò 20 Bảng 2.2- Các loại quạt sản xuất số nớc 32 Bảng 2.3 Phân loại quạt theo hạ áp 33 Bảng 2.4 Phân loại thiết bị quạt theo lợng 33 Bảng 2.5 Đặc tính kỹ thuật quạt gió Liên Xô sản xuất 37 Bảng 2.6 Đặc tính kỹ thuật quạt Ba Lan sản xuất 38 Bảng 2.7.Thông số kỹ thuật quạt cục Trung Quèc 39 s¶n xuÊt xuÊt B¶ng 2.8 – Phân nhóm quạt theo hệ số thay đổi hạ áp 40 Bảng 2.9 Hệ số .104 (kG.s2/m4) loại đờng ống 51 Bảng 2.10 trị số sức cản R ống gió kim loại 53 Bảng 2.11 giá trị R L thay đổi ống gió vải 53 Bảng 2.12 Giá trị số sức cản cục ống gió mềm 54 Bảng 2.13 Hệ số rò gió ống gió mềm 57 Bảng 3.1 Bảng tiêu kinh tế kỹ thuật hai quạt FBDN07.1và VME-8-90 Danh mục hình vẽ, đồ thị Tên hình vẽ, đồ thị Trang Hình 2.1: Sơ đồ phơng pháp thông gió cục 18 Hình 2.2: Phơng pháp thông gió hút 21 Hình 2.3: Phơng pháp thông gió đẩy 23 Hình 2.4: Phơng pháp thông gió hỗn hợp 23 Hình 2.5: Sử dụng ống dẫn gió kim loại với thành chắn 25 Hình 2.6: Các quạt gió ghép nối tiếp phân tán dọc theo đờng ống 30 Hình 2.7: Đờng đặc tính quạt SDFo7.1 34 Hình 2.8: Đờng đặc tính quạt VME-8-90 35 Hình 2.9: Đờng đặc tính quạt VVM-7 35 Hình 2.10: Đờng đặc tính quạt FBD-No10 36 Hình 2.11: Đờng đặc tính quạt đại diện cho nhóm I, II, II 41 Hình 2.12: Giải tích hóa đờng đặc tính quạt SDF-No7.1 48 Hình 2.13- Giải tích hóa đờng đặc tính quạt VME-8-90 49 Hình 2.14- Giải tích hóa đờng đặc tính quạt VVM-7 49 Hình 2.15- Giải tích hóa đờng đặc tính quạt FBD-No10 55 Hình 2.16: Quan hệ độ rò gió vào chiều dài ống dẫn 55 Hình 2.17: Sự phụ thuộc độ rò gió chiều dài, đờng kính lu lợng gió 58 Hình 3.1- Xác định điểm công tác quạt gió 60 Hình 3.2: Mối phụ thuộc chiều dài ống gió với lu lợng gió đến gơng lò Quạt FBD-No7.1 63 Hình 3.3: Mối phụ thuộc chiều dài ống gió với lu lợng gió đến gơng lò Quạt VME-8-90 63 Hình 3.4: Mối phụ thuộc chiều dài ống gió với lu lợng gió đến gơng lò Quạt VVM-7 64 Mở Đầu Yêu cầu lợng chung giới thập kỷ tới ngày tăng mạnh, bên cạnh nguồn lợng nh đầu khí, khí thiên nhiên, thủy điện, nguyên tử, địa nhiệt, than nguồn lợng đặc biệt quan trọng nớc phát triển nh tơng lai Điều đ đợc tổ chức quốc tế (VEFA) liên minh Châu Âu khẳng định Trong định hớng chiến lợc phát triển ngành than, sản lợng than nguyên khai cần đạt năm : - Năm 2006 40 triệu than nguyên khai - Năm 2010 55 triệu than nguyên khai - Năm 2020 75 triệu than nguyên khai Khai trờng khai thác than lộ thiên ngày khó khăn diện sản xuất, sản lợng khai thác lộ thiên giảm đáng kể Để hoàn thành kế hoạch đặt phải tăng tỉ lệ khai thác mỏ than hầm lò Việc tăng sản lợng có nghĩa mở rộng sản xuất tất yếu cần tăng khối lợng đờng lò quí, năm Khi khai thác hầm lò, có nhiều khâu cần giải nh thoát nớc, vận tải, cung cấp điện Một yếu tố ảnh hởng, định đến tiến độ đờng lò công tác thông gió Thông gió phải đảm bảo mặt kỹ thuật tuân thủ theo quy phạm an toàn, đồng thời phải tối u phơng diện kinh tế Nhiệm vụ công tác thông gió phải đa vào gơng lò chuẩn bị lợng không khí đủ để hòa lo ng khí có hại bụi xuống dới mức cho phép theo quy phạm an toàn; mặt khác, tạo điều kiện vi khí hậu phù hợp đảm bảo cho ngời, thiết bị máy móc hoạt động Hiện đa số mỏ than nớc ta, đờng lò đợc đào phơng pháp khoan nổ mìn; số đờng lò đào than đ sử dụng máy đào lò AM-45 Cùng với việc thi công đờng lò theo thiết kế, cần phải thờng xuyên kiểm tra loại có khí hại, đặc biệt trớc sau tiến hành công tác nổ mìn gơng lò Trên thực tế đào đờng lò mỏ than thờng áp dụng phơng pháp thông gió đẩy Quạt gió sử dụng có nhiều loại với công suất khác ( từ 5,5 KW đến 30 KW lớn hơn) Các loại ống giã sư dơng chđ u lµ èng giã mỊm ( ống gió vải bạt cao su ) Bên cạnh sản lợng than nguyên khai tăng cao nhằm cải thiện điều kiện làm việc ngời lao động thời gian gần ngành than đ đầu t nhiều trang thiết bị để phục vụ công tác thông gió Tuy nhiên, nhiều đơn vị việc sử dụng thiết bị thông gió chủ yếu dựa vào kinh nghiệm thực tế Đôi quạt gió cục nh chủng loại ống gió áp dụng sở thiết bị có đợc cung cấp Điều dẫn đến tình trạng thiết bị thông gió cục cha phát huy hết lực công tác hiệu sử dụng thiết bị cha cao Ngoài công nghiệp mỏ, giới đ đạt đợc thành tựu lớn phát triển kỹ thuật việc xây dựng công trình ngầm Trong thập kỷ vừa qua ( từ năm 1960) tổng chiều dài công trình ngầm đ xây dựng 13.330km giai đoạn 1960 - 1969; 21.000km vào giai đoạn 1970 1979 Các công trình đ đợc xây dùng lÜnh vùc c«ng nghiƯp nh−: giao th«ng, thđy lợi, thủy điện quốc phòng Vì việc thông gió thi công công trình ngầm có tiết diƯn vµ chiỊu dµi lín cµng cã ý nghÜa vµ vị trí quan trọng Tính cấp thiết đề tài Việc mở rộng sản xuất đại hoá khai thác than đòi hỏi cần có kế hoạch đào đờng lò mở vỉa chuẩn bị Thực tế mỏ than tỷ lệ đờng lò đào với chiều dài lớn tăng dần theo năm Vì vậy, với đờng lò thiết kế thông gió cần phải xác định lực quạt cục khoảng cách hợp lý gia chúng Có nh đảm bảo yêu cầu mặt kỹ thuật an toàn nh tối u phơng diện kinh tế Mục đích nghiên cứu đề tài Giải tích hoá đờng đặc tính quạt cục thông số hệ thống ống gió: - Xác định lực công tác quạt làm việc với loại ống gió khác nhau; - Lựa chọn số lợng quạt hợp lý nh khoảng cách cần bố trí chúng thông gió cho đờng lò dài Đối tợng phạm vi nghiên cứu -Nghiên cứu tình hình thông gió đào đờng lò mỏ than công trình ngầm số nớc giới Việt Nam -Phân tích, đánh giá phơng pháp thông gió đ áp dụng giới Việt Nam Trên sở lựa chọn phơng pháp thông gi hợp lý áp dụng cho đờng lò Mạo Khê Uông Bí Nội dung nghiên cứu đề tài - Khái quát tình hình thông gió đào đờng lò vỉa than vùng Mạo Khê- Uông Bí - Phân loại thiết bị quạt cục xác định khả đảm bảo thông gió loại quạt gió - Tính toán thông gió, xác định yêu cầu thông gió để lùa chọn thiết bị quạt cục hợp lý Các phơng pháp nghiên cứu - Phơng pháp thống kê, phân tích tổng hợp thông gió đào đờng lò - áp dụng phơng pháp giải tích để lựa chọn thông số quạt - áp dụng chơng trình Excel xác định hàm hồi quy đờng đặc tính quạt gió 67 Thay giá vào biểu thức 3.12 ®−ỵc Q2-1= 162.6 m3/ph = 2.7 m3/s Q2-2= 132 m3/ph = 2.2 m3/s 3.3.1.3 Tính lợng gió theo độ xuất khí mêtan Đói với đờng lò đợc đào máy Combai, búa chèn máy khoan, lợng không khí theo độ xuất khí mê tan đợc xác định theo công thøc: Q3 = 100 I g n − n0 , m3/ph (3.16) Trong đó: Ig- độ xuất khí mêtan tuyệt đối lớn đờng lò, m3/ph Kết khảo sát, phân tích hai đờng lò dọc vỉa đá vỉa Đông lò dọc vỉa đá vỉa Đông cánh Nam Trung tâm An toàn Viện khoa học Công nghệ mỏ Ig=0,03 m3/ph; n- nồng ®é khÝ Mªtan tèi ®a cho phÐp ë luång giã thải cửa lò chuẩn bị, n = 0,5%; n0- nồng độ khí mêtan đ có sẵn luồng gió lò có gió xuyên thông trớc đa vào lò chuẩn bị, n0=0 Thay giá trị vào biểu thức 3.17 đợc: Q3 = 100.0,03 = m3/ph = 0,1 m3/s 0,5 − 3.3.1.4 TÝnh l−u l−ỵng gió theo tốc độ gió tối thiểu Lu lợng gió tính theo tốc độ gió tối thiểu theo quy phạm an toàn than diệp thạch TCN 14-6-2006 đợc áp dụng theo công thức sau: Q4= Vmin.Sđ, m3/s (3.17) Trong ®ã: Vmin- tèc ®é giã tèi thiĨu c¸c ®−êng lò chuẩn bị mỏ có khí nổ siêu hạng theo quy phạm an toàn, Vmin= 0,5 m/s Vmin=0,25 m/s mỏ hạng 68 Sđ- tiết diện đào đờng lò, m2; Thay giá trị vào biểu thức đợc: Q4 -1 = 2,45 m3/s Q4 -2 = 4,45 m3/s 3.3.1.5 Tính lu lợng gió theo độ bụi Khối lợng không khí cần thiết để giảm nồng độ bụi gơng lò đến giới hạn vệ sinh, phụ thuộc vào chế độ bụi gơng lò, chế độ phơng pháp thông gió, dạng đờng lò, thể tích phần đợc thông gió, độ phân tán bụi yếu tố khác Lu lợng gió tính theo độ bụi đợc tính theo công thức: Q5= K C , m3/ph C CP − C (3.18) Trong đó: K- hệ số kể đến tạo bụi không đồng thời; C- cờng độ tạo bụi, mg/ph; CCP- nồng độ bụi tối đa cho phép lò chuẩn bị, phụ thuộc vào loại bụi, mg/m3; C0- nồng độ bụi sẵn có luồng gió đợc đa vào gơng lò, mg/m3 Lu lợng gió tính theo yếu tố bụi đợc xác định theo công thøc sau: Q5=.S.vt− , m3/s (3.19) Trong ®ã: S- tiÕt diện ngang đờng lò, m2 vt- tốc độ gió tối u đờng lò để lắng bụi, vt=0,4-0,8 m/s; để tốc độ gió không làm tung bụi vào không khí mà đảm bảo điều kiện thông gió tốt, chọn vt=0,4 m/s Thay giá trị vào biểu thức 3.17 ta đợc: 69 Q5-1= 3,92 m3/s Q5-2= 3,56 m3/s Từ kết tính toán trên, lu lợng gió cần thiết phải đa vào gơng lò đảm bảo thoả m n yếu tố giá trị lớn tính toán đợc: Qg= Max {Q1 , Q2 , Q3 , Q4, Q5 }, m3/s (3.20) Trên sở đờng lò cần thông gió theo công thức 3.13 đến 3.21 xác định lu lợng gió cần thiết da đến gơng lò đào Qg1= 3,92 m3/s Qg2= 4,45 m3/s 3.3.2 Lùa chän ®−êng kÝnh èng giã Qua thùc tÕ mét sè n−íc trªn thÕ giíi Việt Nam thông gió cục cho gơng lò dài, có nhiều loại đờng kính ống dẫn giã cã thĨ lµ 500, 600, 700, 800, 900, 1000 mm Dựa vào kết tính toán trên, việc lựa chọn đờng kính ống dẫn đáp ứng đợc yêu cầu kỹ thuật kinh tế đào lò, tức đờng kính ống dẫn cần thoả m n hai diỊu kiƯn: - §−êng kÝnh èng giã nhá - Tốc độ gió ống dẫn không đợc vợt 12m/s Đờng kính ống dẫn tính cách tơng đối theo biểu thức sau: d 0,1.Q g , m (3.21) Thay giá trị Qg1, Qg2 tính toán Ta xác định đợc d1 ≥ 0,7 m d2 ≥ 0,667 m V× thùc tÕ thông gió cục chọn đờng kính ống dẫn dựa đờng kính thiết bị quạt, ảnh hởng lớn đến hiệu thông gió cho đờng lo Để phù hợp với loại quạt gió luận văn đ chọn để tính toán, kinh tế phù hợp với điều kiện tốc độ gió ống dẫn Luận văn chọn ống gió có đờng kính d = 0,8 m để tính toán thông gió đào đờng lò 70 3.3.3 Tính toán chọn quạt gió Với lu lợng cần đa tới gơng lò nh tính toán Qg1= 3,92 m3/s; Qg2= 4,45 m3/s tơng ứng với chiều dài đờng lò L1= 970 m; L2=1000m Ta phải tính toán chọn quạt hợp lý đảm bảo lu lợng gió cần thiết đa tới gơng lò theo thiết kế, tiết kiệm chi phí lợng điện, nh chi phí vật t, nhân công cho công tác thông gió đào đờng lò chuẩn bị 3.3.3.1 Tính lu lợng quạt gió cần tạo Nếu nh ống gió kín tuyệt đối lu lợng gió quạt cần tạo đ lu lợng gió cần thiết cho gơng lò đ chọn Song, thùc tÕ ® cho thÊy ®−êng èng giã cơc chế tạo kín tuyệt đối đờng lò dài, rò gió có độ kín đáng kể, dẫn đến việc tăng đáng kể tiêu tốn ¸p st so víi tÝnh to¸n lý thut §Ĩ x¸c định rò gió tổn thất áp suất, ®−êng èng giã kh«ng kÝn ng−êi ta cã thĨ sư dụng nhiều phơng pháp tính (phơng pháp Vôrônin, Bertart, Schmidt, VôstNii) Dới giới thiệu phơng pháp tính Vôrônin Phơng pháp cho rò gió thay đổi tuyÕn tÝnh däc theo ®−êng èng giã Khi ®ã l−u lợng gió cần tạo quạt đợc xác định theo công thức: Qq= p.Qg , m3/ph Trong đó: (3.22) Qg- lu lợng gió đ chọn cần cho gơng lò, m3/ph; Qg1= 3,92 m3/s Qg2= 4,45 m3/s Qq- l−u l−ỵng gió quạt cần tạo ra, m3/ph; p- hệ số rò giã cđa ®−êng èng p = 1+0,577.10-6.L2.Qg1/2 p1= 2,202 p2= 2.217 Thay giá trị vào biểu thức 3.22 ta ®−ỵc: 71 Qq1=2,202 4,9 = 10,79 m3/s Qq2= 2,217.4,45 = 9,87 m3/s 3.3.3.2 Tính sức cản đờng ống gió Sức cản toàn đờng ống dẫn (Rô) có thĨ tÝnh theo c«ng thøc: R«= 0,18 + 0,0139L (3.23) Trong đó: L- chiều dài đờng ống, L1= 970m; L2= 1000m; Thay giá trị vào biểu thức: Rô1= 13,663 kà Rô2= 14,08 kà 3.3.3.3 Tính hạ áp quạt gió Hạ áp quạt gió đợc tính theo c«ng thøc sau: Hq= R«.Qg Qq , mmH2O Trong đó: (3.24) Rô- Sức cản chung toàn đờng ống, kà Qg- lu lợng gió đ chọn cần cho gơng lò, m3/ph; Qg1= 3,92 m3/s Qg2= 4,45 m3/s Qq- lu lợng gió quạt cần tạo ra, m3/ph; Qq1= 10,79 m3/s Qq2= 9,87 m3/s Thay giá trị vào biểu thức 3.24 ta đợc Hq1= Rô1.Qg1 Qq1 = 722,36 mmH2O Hq2= R«2.Qg2 Qq2 = 618,14 mmH2O 3.3.3.4 TÝnh khoảng cách quạt sử dụng quạt đa cấp Khi tiến hành thông gió cho đờng lò đào, mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh nói chung, Công ty than vùng Mạo khê Uông bí nói riêng, thờng đợc áp dụng lo¹i qu¹t cơc bé nh− CBM-6M, JBT – 11, WE-7, YBT-22, YBT-62-2, YBT-30 Việc tính toán thông gió cần chọn quạt 72 cụ thể, có đờng đặc tính loại quạt Trong luận văn chọn quạt VME8-90 v quạt VVM-7 để tính toán * Khi sử dụng quạt VME-8-90: Với lu lợng gió cần đa tới gơng lò Qg1 = 3,92 m2/s vµ Qg2 = 4,45 m3/s, chiỊu dµi t−¬ng øng L1= 970 m, L2= 1000 m Víi chiỊu dài nh quạt không đủ lực đảm đơng đa lợng gió đến gơng lò đào Do vậy, cần phải tính toán số quạt cục nh khoảng cách chúng đee đảm bảo thông gió đào đờng lò Từ giá trị Qq1 = 10,79 m3/s Qq2= 9,87 m3/s ta thay vào phơng trình (2.2) phơng trình đờng đặc tính quạt VME-8-90 ta đợc: hq1 = -3,5874 10,792 + 59,83.10,79 + 284,34 = 512 mmH2O hq2 = -3,5874 9,872 + 59,83.9,87 + 284,34 = 525 mmH2O Tính toán thông gió ghép nối tiếp quạt đờng ống với quạt đặt gi n cách theo trật tự sau: - Xác định lợng gió cần thiết cho gơng lò, theo đờng kính ống dẫn, chiều dài đoạn ống, hệ số rò gió toàn chiều dài đờng ống - Xác định lu lợng quạt thứ (đ tính trên) Để xác định chiều dài thổi tối đa quạt thứ đảm đơng đợc lu lợng Qg1 = 3,92 m2/s Qg2 = 4,45 đến gơng lò, ngời ta xác định theo biểu thøc 3.12 L = 0.0619Q4 - 2.8727Q3 + 50.329Q2 - 433.1Q + 1823 Thay số liệu vào biểu thức ta đợc: L1max = 606,9 m L2max = 663,5 m Với kết tính cho thấy quạt không đảm đơng đợc hết chiều dài đờng lò theo thiÕt kÕ (L1=1000 m, L2=970 m) Do vËy cÇn phải ghép nối tiếp quạt gió với Trên thực tế ghép quạt gió nối tiếp xa nhau, để không xảy tợng tụt áp cuối đờng ống khoảng cách hai quạt đợc xác định: 73 L = 0,8.Lmax (3.25) Thay giá trị vào biểu thức ta đợc khoảng cách quạt thứ quạt thứ hai nh sau: L1 = 0,8 606,9 = 585,5 m L2 = 0,8 663,5 = 530,8 m Hệ số rò gió đợc xác định theo biểu thức (2.13) Thay giá trị vào biểu thức ta đợc: p1-1 = 1,45 p1-2 = 1,51 Do lu lợng quạt thừ hai cần đảm đơng đợc xác định theo công thức sau: Qq2 = Qq1/p1 (3.26) Thay giá trị vào công thức ta đợc: Q2-1 = 7,5 m3/s Q2-2 = 6,5 m3/s Hạ áp quạt số hai cần tạo là: hq1 = -3,5874 7,52 + 59,83.7,5 + 284,34 = 531 mmH2O hq2 = -3,5874 6,52 + 59,83.6,5 + 284,34 = 522 mmH2O §Ĩ đảm bảo lu lợng gió đa đến gơng lò nh thiết kế lu lợng cuối ống gió quạt gió thứ hai phải đảm bảo Qg1= 3,92 m3/s; Qg2= 4,45 m3/s, chiều dài ống gió tối đa mà quạt thứ hai đảm đơng L = Lmax Do vËy ta cã: L2-1 = 606,9 m L2-2 = 563,5 m Vậy tổng chiều dài thông gió ghép quạt nối tiếp là: L1= L1-1 + L2-1 = 585,5 + 606,9 = 1172.4 m L2= L1-2 + L2-2 = 530,8 + 663,5 = 1194.3 m 74 Tõ kÕt tính toán trên, ghép hai quạt VME-8-90, c«ng suÊt 90 kw nèi tiÕp xa sÏ kh«ng sử dụng hết công suất quạt, gây tổn hao lợng Chiều dài thừa ghép nối tiếp quạt hai đờng lò nh sau : - §−êng lß däc vØa møc +125 T.IIA - F9: Ltt1 = 1172.4 – 970 = 202,4 m - §−êng lò dọc vỉa Đông mức -80: Ltt2 = 1194.3 – 1000 = 194,3 m * sư dơng qu¹t VVM-7 Trong thời điểm yêu cầu Tập đoàn Than Khoáng sản Việt Nam, số Công ty đ đa sử dụng quạt đa cấp để thông gió cho đờng lò dài Trong luận văn chọn quạt VVM-7 quạt để tính toán lắp đặt Với lu lợng gió cần đa tới gơng lò Qg1 = 3,92 m2/s vµ Qg2 = 4,45 m3/s, chiỊu dµi t−¬ng øng L1= 970 m, L2= 1000 m - Giai đoạn : sử dụng quạt cấp để thông gió: Từ giá trị Qq1 = 10,79 m3/s Qq2= 9,87 m3/s ta thay vào phơng trình hq = -7,0647Q2 + 97,506Q 169,27 phơng trình đờng đặc tính quạt VVM-7 ta đợc: hq1 = -7,0647 10,792 + 97,506.10,79 -169,27 = 495 mmH2O hq2 = -7,0647 9,872 + 97,506.9,87 - 169,27 = 483 mmH2O - Xác định lợng gió cần thiết cho gơng lò, theo đờng kính ống dẫn, chiều dài đoạn ống, hệ số rò gió toàn chiều dài đờng ống - Xác định lu lợng quạt (đ tính trên) Qq1 = 10,79 Qq2= 9,87 Để xác định chiều dài thổi tối đa quạt đảm đơng đợc lu lợng Qg1 = 3,92 m2/s Qg2 = 4,45 m2/s đến gơng lò, ngời ta xác định theo biểu thức : 75 L = 0.0019Q4 - 3.727Q3 + 41.329Q2 - 233.1Q + 824 Thay số liệu vào biểu thức ta đợc: L1max = 418,9 m L2max = 357,5 m Víi kÕt tính cho thấy quạt cấp không đảm đơng đợc hết chiều dài đờng lò theo thiÕt kÕ (L1=970 m, L2=1000 m) Do vËy chiÒu dài lớn L1max L2max đ tính toán cần cho quạt hoạt động đồng thời hai động - Giai đoạn 2: sử dụng hai cấp quạt để thông gió Từ giá trị Qq1 = 10,79 m3/s vµ Qq2= 9,87 m3/s ta thay vào phơng trình hq = -24,491Q2 + 346,78Q 452,52 phơng trình đờng đặc tính quạt VVM-7 (2 cấp) ta đợc: hq1 = -24,491 10,792 + 346,78.10,79 452,52 = 1024 mmH2O hq2 = -24,491 9,872 + 346,78.9,87 – 452,52 = 1218 mmH2O Hệ số rò gió đợc xác định theo biểu thức (2.13) Thay giá trị vào biểu thức ta đợc: p1-1 = 2,76 p1-2 = 2,21 Để đảm bảo lu lợng gió đa đến gơng lò nh thiết kế lu lợng cuối ống gió quạt gió phải đảm bảo Qg1= 3,92 m3/s; Qg2= 4,45 m3/s, chiều dài ống gió tối đa mà quạt đảm đơng L = Lmax Do ta cã: L = 1.319Q4 - 3.8727Q3 + 61.329Q2 - 243.1Q + 2023 Thay vào biểu thức ta đợc: L1max = 1192,4 m L2max = 1094,3 m 76 Tõ kÕt tính toán trên, sử dụng quạt đa cÊp VVM-7, c«ng st 50x2 sÏ kh«ng sư dơng hÕt lực công tác quạt Chiều dài thừa sử dụng quạt đa cấp hai đờng lò nh sau: - Đờng lò dọc vỉa mức +125 T.IIA - F9 : Ltt1 = 1193.4 – 970 = 223,4 m - Đờng lò dọc vỉa Đông mức -80: Ltt2 = 1094.3 – 1000 = 94,3 m 3.3.3.5 Chän qu¹t gió Theo tính toán để thông gió cho đờng lò dài đào Công ty Nam Mẫu Mạo Khê sử dụng quạt đơn cấp VME-8-90 quạt hai cấp VVM-7 -Khi sử dụng quạt VME-8-90 suốt trình đào lò, lợng điện tiêu thụ tơng đối lớn (1 động 90kw) Mặt khác giai đoạn đầu chiều dài ống gió ngắn, lu lợng gió tơng đối lớn dẫn đến nồng độ bụi cao gơng lò đặc biệt phải ghép nối tiếp quạt thứ hai đặt đờng lò có luồng gió thải Điều gây nguy cháy nổ khí nCH4 đờng lò cao xảy tợng quẩn gió quạt đặt đờng lò - Nếu sử dụng quạt cấp VVM-7 giai đoạn đầu quạt gió cần hoạt động cấp 50kw Nh tiết kiệm đợc điện cho thông gió Ngoài lu lợng gió đến gơng lò không lớn, ngăn ngừa bụi thứ sinh gơng lò chuẩn bị Ưu bật loại quạt đảm bảo độ an toàn đờng lò đào có khí nổ, bố trí quạt đặt đờng lò có luồng khí thải Căn vào u nhợc điểm quạt, chọn quạt gió hợp lý để thông gió đào ®−êng lß däc vØa møc +125 T.IIA - F9 Công ty than Nam Mẫu và Đờng lò dọc vỉa Đông mức -80 Công ty than Mạo Khê Kết so sánh đợc thể bảng 3.1 77 Bảng 3.1 Bảng tiêu kinh tế kỹ thuật hai quạt VME-8-90 VVM Tên tiêu Đơn vị QuạtVVM-7 Quạt VME-8-90 mm 700 800 v/ph 3000 3000 Lu lợng m3/ph 528 900 Hạ áp kg/m2 728 100-540 kw 50x2 90 Điện áp v 380 380 Trọng Lợng kg 1030 800 USD 32.000 26.000 Đờng kính bánh công tác Tốc độ vòng quay Công suất động Giá thành Căn vào xu hớng tập đoàn, điều kiện khí mỏ, bảng kinh tế kỹ thuật kết tính toán 3.2.2.4, để tiết kiệm chi chi phí điện sử dụng để đảm bảo quy phạm an toàn hầm lò Luận văn chọn quạt cục VVM -7 công suất 50x2kw Nga sản xuất để phục vụ thông gió đào đờng lò dọc vỉa mức +125 T.IIA - F9 Đờng lò dọc vỉa Đông mức -80 3.4 Nhận xét - Khi đào đờng lò mỏ vỉa nh chuẩn bị khai thác mỏ than vùng Mạo Khê Uông Bí nên áp dụng phơng pháp thông gió đẩy kết hợp với ống gió mềm Các đờng lò có khí nổ đào với chiều dài lớn cấn sử dụng quạt hai nhiều cấp - Đờng kính ống dẫn gió phụ thuộc vào lu lợng gió cần thiết đa tới gơng lò Cần trang bị loại ông gió có độ bền tốt đáp ứng đợc áp suất cao ghép với quạt công suất lớn 78 - Việc giải tích hóa đờng đặc tính quạt gió cho phép giải toán thông gió thuận lợi hơn, đặc biệt sử dụng quạt ghép nối tiếp nh quạt đa cấp - Xây dựng đợc phơng trình mối phụ thuộc chiều dài ống gió với lu lợng gió đa đến gơng lò 79 Kết luận kiến nghị 1- Công tác thông gió đào đờng lò vùng than Mạo Khê Uông Bí nói riêng Công ty than Quảng Ninh nói chung cha hoàn toàn đảm bảo yêu cầu lu lợng gió điều kiện vi khí hậu, đặc biệt chiều dài thông gió cục lớn 2- Nhiều vỉa than có độ xuất khí cao (nh Công ty than Mạo Khê) cần đặc biệt trọng công tác thông gió đào đờng lò dọc vỉa Tuyệt đối không đợc đặt quạt gió đờng lò có luồng khí thải ống gió nên sử dụng loại ống gió mềm thông gió cho đờng lò dài, với đờng kính: 0,6 - 1,0m 3- Các Công ty thời gian gần đ tăng cờng thiết bị quạt gió cục cấp Trong thời gian tới cần trang bị quạt nhiều cấp Các quạt cục có mỏ than hầm lò cần có kế hoạch thông gió cho đờng lò có chiều dài khác 4- áp dụng phơng pháp thông gió đẩy với với quạt đa cấp đặt cửa lò đào đờng lò có khí nổ chiều dài lớn Khi sử dụng quạt công suất lớn quạt đa cấp, cần trang bị loại ống gió có độ bền tốt, chịu đợc áp suất cao để hạn chế rò gió loại ống gió gần quạt cục 5- Các đờng đặc tính quạt gió, thông số ống gió mô tả phơng trình giải tích (hàm hồi quy) Phơng pháp giải tích tạo điều kiện thuận lợi đánh giá lực làm việc quạt yêu cầu thông gió đào đờng lò 6- Mối phụ thuộc giữ độ rò gió với thông số ống gió thờng đợc cho dạng bảng biểu đồ thị Luận văn đ thực xây dựng biểu thức cho phép xác định hệ số rò gió mối phụ thuộc vào đờng kính, chiều dài ống gió lu lợng gió 80 7- Sử dụng phơng pháp đồ thị xác định đợc chiều dài ống gió quạt đảm đơng thông gió cho gơng lò biết loại quạt gió yêu cầu lu lợng gió gơng lò 8- Sử dụng chơng trình Excel xây dựng đợc phơng trình hàm hồi quy mối phụ thuộc chiều dài ống gió với lu lợng gió đến gơng lò 9- Khi tính toán thông gió nên sử dụng qụat có đờng kính lớn dùng ống gió có đờng kính lớn, quạt nhỏ dùng ống gió có đờng kính nhỏ Không nên dùng quạt lớn kết hợp với ống gió nhỏ ngợc lại 10- Phơng pháp đánh giá lực công tác quạt gió nh tính toán thông gió cục luân văn áp dụng thiết bị quạt gió khác nh thiết kế thông gió đào đờng lò công trình ngầm khác 11- Đề nghị nhà cung cấp thiết bị đảm bảo đầy đủ yêu cầu đặc tính yêu cầu quạt gió ống dẫn gió, đặc biệt loại quạt gió nhiều cấp họat động khác 81 Tài liệu tham khảo Bộ công nghiệp (2006), Quy phạm an toàn mỏ hầm lò than diệp thạch, Hà Nội Đặng Vũ Chí (2006), Phơng pháp giải tích với toán thông gió đào đờng lò Tuyển tập báo cáo Hội nghị Khoa học lần thứ 12 Đại học Mỏ - Địa Chất, Hà Nội Trần Xuân Hà, Lê Văn Thao (1999), Cơ sở thiết kế thông gió mỏ Bài giảng dùng cho lớp cao học khai mỏ, Hà Nội Trần Xuân Hà, Nguyễn Văn Sung (1998), Bài giảng Kỹ thuật thông gió mỏ hầm lò, Hà Nội Trần Xuân Hà (1998), Báo cáo đề tài Lựa chọn phơng pháp thông gió cho đờng lò dài xí nghiệp thuộc Công ty Đông Bắc, Hà Nội Trần Xuân Hà, Nguyễn Văn Sung (1992), Báo cáo đề tài Lựa chọn phơng pháp thông gió hợp lý cho đờng lò dài khu Lộ Trí mỏ than Thống Nhất, Hà Nội Trần Xuân Hà (1985), Về việc tính toán lu lợng gió cho mỏ hầm lò để chống bụi Tuyển tập công trình khoa học, Đại học Mỏ - Địa chất, T.X, Hà Nội Trần Xuân Hà (1985), Về ảnh hởng thông gió đến nồng độ bụi khí mỏ than hầm lò Tuyển tập công trình khoa học, Đại học Mỏ - Địa chất, T.X, Hà Nội Phạm Xuân Kiều (2005), Giáo trình xác suất thống kê, Hà Nội 10 Công ty than Mạo Khê (2006), Kế hoạch khai thác đào lò từ năm 2009 đến 2012, Quảng Ninh 11 Tổng Công ty than Việt Nam (2002), Quy hoạch phát triển ngành than đến năm 2010 tầm nhìn đến năm 2020, Hà Néi ... dục đào tạo trờng đại học mỏ - địa chất lê văn chung lựa chọn thiết bị quạt gió hợp lý để đảm bảo hiệu thông gió an toàn đào đờng lò mỏ than vùng mạo khê uông bí Chuyên ngành: Khai thác mỏ M... đờng lò Mạo Khê Uông Bí Nội dung nghiên cứu đề tài - Khái quát tình hình thông gió đào đờng lò vỉa than vùng Mạo Khê- Uông Bí - Phân loại thiết bị quạt cục xác định khả đảm bảo thông gió loại quạt. .. Tình hình thông gió đào đờng lò mỏ than vùng Quảng Ninh 1.3 Nhận xét 15 Chơng Phơng pháp thông gió thiết bị 17 thông gió đào đờng lò dài 2.1 Lựa chọn phơng pháp thông gió đào đờng lò 17 2.1.1.Các