Đánh giá năng lực hoạt động của quạt gió chính khi tăng sản lượng khai thác của một số mỏ hầm lò vùng quảng ninh

-1- giáo dục đào tạo Trờng đại học mỏ - Địa chất đỗ tuấn anh đánh giá lực hoạt động quạt gió tăng sản lợng khai thác số mỏ hầm lò vùng quảng ninh chuyên ngành: khai thác mỏ M số: 60.53.05 luận văn thạc sĩ kỹ thuật ngời hớng dẫn khoa học ts Nguyễn Văn Sung hà nội - 2009 -2- Lời cam đoan Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng Các số liệu luận văn trung thực, luận điểm kết nghiên cứu luận văn cha đợc công bố công trình khác Tác giả luận văn Đỗ Tuấn Anh -3- Mục lục Trang phụ bìa Lời cam đoan Mục lục Danh mục bảng Danh mục vẽ Mở đầu Chơng - Đặc điểm chung hệ thống thông gió mỏ hầm lò 1.1 Hệ thống thông gió số mỏ thể giới 1.2 Hệ thống thông giã mét sè má ë vïng Qu¶ng Ninh 11 1.2.1 Đặc điểm hệ thống mở vỉa, chuẩn bị khai thác 11 1.2.2 Hệ thống thông gió mỏ Mông Dơng 12 1.2.2.1 Đặc điểm chung 12 1.2.2.2 Phơng pháp thông gió vị trí đặt quạt 12 1.2.3 Hệ thống thông gió mỏ Khe Chàm 12 1.2.3.1 Đặc điểm chung 12 1.2.3.2 Phơng pháp thông gió vị trí đặt quạt 13 1.2.4 Hệ thống thông gió mỏ Thống Nhất 13 1.2.4.1 Đặc điểm chung 13 1.2.4.2 Phơng pháp thông gió vị trí đặt quạt 13 1.2.5 Hệ thống thông gió mỏ Hà Lầm 14 1.2.5.1 Đặc điểm chung 14 1.2.5.2 Phơng pháp thông gió vị trí đặt quạt 14 1.2.6 Hệ thống thông gió mỏ Vàng Danh 15 1.2.6.1 Đặc điểm chung 15 -4- 1.2.6.2 Phơng pháp thông gió vị trí đặt quạt 15 1.2.7 Hệ thống thông gió mỏ Nam Mẫu 16 1.2.7.1 Đặc điểm chung 16 1.2.7.2 Phơng pháp thông gió vị trí đặt quạt 16 1.2.8 Hệ thống thông gió mỏ Mạo Khê 17 1.2.8.1 Đặc điểm chung 17 1.2.8.2 Phơng pháp thông gió vị trí đặt quạt 17 1.3 Nhận xét chung 26 Chơng - Đặc tính động lực học quạt gió 29 mỏ 29 2.1 Miền đặc tính động lực học quạt 29 2.1.1 Cơ sở lý luận 30 2.1.2 Miền đặc tính động lực học quạt 30 2.1.3 Miền đặc tính ®éng lùc häc cđa mét sè qu¹t hiƯn t¹i mỏ hầm lò khu vực Quảng Ninh 2.2 Đặc tính kỹ thuật quạt 41 2.2.1 Phân loại quạt 41 2.2.1.1 Phân loại quạt theo cấu tạo 41 2.2.1.2 Phân loại quạt theo nhiệm vụ công tác 41 2.2 Đặc tính kỹ thuật quạt 42 2.3 Đặc tính kỹ thuật góc lắp cánh 45 2.4 Đờng ®Ỉc tÝnh ®éng lùc häc cđa má 47 2.4.1 Søc cản đơn vị số mỏ hầm lò 47 2.4.1.1 Sức cản ma sát 47 2.4.1.2 Sức cản cục 47 2.4.1.3 Sức cản vật chắn 48 2.4.1.4 Sức cản giếng mỏ 48 -5- 2.4.1.5 Sức cản đơn vị số mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh 49 2.4.2 Đờng đặc tính động lực học sè má 54 2.4.2.1 C¬ së lý thuyÕt 54 2.4.2.2 Đờng đặc tính động lực học số mỏ than hầm lò vùng 54 Quảng Ninh Chơng - Đánh giá lực hoạt động 63 quạt gió số mỏ 3.1 Lu lợng gió yêu cầu cđa mét sè má 63 3.1.1 Kh¸i niƯm 63 3.1.2 Cơ sở để tính toàn thông gió 63 3.1.2.1 Tính toán lu lợng gió cho lò chợ 63 3.1.2.2 Tính toán lu lợng gió cho đào lò chuẩn bị 64 3.1.2.3 Tính lu lợng rò gió 66 3.1.2.4 Lu lợng gió cần thiết cho hầm, trạm 66 3.1.2.5 Tính lu lợng gió cho toàn mỏ 66 3.1.3 Lu lợng gió yêu cầu số mỏ quý I-2009 67 3.2 Đánh giá lực quạt mét sè má 68 3.2.1 C¬ së lý thuyÕt 68 3.2.2 Đánh giá lực quạt gió số mỏ than hầm lò vùng 74 Quảng Ninh 3.2.2.1 Mỏ than Mông Dơng 74 3.2.2.2 Mỏ than Khe Chàm 75 3.2.2.3 Má than Thèng NhÊt 76 3.2.2.4 Má than M¹o Khê 77 3.3 áp dụng đánh giá khả hoạt ®éng cđa qu¹t giã chÝnh má than 79 Nam MÉu 3.3.1 Đặc điểm địa lý tự nhiên 79 -6- 3.3.1.1 Vị trí địa lý 79 3.3.1.2 Địa hình 79 3.3.1.3 KhÝ hËu 79 3.3.1.4 Giao th«ng 80 3.3.1.5 KhÝ má 80 3.3.1.6 Điều kiện địa chất 81 3.3.2 Tính toán thông gió cho mỏ than nam mẫu với sản lợng 81 2.000.000 3.3.3 Đánh giá lực hoạt động cđa qu¹t 95 3.4 KÕt ln 96 KÕt ln 97 Tài liệu tham khảo 98 Phụ lục 99 -7- Mở đầu Tính cấp thiết đề tài - Hiện công ty than tập đoàn tăng sản lợng khai thác, công tác thông gió cho mỏ nhờ quạt Với việc tăng sản lợng nh quạt gió không đáp ứng đợc yêu cầu kỹ thuật an toàn kinh tế Đánh giá lực hoạt động quạt gió tăng sản lợng khai thác việc làm cần thiết, cấp bách mỏ - Thông qua công tác đánh giá giúp mỏ than hầm lò dự báo trớc đợc lực hoạt động quạt gió tăng sản lợng, từ chủ động có giải pháp khắc phục - Qua việc đánh giá góp phần nâng cao điều kiện làm việc ngời lao động, hạn chế đến mức thấp ảnh hởng môi trờng việc khai thác than gây tăng sản lợng khai thác - Kết góp phần hoàn thiện thêm công tác thông gió cho công ty than thuộc tập đoàn công nghiệp than khoáng sản Việt Nam nói chung, công ty than Nam Mẫu nói riêng Mục đích đề tài Đề tài xác định mục đích : Đánh giá lực hoạt động quạt gió tăng sản lợng khai thác số mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh - Đánh giá lực hoạt động quạt gió : Công ty than Mông Dơng, công ty than Khe Chàm, công ty than Thèng NhÊt, c«ng ty than Nam MÉu, c«ng ty than Mạo Khê - áp dụng đánh giá khả hoạt động quạt gió mỏ than Nam Mẫu tăng sản lợng khai thác -8- Đối tợng phạm vi nghiên cứu - Các tài liệu thông gió mỏ hầm lò trờng đại học Mỏ Địa Chất, viện khoa học công nghệ mỏ - Các luận văn thạc sĩ, tiến sĩ, công trình khoa học thông gió mỏ hầm lò - Hệ thống thông gió mỏ hầm lò mỏ vùng Quảng Ninh Nội dung luận văn - Nghiên cứu, đánh giá số hệ thống thông gió mỏ hầm lò giới số mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh - Nghiên cứu đặc tính động lực học quạt gió mỏ - Căn vào trạng thông gió công ty, đánh giá lực hoạt động quạt gió Từ đa dự báo mức giới hạn sản lợng, lu lợng gió yêu cầu số mỏ than hầm lò, nhằm đảm bảo kỹ thuật an toàn đem lại hiệu kinh tế công tác thông gió mỏ Các phơng pháp nghiên cứu Luận văn đà sử dụng tổng hợp phơng pháp nghiên cứu sau: - Phơng pháp thu thập, phân tích tổng hợp số liệu - Phơng pháp phân tích đánh giá thực nghiệm ý nghĩa khoa học thực tiễn luận văn - Công tác thông gió cho mỏ hầm lò công việc quan trọng đảm bảo an toàn cho ngời lao động mà biện pháp hữu hiệu để phòng chống nổ khí mêtan - Trong năm gần tốc độ tăng trởng ngành than phát triển mạnh, tỷ trọng khai thác than hầm lò ngày đợc nâng cao Do để đảm bảo công tác thông gió có hiệu mặt kỹ thuật kinh tế, đặc biệt mỏ tăng sản lợng trở lên cần thiết -9- - Đối với mỏ than hầm lò, việc nghiên cứu đánh giá lực hoạt động quạt gió cần thiết Trên sở đề xuất giải pháp nâng cao hiệu thông gió nhằm : + Đảm bảo yêu cầu kỹ thuật thông gió + Đảm bảo hiệu kinh tế + Đảm bảo an toàn cho ngời lao động + Đảm bảo điều kiện vi khí hậu dễ chịu + Nâng cao xuất lao động Cơ sở tài liệu cấu trúc luận văn Luận văn đợc xây dựng sở tài liệu chuyên ngành, công trình nghiên cứu khoa học ứng dụng nớc, thiết kế hệ thống thông gió Viện KHCN Mỏ đà đợc áp dụng thông gió cho mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh Luận văn gồm: Phần mở đầu, 03 chơng, kết luận chung, 35 bảng biểu, 31 hình vẽ Luận văn đợc hoàn thµnh d−íi sù h−íng dÉn khoa häc cđa TS Ngun Văn Sung Qua xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc Ban Giám hiệu trờng Đại học Mỏ - Địa Chất, Phòng Đại học sau Đại học, Khoa Mỏ, Bộ môn Khai thác hầm lò, Ban giám hiệu trờng cao đẳng nghề Mỏ Hữu Nghị TKV, công ty than Nam Mẫu đà giúp đỡ tạo điều kiện cho suốt trình học tập, nghiên cứu hoàn thành luận văn Đặc biệt hớng dẫn, giúp đỡ tận tình TS Nguyễn Văn Sung thầy giáo Bộ môn khai thác hầm lò, trờng Đại học Mỏ - Địa Chất Đồng thời bày tỏ lòng biết ơn nhà khoa học, bạn đồng nghiệp ngời thân đà tạo điều kiện, động viên giúp đỡ hoàn thành luận văn - 10 - Chơng Đặc điểm chung hệ thống thông gió mỏ hầm lò 1.1 Hệ thống thông gió mét sè má trªn thÕ giíi Khi thiÕt kÕ má khai thác hầm lò giới thông thờng trạm quạt đáp ứng đợc công suất mỏ có tính đến tăng sản lợng Nhng trình khai thác đòi hỏi phải tăng sản lợng mở rộng mỏ quy mô thiết kế Chính lực trạm quạt gió không đảm bảo yêu cầu, không đảm bảo an toàn cho mỏ nh trì sản xuất mỏ Trong nhiều trờng hợp để khắc phục đà tận dụng trạm quạt hệ thống thông gió cũ kết hợp đặt trạm quạt để đảm bảo lu lợng gió cung cấp cho mỏ Trong trờng hợp quạt làm việc liên hợp để thông giã cho má nh− : Má than Taiheiyo, chiỊu dµi đờng lò trì lên tới 173 km việc thông gió cho mỏ đợc thực tuỳ theo vận hành liên hợp quạt gió chính, quạt gió phụ Quạt gió phụ đảm nhận khu vực có độ rộng định lò, quạt phụ phụ trách khu vực hẹp Phơng pháp thông gió phơng pháp thông gió sờn với cánh gió thải : Sirito Ekiura Lợng gió vào tính đến tháng năm 2000 từ cửa lò tổng cộng 19.100m3/phút Lợng gió ( gió thải ) từ lò nghiêng Ekiura 6000m3/phút, từ lò đứng Sirito khoảng 14.000m3/phút Cộng nơi gió thải lên tới 20.000m3 Hình 1-1 Quạt gió thải : Quạt gió thải ( gió ) mỏ than Taiheiyo gồm có trạm quạt Sirito Ekiura đặt lò Đều đợc huy trung phòng huy giám sát tập trung ... gió mỏ hầm lò giới số mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh - Nghiên cứu đặc tính động lực học quạt gió mỏ - Căn vào trạng thông gió công ty, đánh giá lực hoạt động quạt gió Từ đa dự báo mức giới hạn sản lợng,... quý I-2009 67 3.2 Đánh giá lực quạt số mỏ 68 3.2.1 Cơ sở lý thuyết 68 3.2.2 Đánh giá lực quạt gió số mỏ than hầm lò vùng 74 Quảng Ninh 3.2.2.1 Mỏ than Mông Dơng 74 3.2.2.2 Mỏ than Khe Chàm 75... đoàn tăng sản lợng khai thác, công tác thông gió cho mỏ nhờ quạt Với việc tăng sản lợng nh quạt gió không đáp ứng đợc yêu cầu kỹ thuật an toàn kinh tế Đánh giá lực hoạt động quạt gió tăng sản