CC BY
21
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
УДК 622.44
ПРОБЛЕМЫ СОЗДАНИЯ ПОДЗЕМНЫХ ВЕНТИЛЯТОРНЫХ УСТАНОВОК ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ПРОВЕТРИВАНИЯ
И ПУТИ ИХ РЕШЕНИЯ
С. A. TiiMYXiui, И. В. Каргнн, С. С. Лммни
Ц ствл.с ЮЛОжеНы основные проблемы, связанные« провсгрпваиисч современных шахт при иони-«еимк горных робот; предложены схемы псрерлспрезслсния свежего воздуха с помощью установки вспо-илг отельных подземных вентиляторных установок как центробежных, так и осевых с их лосто шетвоми. недостатками и связанными с этим проблемами. Предложен вариант решения поП проблемы посред-. -ьом применения вентиляторов смешанного ирмшоша действия (осе-рааналкных), и имолена методика • ^"Динамического расчета рабочего колеса осе-ралиальных машин
Ключевые си«и: установка вспомогательного проветривания, оее-радпальиые: вентили tup смешанного принципа лсПсгвия. прогонная часть юродипамичесхий расчет; рабочее колесо: статическое aoanemte; теоретическое ла&зеиие
In uivcn clause the basic problems cometied iviih dtrmg of modem mmes are stated at downturn o( mountain works, the circuits of redistribution nf fresh air with the help of installation of auxiliary underground pressure-blowing installations both centrifugal and axial with their advantage! locks and problems, connected to ¡1 ал? offered. And also the variant of the decision of this problem is offered through installation of fans o! the mixed principle of act ion focc-radial)and the technique of aerodynamic account of the driving wheel occ-radinl machines is submitted.
words: installation ot auxiliary airing; осе-radial; the fan of a/dint principle of action; flowing part, icrodsnamic account: ilir driving wheel, .static pressure; theoretical pressure.
Характерней чертой современных подземных горных предприятий является ухудшение проветривания нижних рабочих и подготовительных горизонтов, обусловленное, главным образом, тем. что и 90-е годы прошлого века вентиляционные фланговые стволы практически не углублял не и несмотря на постоянное понижение горных работ Углублялись, главным образом, скиповые и клетевые стволы, расположенные. как правило, и центре шахтного ноля. Следствием тгого нпилось ослабление активной аэродинамической связи районов парных работ с воздухоаыдаюшими вентиддци-онными фланговыми стволами, оборудованными поверхностными главными вентиляторны-мн установками (ГВУ), зачастую приводящее к снижению интенсивное!и горных рабэт пли их временной приостановке,
Для решения этой проблемы были предложены различные схемы внутреннего перераспределения значительных объемов свежего воздуха, поступающего по воздухопедающнм стволам, между объектами горных работ |1| Для реализации этого потребовались достаточно Крупные вспомогательные подземные вентиляторные установки. Однако » отечественной практике опыта проектирования и производства подобных установок еще не было. Попытки использования для ух.пднных целей обычных оентнлкторов тавного проветривания. например центробежных вентиляторов ВЦ-15 производства Артемовского машзаво-да (Свердловская область), приводят к необходимости сооружения подземных вентиляционных камер большого об »см а с дополнительными выработками || устройствами ДЛЯ ревер-
снровання, что. естественно, связано с весьма значительными капитальными вложении-ми Это наглядно подтверждает например, ОПЫТ п рос к I прованип подземной зентн л игорной установки на ш «'Черемуховскня - Глубокая» ОАО «Севуролбокситрудох, состоящей и I 1-х венпшигорных агрегатов ВЦ-15, объем подземной камеры для которых составил 25(10 м1 Также очевидны невысокая надежность и большие эксплуатационные татраш на содержание подобных громоздких еенти-юторнмх комплексов.
Кроме того, вентиляторы главного проветривания не предназначены для подземных условий, н, следовательно, в каждом конкретном случае дав лого требуется специальное разрешение органов горного кодера.
Таким обрезом, проблема создания вспомогательных надземных венттш» торов, компактных и мобильных, обладающих высокими аэродинамическими и реверсивными параметрами, становится псб актуальней. От успешности ее решения но многом зависит дальнейшее наращивание объемом добычи подъемных ископаемых, особенно ни грудно проветриваемых шахтах и рудниках.
Очевидно, что выпускаемые з настоящее время промышленностью осевые и центробежные вентиляторы указанным выше требованиям и условиям принципиально но отвечают. Осевые машины, несмотря на свою компактность и небольшие габариты, удобство использования в стесненных подземных условиях, имеют невысокие азродн ним И чес-Кие параметры, особенно в части давления, повышенный уровень шума, об> словл иваюшнй Применение средств шумоглушения. седлообразную характеристику, требующую для своего улучшения применения специальных дополнительных устройств (сепараторов, дефляторов и др.) Центробежные вентнлягт«фы. несмотря плевой высокие аэродинамические и энергетические показатели, имеют значительные гзбар1ггы несовершенную схему реверсирования, что затрудняет их применение в подземных условиях,
Таким образом, существующие в настоящее время типы вентиляторных установок включая и диаметральные, не могут в полной мере удовлетворять фебованиям м условквм,
предьявляемым к подземным вентиляторным установкам вспомогательною проветривания Таким гребованиям отвечают, по нашему мнению, вентиляторы смешанного принципа действия: осс-ралиальныс (осс-нситробеж-ные) и раднильно-осевые. определенным образом сочетающие о своих конструктивных решениях достоинства оссвыч и центробежных машин (2.31.
Для местных и вспомогательных подъемных вентиляторных уставовок предпочтительнее ориентация на осе-радиальный тип вентиляторов. поскольку это обеспечивает компактность конструкции И удобство ИСПОДЬ'-'СаННЧ i идущее от чисто осевых машин) вентиляторных установок в стесненных подземных условиях. Реаличаиия а рабочих колесах таких вентиляторов центробежного .«ффекта сушественноувелнчивает статпчсекое лявле-пне и к.п.л., снижает уровень шума, устраняет срывныс и помпажные явления, создает более благоприятную форму кривой лавлении Осе-радиальной машниь. более монотонную, приближенную к форме кривой дав.гения цен-|робежиой машины
Однако проблемы проецирования и производства таких машин требуют для своего решения, в первую очередь, создания соответ-сгвующей аэродинамической схемы, разработки методики аэродинамического расчета, обоснования оптимальных КОНСТРУКТИВНЫХ решений вентиляторов и др
В осе-радиальных машинах обеспечение рилндлыюю равновесия принципиально невозможно ЕВ1шу переменной циркуляции по высоте лопаток, что предполагает другие подходы к аэрсшннамическом> расчету и коиструктив->шй uin имитации рабочих колес таких машин В основе аэродинамического расчета параметров рабочего колеса, профиля к размера лопаток колеса и др. лежит установление такономерносгн изменения скорости закручивании С,(, по высоте доппток, т. с. СД( = /(/•), обеспечивающей реализацию изначально поставленных условий. В (оссматрнваемом случае это должно быть полное использование щчгтробежиой силы создающей прнрашение давления в направлении радиуса:
(1)
где р - плотность «оздуха
11рн '»том полное приращение теоретического давления (удельной энергии потока) н рабочем колесе при осевом в холе потока
}\, ~ /', . ОррС'^ - 0£рС1 - /», -0.5рС£. (2) Гле /',, /' - статическое давление на входе и ни выходе из колеса соответственно; С\у С':> - осевые скорости на входе и на выходе и:< колеса соответственно.
Мри равенстве (.в нашем случае) сечений проточной части вс»пилятора перед и после «юлеса Си=<\ С учетом этого и уравнении Л Эйлера.
К, = ри2с2и = (Л - Р,) * ОМ-1,. <3)
где г;: - окружная скорость по концом лопаток из выходе из рабочего колеса осе-радн-яльной машины.
Отсюда теоретическое статическое давление. создаваемое в рабочем колесе рассмаг-риваемого тана вентилятора:
Г„, - А - /', = ри&о -0.5рС$и ■ (4>
С другой стороны, согласно уравнению Л. Эйлера в развернутой форме, статическое давление применительно к рассматриваемым вентиляторам
= ОМС/; - и?) од**',2 - ), (5)
где I- окружные скорости по концам лопаток на входе и па выходе »о колеса соответственно: И',, И - относительные скоростт на входе н на выходе »о колеса соответственно.
Первое слагаемое в первой части этого уравнения представляет собой статическое давление, создаваемое за счет центробежной силы в рабочем колесе. Оно зависит только от конструктивных параметров колес и «условиях нашей задачи представляет собой постоянную величину (при постоянной час тоге вращения).
Второе слагаемое представляет собой статическое давление, обусловленное торможением потока в его относительном движении п рабочем колесе. Заменив значение И' - гае К, - коэффициент торможения потока, и выразив значение И'. через Ц, СЛ1 и со5 р, (из выходного плана скоростей). получим другую запись этого слагаемого.
где Pj - угол выхода потока
В условиях нашей задачи значен»: угла JJ. может быть принято постоянным н соответствующим номинальной ноддЧе ветгтчлято-pa, а К =1,41 (оптимальное шаченне),
Приравняв выражения (4i и (5) с учетом изложенного и выражения (б), получим исходное уравнение для установления требуемой и-виснмосги С. J[r)
АС\0 - ВН. ¡¡J + L'r1 + П «= U, ( 7)
где Л. В, С, Л ~ постоянные им конкретного типоразмера вентилятора величины
Решение этого квадратного уравнения может быть положено в основу построение профилей лопаток рабочих колес рассматриваемых шахтных осе-радиальных вентиляторов, а следовательно, и проектирования их рабочих колес.
На рисунке представлено решение этого уравнения на примере оса-радиального вентилятора с диаметром рабочего колеса МЛ дм. Анализ решения показывает, что физический смысл имеет левая часть зависимости
С,„ = /(г), которая и может быть использована в дальнейшем
Наряду с требованиями обеспечения взрывобезоавсносги к подземным вспомогательным вентиляторам предъявляются также требования в части их |>еве|>сировання Анализ аэродинамики проточной части осе-радиальных машин свидетельствует о их принципиальной нереверсивности (в отличие от осевых машин), В связи с этим авторами с татьи предложено принципиально новое техническое решение реверсирования, обеспечивающее коэффициент реверса равным единице при всех других аэродинамических н энергетических Параметрах реверсивного режима идентичных режиму нормальной работы, что также важно и дли вечгтилаторнмх установок метрополитенов, у которых реверсивный режим длительное время является рабочим
Решение рассматриваемых в статье проблем осуществляется в настоящее времи на кафедре горной механики УГТУ. где создана
M
о,?
00
0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0.0
С
/
V
О И И 76 100 125 150 ITS
Зависимость скорости закручивания по высоте лопагоЯосо-радийЯЫЮП машины
аэродинамическая схема осе-рилиальных машин ОРВ-90-50 и на основе этого ведется разработка и проектирование осе-радиальных вспомогательных подземных вентиляторов с диаметрами рабочих колес 12.6; 14,2, I6.4; 18.0 дм.
Ы IbJU 10ГРАФИНЕСК11Й С) ТИСОК
I \fuxutNM, //. H Проясфииннне подземных горнодобыявюшнхпредприятий H. Н. Мохиреа Перми,2001. 2Х0с.
2 Осиплы оэродинам ич секи.расчеты формы лопостеП рабочих » лес шахтных осе-радилль-иш вентиляторов ! С А Тимухии, С А Упороп, С. С. Лямни. Л. В. Каргнн ПТелнологичсекое обо-рудонаннедля горной и нефтегазовой иромышиен-ноет и: сборник трудов V международной научно-технической конференции: чтении памяти Кубачс ка В. Р.. г. Екатеринбург 2 марта 2007 Екатеринбург. 2007,-С I КЗ-185.
3. Ти.иугсич. С I Основы динамики осс-рздн-ильных вшлу ходу нныя машин I С. Д. Тнчухни. В. Л Ипапов.С.С Шатарин// Известия Уральской юс. горно-геологической академии Выи 16. Сер.: Горная электромеханика.-2003.-С Ы5-149.
УДК 658.512:02 J .9:621.8:02 1.7+536.75
СТАТИСТИЧЕСКОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ И ИДЕНТИФИКАЦИЯ КАЧЕСТВА ИЗГОТОВЛЕНИЯ МЕЛЮЩИХ ШАРОВ
С. Баг - Эрдэнэ (СП «Эрдэнэт»), Г. А. Боярских, И. Г. Боярских
Приведена методика статистического регулировании и идентификации качества игшошпх широк Апробация Jiofl методики осуществлена по данным выборочного контроля качества серийного пронч-водстна литых шяров диаметром I ."Ю мм компании «Ора - Мелил» (Монголия; 11и основе статистических моделей раснреяслення химического состава и твердости материала шаров определены доверительные границы допусков н прийм очные критерии, а также получены пока шел и точности и воспроизводя мости качества шаров; произведем контроль тшностн выборочных проб качества и прогноз качества промышленных партий шаров; установлены риски приемки нестандартных и браковки егдилнргных шаров
Клинмые сдоаа. мелкииие uupu. статистическое регулирование,идентификация, качество нчготон-исиня.контроль качества, технологинеекий npouece, оценочный критерий.
