CC BY
71
U системе i9) неичвссгными величинами «Е^тстуснзренияе,. е.. с,, которые о пре д с щтзт аналогично решении» системы t»>)
Cl IБ ЛIЮГРАФ1111ЕСКИ И С ГНICOK
I. Липцы С i. Oivi"« IJ M Аншии кинема феюских пирометров механи.ша кш лнии экскапа-
гори it I ехнолог нческое оборудование дли горной и нефтегаювоД промышленноегн сборки* докладов Международной иаучтжкничесхой гон-ференции Ч гения памяти В. Р. Кубачека. Еютсрин-бург УГГГА, 2004 Г 57-61
1. LwnH'tl St., KauuccapfMi Л. И Выбор параметров рычажно-пшрэпчпчсскнх механизмов Горный ннформдпиомно-апалнигшскнП бюлиг-• ст. M,: Ittn-fH* М1ТУ. 2002 Xv 3 С 206-20К.
УДК* 622.44
ОБЕСПЕЧЕНИЕ ВЕНТИЛЯТОРАМИ ГЛАВНОГО ПРОВЕТРИВАНИЯ ТРЕБУЕМЫХ ВЕНТИЛЯЦИОННЫХ РЕЖИМОВ ШАХТ. РУДНИКОВ И МЕТРОПОЛИТЕНОВ
В. Ф. Копачсв
Проведен анализ режимов »кеилутадин вентиляторных установок г. шиною провегрнвання рудником Ур&аккпго промышленного раЙопв. угольных шихт, а т люкс тоннелей Московского метрополитена. Пред-оценочный критерий для определения эффектнности действующих споем вентнляшш. Опреигле-г-и (ддичн для построения »ффектинных систем проветривания горныхвыработок.
Клкмяые с.юьп: вентиляторные установки. режимы работы, проветривание
The analysis is carried out of modes of operation of mnm ventilation installation» ai hihics of the Ural todustnal region, ut coal mines and tunnels Of ihe Moscow Metro. Assessment criteria is suggested foe determining atïcîency of existing ventilation systems. T.xsksare defined for establishing of effective systems ol venttla:ion nt nunc workings.
Keywords fan installation. operation modes, airing
Вентиляция является основным технологическим звеном обеспечения безопасны) санитарно-гигиенических условий нребыва-«на людей в подъемных выработках. Правильное проектирование ее параметров и по одер-каине п.\ на необходимом уровне при эксплуатации горного предприятия основа обеспечения се производственной мощности п бсзопас иостн ведения горных работ. Изменения. про изошедшие в течение последних десятилетие в гормотслннческнл условиях ^шрабшки месторождений полезных ископаемых, обусловили инчптелыше изменения и в шахтных вен-гнляиноиных системах. Увеличились разветв-ценность сети горных выработок, длина отдельных «енгнлмниониых ветвей и их аэродинамическое сопротивление, обшнй проветриваемый объем шахты
Основным элементом шахт и о Л вентиляционной системы является вентилятор главно-го проветривания. Высокое качество аэродшш-мнчсских схем вентиляторов >1 достаточно хорошее их конструктивное воплощение должны обеспечивать высокие шачения эксплуатационном эффективности главных вентиляторных установок |ГВУ). Однако, рассматривая действительные режимы эксплуа-ганин вентиляторов главного проветривания
рада Ш&Л1 и рулниким Урильскош иримышасп-
ного района за период с 1970 по 2010 гг.. можно установить следующее.
Условия нровсфннпння (см. рисунок) шахт и рудников, определяемые иевнввлент-ным отверстием шахты Л. а период до 1983 года улучшались. В дальнейшем они оставались практически без изменении на уровне
Параметры вагпшшшш рудники» цнешой н черной металлургии Урала ш период 1070-2010 гт.
зкяивалептиого отверсгня. равного 1,8 м на одну венгнляторную установку Принимая но внимание увеличение 1смпа ведениа горных работ и увеличения общей потребности рудников в свежем воздухе, можно угнерждагь, что данный показа! ель свшилельствуег <б усложнении условии провегривания. особенно крупневших рудников.' Нот параметр тагжегово-рит о повышении потерь энергии, таграчивае-мой на преодоление сопротивлений шахтой ВСИ1ШНШИОННОН сети
В го время как условия проветривании усложняются и штраты »лектро жерпш на проветривание неуклонно возрастаю!. большинство ГВУ работает с К1Щ менее 0.6 1см рисунок). >го характерно не только чая установок данного иро.мрайона, но и идя всех действующих установок стран СИГ 12). Средний статический КПД обследованных венги-ляторных уоановок н период с 197) по 1975 голы имел тенденцию к увеличению и возрос е 40 ло 48 %, что было связано с ламсной уоаревшнх неэкономичных конструкции "вентиляторов пша ВУП. ВУГ1Д, ВОК, ВОКД, В, ОВД. ВЦО на высоко жономнчиые конструкции вентиляторов типа ВОД» ВЦ и ВЦД. Начиная с 1975 шла значимого повышения экономичности действующих вентиляторов не --7? ■ -.-
происходило. С редиий КПД, подсчитанный по всей массе вентилиIаров в течение всем» периоста, начиная с 19751. не превышает 50%,хотя заявленное шачение КПД иеншляторов последних конструкции достигает 86%. Данный факт свидетельствует об исчерпании позмож-ностн повышения КПД установок »а счет изменения конструкции вентилятора, гидравлический КПД которого достиг максимальною значения для данного пнш конструкции, и дальнейшее совершенавованнс данною типа вентиляторов практически »вершено
Несмотря на высокие тначения потерь в поверхностном комплексе, обеспеченность шахт свежим воздухом, определяемая параметром начиная с 1980 юла практически превышает Ю0%(см рисунок). Это связано с введением в женлуогаиню в нот период крупных мошных высокоэкономнчных центробежных венгиляторои. пришедших ни смену устаревшим осевым вентиляторным установкам, которые были уже не »состоянии обеспечить увелнчиваюшиеся потребности рудников в свежем воздухе. Необходимо отметить. что высокие значения показателя обеспечения шахт свежим воздухом достигаются путем увеличения мощности оборудования, а не повышением эффективности его зкеплуц* шиш посредством снижения потерь воздуха.
Как видно и« приведенного анализа, существенного улучшения параметров работы I ВУ с начали ХО-х годов не происходит. Вероятная причина такого положения эксплуатации заключается в исчерпании возможных вариантов известных способов повышения »ффек-тивности установок и обусловлена несот-вегсгвием характеристик вснмшпоров необходимым параметрам вентиляционных сетей.
Чмкдотчиая ситуация просматривается в анализе параметров проектных и действительных вентиляционных режимов и параметров вентнляшш установок главного ировстри-вания угольных шаХ1 (см. таблицу)
Проектные вентиляционные режимы та вес предшествующие периоды имеют значительно более высокие параметры по сравнению с фактическими. Так. та приведенный период фактические максимальные значения лааденпя и подачи вентиляторных установок главною проветрившшя увеличились с 608 до 790 Да! 1а и с 300 до 42« м'/с, т е. «а 30 и 40 %
HaiiuL'utiffüiine uapaurtpon OaVl.l'UX.uC IL^WWCTr« Простые пцимегтм*
mi I «75 »4«, Ю9« :ouu IW I9T5 CW IW5 2000 3(415
MuKC»iva:H.iuu подача, w lc зоо 415 1У0 .Wll W 420 450 540 62o 620 f.20 610
Минпиатьна» подачи. м' 'с 2 < • 3 4 1.3 9 4 9 10 12
Средам иода «и м'/с 4S.iv "4.0 Я 1,0 84 86 % 45 145 172 180 20(1 100
Маюшп льмос лдвпепмс. зиПа 60.4 725 7Rf 750 7Я0 660 450 1000 I OOo (ООО IIXH1
С резней .шл.юине. дяШ 1 w 22К 22? 235 230 235 260 210 307 310 320 ¿10
Минимальное .ИШЕНИС. доПо 1ft H К Hi H »0 12 25 4ft 60 80 70
соответственно, в ю время как их проектный имения увеличились на ЗУ и 52 % COOTaeicT *пно Аналогичную картину имеют показаге-s« средних прост ныл н фактических чначс-•«гй вентиляционных режимов
Рост вентиляционных параметров шахтерах вентиляторов в 70-е Годы связан с цент релизанией шахтного фон ля. объединение* вентиляционных систем нескольких шахт i ллну. реконструкцией с увеличением мош-«дети действующих и вводом в строй новы> крупных шахт, отрабатывающих пласты не глубоких горизонтах. Стабилизация вентиля-эюнных режимов начиная с 1975 т. свидетельствует о том что угот процесс ни современном уровне развития отрасли практически «вершился Кроме топ», в настоящее врем» троекгнровакне вентиляции maxi имеет существенные особенности, оказывающие тркмое влияние на вентиляционные режимы. Тли. если м 60-е годы среди вентиляционных систем преобладали од и< »вентиляторные, то к iO-м годам примерно 70 "v шахт имели много-аеитиляторные системы Прежде всего, по связало е широким распространением центрально-фланговой. фланговой, и я отдельных случаях и секционной схем проветривании шахт.
Одновснтнляюрныс вентнданибниые системы характеризуются большим аэродинамическим сопротивлением движения) воздуха v шахге, ограниченными подачами воздуха, большими внешними подсосами
Одним из основных факторов, влияющих на вентиляционные режимы шахт, наряду с применением многовеитиляторных систем является увеличение плошали поперечного
сечении горных выработок Если в период до 1975 г. площадь селения составляла примерно 6-8 м го о настоящее время она возросла до 10-13 м*.
Необходимо учитывать особые режимы работы вентиляторов метрополитенов, размеры н параметры которых соотносятся с вентиляторами главного проветрившим рудников Рассмотрим результаты аэродинамических испытании вентиляторов ВОМ-18. которые были проведены на венлшлиноинмх шахтах Московскою метрополитена [5). Анализ полученных материалов показывает, что вентиляторы ВОМ-18. установленные на вентиляционных шахтах участка Московского метрополитена, работают в зонах, существенно отличающихся от расчетных и заданных в техническом задании на разработку их аэродинамической схемы Подавляющее большинство режимов при одиночной работе вентиляторов характеризуются е1а1нческнм лааленнсм до 300 П i. при совместной работе ДО 400 Па Гак. из 204 ^фиксированных режимов при совместной н одиночной работе вентиляторов статическое давление 0-100 Па наблюдалось в 93 случаях ИК1-200 Па в К9 случаях, 200-300 Пи и 42 случаях, 300-40(1 Па н 51 случае и только 14 режимов при совместной работе имели статическое давление в диапазоне 40С-500 Па Имея максимальный стагнчесып! КПД на уровне 0.73. средние значения »ксплуаталиоиного КПД для прямого н реверсивного режимов обследованных вентиляторов состапидн 0,198 и 0,142, Такие низкие ie.xHHKo-JKOHOMH4ccKHc показатели являются результатом нссоотвегстаия аэродинамических качеств применяемых вентиля-
торов требованиям вентиляционной сети метрополитен a. Обладая сравнительно большой массой н мощность »о привода, вентиля-горы гнии ВОМ реализуют режимы работы с малыми знамениями/' Приводные двигатели вентиляторов при расчетных углах установки л oí шток рабочих колес загружены только на 30-70 "о. В некоторых случаях жепаемая полная гагрума двнт итслей лосин пути nono-роюм липагок рабочих колес ни углы, превышающие 45 Увеличение, таким образом. потребляемой мощности дополнительно приводит к снижению аэродинамических качеств вентиляторов и ухудшению их телннко-.пижо-лшчсскнх показателей.
С целью единою методического но;гхода к опенке состояния комплекса проветривания рядом ра фаботчикоа было предложено ввести понятие об обобщенных показателях качества шахтных пеигнляиионных систем |4| Такими показателями являются: депрессия вентиляционной системы Р4. аэродинамическое сопротивление, преодолеваемое вентилятором, коэффициент полезного использовании воздуха К КПД вентиляторов, работающих на вентиляционную систему. коэффициент ноле «ною действия рудпнчиоЦ веитнляипОИ-ной иисгемы А'. удельный расход шергни на проветривание шахты Et, относительнап подвил .цчгтдлгзорл В . «:tfpy-4<e1»*»0ÍTI. ЙЛ1П»1И111Х4»-
оннон системы воздухом
Совокупность всех предельных значении указанных показателей следует рассматривать как современные требования к шахзним вен-тнлянионным системам С.оотасзавне всею комплекса показателей качества шахтной вентиляционной системы у с танов ichhu \< требованиям означает» чго возможнпсэн вен-гиляиин данной шахты полностью удовлетворяют се техническим условиям. Отклонение отдельных фактических значений показателей oí фебуемых служит основанием для прння-гня решения о необходимое!и совершенствования вентиляции шахт иш реконструкции вентиляционной системы и определения BHju этой реконструкции
При отклонении от требуемого нмченнв коэффициента полезною использовании воздуха К% необходима принять меры, направленные на уменьшение внешних у|ечек воздуха, внутренних утечек ooioyxa или »ех и других
одновременно, Отклонение коэффициента полезного действия шахтной вентиляционной системы К 01 требуемого значения свидетельствует о больших внешних утечках воздуха значительном аэродинамическом сопротивлении каналов вентиляторов и недопус тимо ничком КПД вен шля торов, работающих на тинную иенгнлЯииопную систему. Перечисляемые выше факторы могут влиян. на нокаштельА как каждый и от дельности, гпк и вис и совокупности.
Большое значение показателя загруженности шахты воздухом 1 свидетельствует о
"Р1- 30 »СПИМ i-atf 10UH1IH MiaVTMllil И.М1 гыпя-
цноииой системы в отношении возможности увеличения подачи воздуха в шахту. В »том случае практически невозможно увеличить подачу воздуха в шахту путем регулирования режима работы ВГП. а необходимо уменьшить аэродинамическое сопротивление вентиляционной сети.
Относительно малое течение показа геля / свидетельс • пуст о возможности увеличения подачи воздуха в шихту за счет регул 1трованим режима работы вентилятора тлавного проветривания или ею (амены на более мощный В пом случае нельзя достичь фебуемою >ф* •рскта только путем уменьшении аэродинамического COlipOTIin-lCHIIM UlUXTHOH 11СНГИЛЯ1ШОН-ной ести.
VcTsiinanemtMc требования * шахтным вентнляцношшм системам позволяю! всесго-роние и методически единообразно оценивать фактическое состояние вентиляции шахт н определять технически достижимый прогрсс-сионый уровень вентиляционного обеспечения шахт.
Понижение фактической экономичности установок а процессе •КснлузтзШиН шключено в особенностях их работы.
переменный характер вентиляционных сеIей и режимов нентилмнин.
обеспечение ПЗУ. представляющими собой ограниченный параметрический ряд. перекрытия поля шахтных веншляииоиных режимов с учетом дискретности по отдельным
щдхгпм
Вентиляционные системы шахт, осиовны-ми параметрами которых являются расход воздуха н депрессия, представляют собой соединенные сложным образом сотни горных выработок Создание в подземных выработках
«_ у ихэьиых атмосферных условий вочможю •г ион учете комплекса множества различ-1м1 факторов Следовательно. необходимый «— -.«л воздуха ода проветривания шахты и «гребная депрессия зависят от множества ^*о-геоли1ически> условии производст-«о-туо-тсхннческнл параметров, органнза-т чных факторов н янлинмея случайными феттштями многих переменных. Тиковыми | #Ц»!Отсч и параметры вентиляционных реумов шахтных ГВУ причем, как показали зедования. слабо зависимыми, расиредс-: которых хорошо аинроксимируются |ба1М законом бета-распределением |1)
Поскольку в пронтиолстве нахолится огра-вгчсннос количество типоразмеров установок щ» строго определенными областями »коио-•ечной эксплуатации а параметры шахтных [ ■ехшляннонных режимов являются случайными величинами. |ч они не совпадают с нре-явкиымн параметрами ГВУ. Лналит глубины стмененни расчетных вентиляционных режи-•и и необходимой глубины регулпровання «ьедюд. что они имею» различные распредели* статистической вероятности. Поэтому ¿•в обеспечения экономичной работы венга-гягорной установки, даже при неизменном режиме ее необходимо регулировать. Таким стразом, глубина регулирования вентилятор-•ой установки должна превышать глубину х вменении вентиляционного режима.
Все вышеизложенное пошоляет сделать «ывод о том. что основная задача совершенс:-
вовлння аентиляинонных систем горных нрел-прнятнй заключается в разработке теоретических основ проектирования, научном обосновании технических решений, со пзнни высо-коадангнвных вентиляторных установок, поскольку в настоящее время отсутствуют вентиляторы подобного типа на трсбуемые шлгпшязшонные режимы, а также в ра»рабог-ке новою поколения вентиля торов главного провстрьвания с учетом изменения проектных вентиляционных режимов.
Б1 IGJUtoÎ ГАФИЧЕСКИЯ СПИСОК
I I>,/>,! к ГЛ., h'opiiib К П. Динамика вгмти-ляиношшх режимов шахтных вентиляторных усзанов»ч главного проветривания !У Шахтные тур-бомяиштш: сб. ст Доиепх- ИГМ и ТКим. M. М.Фс-лорова. 1<>72 С. 37-J2
2. Копан-искан If А/, но/» Jxcnnya т.шия шахтных вентиляторов. М/ Недра. I9K3 534 с
.>. Макарыс // H Ui>,uim С < , Макщит H Ь Аиалих плоогводящнл иеншляцнашилх режимов угольных шах г. Материалы Урал1«ской горнопромышленной левады, I.ratcpjiiiôypr. 2009, С. 188-191
4. Петр<« H. H Методы опенки »ффексианос-III шахт них вентиляторных установок II Филвко-технические тфоблсмы разработки полезных ископаемых Новосибирск Паука. Сибирское отделе*
пне. »973 L згмо
5.УЬчрОиС.Л Оптимизация режимов наяду-апшин вентнляторон тлавиою проветривании метроиолатсиои и Метро и юиисли 2004 5 С. 23-26
УДК 622.73:681.5.013
АЛ ГО I» ИIМ У il РА ВЛ Е Н ИЯ ЗАМКНУТЫМ ЦИКЛОМ ДРОБЛЕНИЯ
Г. IT. Дылд и и
В статье рассматривается технологически!! комплекс по производству щебня отомкнутым пикаем дроблении Приведен алгоритм управления замкнутым циклом дробления на основе намерения вибросво-рости ммебалнй корниа дробиояи чеяыно дройяшшя и коррекшш крон тволитсльноети грохотов иовероч-пепо грохочения, работающие в тамкмуюм инк: к с дробилшй мсткнолробогиня. гюшарешелгому продукту
Кптмыс иоко: дробление. (рохочеиие. нкброскорость. алоршм
The article deals wnh technologicali omplex for production of rrushed stone in a closed -cycle of crushing \n algorithm IS given for control of a closed cycle ofcrushrng on the basis of' measurement of vibrations % elocily
