Производственная вентиляция, кондиционирование и теплоснабжение на руднике

Министерство образования и науки РФ

ФГАОУ ВПО «Северо-Восточный федеральный университет

им.М.К.Аммосова»

Горный институт

Кафедра «Промышленная безопасность»

Реферат

по дисциплине: « Производственная санитария и гигиена труда»

на тему: Производственная вентиляция, кондиционирование и теплоснабжение на руднике

Якутск 2015г.

Содержание:

Введение ……………………………………………………………………	3
1.     Вентилятор местного проветривания для проветривания забоев очистных выработок слоя 5/4……………………………………….	5
2.     Вентилятор местного проветривания для проветривания забоя слоевого заезда№19………………………………………………….	12
3.     Пылеподавление и СИЗ……………………………………………..	22
Заключение………………………………………………………………….	23

Введение

Основным и наиболее эффективным средством, способствующим созданию в шахте безопасных условий труда, является промышленная вентиляция. С ее помощью решается важнейшая задача обеспечения в шахте требуемых метеорологических параметров - температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха, а также предельно допустимой концентрации пыли и вредных газов.

Схема проветривания рудника предусматривает использование вентиляторной установки главного проветривания, оборудованной двумя  осевыми вентиляторами ВОД-50 (рабочий и резервный). Схема проветривания рудника – центральная, а способ проветривания – всасывающий.

Свежий воздух поступает в рудник по клетевому стволу в выработки околоствольного двора гор. -690м и -820м по их квершлагам свежий воздух подается на спиральные съезды. В очистные забои воздух подается по спиральному съезду и слоевым заездам. Все очистные заходки проветриваются с помощью ВМП. После проветривания очистных забоев исходящая струя по вентиляционным восстающим поступает на гор. -560м, исходящая струя выдается по скиповому стволу на поверхность с помощью вентиляторной установки главного проветривания ВОКД-3,6, работающий на всасывание.

В период развития работ, т.е. при отработке запасов глубоких горизонтов блоков №9 (отм.-560м/-690м) и №10 (отм. -690м/-820м), проветривание горных работ на данном периоде будет осуществляться по следующей схеме. Свежий воздух, согласно проектных решений, поступает по стволу КС, далее:

- на горизонт -625м, для обеспечения горных работ на  глубоких горизонтах №9 (-690м) и №10 (-820м).  Исходящая струя с добычных работ на блоке №10 и горно-подготовительных работ горизонта №10, через спиральный съезд и восстающие выработки поступает на горизонт №8 (отм.-560м) и через ствол СС выдается на поверхность;

- камеры с обособленным проветриванием на горизонте № 8: исходящая струя КОСО выдается через вент. восстающий на горизонт № 6 (отм.-380м); камеры и выработки ДАЭ – исходящая струя выдается через ствол СС горизонта -560м.

- часть выдаваемого воздуха с блока № 9 (в объеме 15-20 м3/сек) поступает на спиральный съезд блока №7/8 (отм.-560м/-380м), для его поддержания (как запасной выход).

Вентилятор местного проветривания для проветривания забоев очистных выработок слоя 5/4(блок3/4)

Расчет воздуха для проветривания забоев очистных выработок слоя №5/4 блока №3/4 рассчитывается по следующим факторам:

1.     По газовыделению в выработке от работы машин с ДВС.

2.     По минимальной скорости воздуха, для обеспечения воздухообмена при движении людей по выработкам.

3.     По максимальной скорости воздуха, для предотвращения повышенной запыленности действующей выработки.

1.     Расчет количества воздуха для проветривания забоя.

№ п/п	Параметры	Условные обозначения	Единицы измерения	Количество
1	Классификация выработки по газопроявлениям		класс	3
2	Классификация выработки по нефтепроявлениям		группа	3
3	Абсолютная прогнозная газобильность			0,73
4	Площадь поперечного сечения выработки	S		24,3
5	Наибольшая длина тупиковой выработки	L	м	180
6	Наибольшая длина вентиляционного трубопровода	L	м	190
7	Минимально допустимая скорость движения воздуха		м/с	0,1
8	Сопротивление вентиляционного трубопровода  диаметр 0,8мм	R	Кμ/м	0,071
9	Длина одного вентиляционного рукава	L	м	20
10	Коэффициент утечек в трубопроводе			1,3
11	NORMET MULTIMEC(вспомогательная)		кВт	65

1. Расход воздуха, подаваемого в забой

1.1.Расход воздуха, подаваемого в забой, вычисляется по формуле:

Где -потребный расход воздуха в забое, ,

-газовыделения в выработке от работы машин с ДВС

-коэффициент неравномерности газовыделения, принимается максимально возможный – 2.1 для учета постоянного выделения газа,

- концентрация газа в воздухе на входящей струе, если забой обособленно проветривается принимается равной 0, если проветривается последовательно за другим забоем, но на расстоянии не менее 100 м, то принимается равным (0,5 С)

  (4,5   )

1.2   Расчет газовыделения в выработке от работы машин с ДВС.

g_двс- суммарный выброс окиси углерода, углеводорода окиси азота и выброс твердых частиц в граммах на один кВт мощности ДВС в час, для машин с двигателем с воспламенением от сжатия – дизельных, он суммарно равен 12,25 мг в час, в пересчете на количество миллиграмм в минуту, принимается максимальная величина, 0,2 мг/мин.;

М_ДВС- мощность ДВС, кВт, к расчету принимается суммарная мощность одновременно работающих в забое ДВС, α_двс-коэффициент, учитывающий экологический класс суммарного выброса ДВС, м³/мг^х  кВт. NORMET MULTIMEC (вспомогательная) 65 кВт;

α_двс принимает для сертифицированных машин с ДВС с соответсвующим стандартом экологического класса по таблице 2.3. При отсутствии сертификата коэффициент равен 0,2,  что в пересчете на удельный расход воздуха приравнивается к величине 5 м³/мин на 1 л.с. машины с ДВС. Машины с ДВС проходящие по исходящей струе не учитываются в расчете.

1.3.По минимальной скорости воздуха, для обеспечения воздухообмена при движении людей по выработкам, вычисляется по формуле:

Где: Q_D- потребный расход воздуха в действующей выработке, м³/мин;

S_max-максимальная площадь поперечного сечения выработке, м² ;

V_min – минимально допустимая скорость воздуха в выработке (м/с) принимается согласно ЕПБ руд.

(м/с), где

S- площадь поперечного сечения выработки, м², а

P-периметр сечения выработки, м.

^3/мин (2,45м³/с)

1.4. по максимальной скорости воздуха, для проветривания повышенной запыленности действующей выработки, вычисляется по формуле:

Где: - минимальная площадь поперечного сечения выработки, м²;

- максимально допустимая скорость воздуха в действующей выработке, м/с.

Принимается согласно ЕПБруд максимальная скорость не должна превышать следующих величин в очистных и подготовительных выработках-4м/с;

Q_D60*24.3*4=5832 м³/мин (97,2 м³/с)

1.5.Сравнение рассчитанного количества воздуха на соответствие минимальному и максимальному значению.

Расчетные значения количества воздуха, необходимого для проветривания выработка должны соответствовать неравенству:

Фактически при расчете получено:

14,82735832

Производительность ВМП

Где : Q_z- потребный расход воздуха в забое, м³/мин;

k_ТРУБ- коэффициент утечек в трубопроводе, не должен быть более 1,3 (30%) для выполнения требования ЕПБруд о производительности ВМП, которая не может превышать 70% количества воздуха, подаваемого к его всасу за счет общешахтной депрессии.

Q_ВМП=1,3*273=355 м³/мин (5,9м³/сек)

Для подачи воздуха в забой используется ВМП с трубопроводами. С целью соблюдения требования ЕПБруд о производительности ВМП, которая не может превышать 70% количества воздуха, подаваемого к его всасу за счет общешахтной депрессии, общую потребность в воздухе вычисляют по формуле:

 м³/мин,

³/мин (8,4м³/сек)

3.Депрессия вентилятора местного проветривания (ВМП).

3.1.Расчет аэродинамического сопротивления гибкого вентиляционного трубопровода без утечек определяется по формуле:

R=9,81*r*(L+20*D*n1+10*D*n2),H c²/м⁸;

R=9.81*0.071*(190+20*0.8*1+10*0.8*2)=154,62 H c²/м⁸;

Где:  r- удельное аэродинамическое сопротивление гибкого вентиляционного трубопровода без утечек воздуха, киломюргов на 1 м длины. Принимаем  r=0,0071 км/м.

9,81- коэффициент пересчета из км в Нс²/м8;

L-длина трубопровода, м. Принимаем: L= 190 м;

D- диаметр трубопровода, м. Принимаем D= 0,8 м;

п1, п2 – число поворотов трубопровода на 90и 45 градусов соответственно. Принимаем n1=1, n2=0.

3.2.         Депрессия трубопровода (требуемое давление вентилятора) определяем по формуле:

hв=0,1*Q²*R*[(0,59/К_ут)+0,41]², даПа;

hв=0,1*5,9²*154,62*[(0,59/1,3)+0,41]²=401 даПа;

исходя из расчетов, для проветривания забоев очистных выработок слоя №5/4 блока №3/4 принимаем вентилятор

ВМЭ-6,7А

Технические характеристики ВМЭ-6,7А:

Параметры	Величина
Диаметр рабочего колеса,мм	670
Подача номинальная, м3/с	8,5
Номинальное полное давление, даПа	400
Подача в пределах рабочей области, м3/с	4-11
КПД максимальной полный, не менее	0,78
Мощность электропривода, кВ	45
Частот вращения, мин-1	2950
Уровень взрывозащиты	PB-3B
Уровень защиты двигателя	IP-54
Габаритные размеры, мм: Длина Ширина Высота	1135 880 1095
Масса вентилятора	640

4.     Общие сведения.

4.1.  производительность вентилятора местного проветривания не должна превышать 70% количества воздуха подаваемого к его всасу за счет общешахтной депрессии.

4.2. ВМП устанавливать строго в соответствии с данным проектом в устойчивом горизонтальном положении. Расстояние от всасывающего коллектора до почвы и бортов выработки должно быть не менее 0,6м.

4.3. Способ проветривания – нагнетательный.

4.4. Тип, марка ВМП – ВМЭ-6,7А.

4.5. Расчетная производительность ВМП-355м³/мин (5,9м³/сек)

4.6. количество воздуха, которое необходимо подать к всасу ВМП – 507,14 м³/мин (8,4м³/сек)

Вентилятор местного проветривания для проветривания забоя слоевого заезда№19 (эксплуатационный блок №10)

Расчет воздуха для проветривания слоевого заезда №19 блока 9 рассчитывается по следующим факторам:

1.     Расчет газовыделения при взрывании ВВ.

2.     По газовыделению в выработке от работы машин с ДВС.

3.     По минимальной скорости воздуха, для обеспечения воздухообмена при движении людей по выработкам.

4.     По максимальной скорости воздуха, для предотвращения повышенной запыленности действующей выработки.

2.     Расчет количества воздуха для проветривания забоя.

№ п/п	Параметры	Условные обозначения	Единицы измерения	Количество
1	Классификация выработки по газопроявлениям		класс	3
2	Классификация выработки по нефтепроявлениям		группа	3
3	Абсолютная прогнозная газобильность			2.4
4	Площадь поперечного сечения выработки	S		24,3
5	Наибольшая длина тупиковой выработки	L	м	40
6	Наибольшая длина вентиляционного трубопровода	L	м	50
7	Минимально допустимая скорость движения воздуха		м/с	0,1
8	Сопротивление вентиляционного трубопровода  диаметр 0,8мм	R	Кμ/м	0,071
9	Длина одного вентиляционного рукава	L	м	20
10	Коэффициент утечек в трубопроводе			1,3
11	NORMET MULTIMEC(вспомогательная)		кВт	65
12	АП-5ЖВ	ВВ	кг	101,7
13	TORO-409E (с электроприводом)

1. Расход воздуха, подаваемого в забой

1.1.Расход воздуха, подаваемого в забой, вычисляется по формуле:

Где -потребный расход воздуха в забое, ,

-газовыделения в выработке от работы машин с ДВС

-коэффициент неравномерности газовыделения, принимается максимально возможный – 2.1 для учета постоянного выделения газа,

- концентрация газа в воздухе на входящей струе, если забой обособленно проветривается принимается равной 0, если проветривается последовательно за другим забоем, но на расстоянии не менее 100 м, то принимается равным (0,5 С)

  (4,5  )

1.2. расчет газовыделения при взрывании ВВ.

³/мин;

Здесь А_ВВ- масса ВВ взрываемая одновременно, кг; В_АА-газовость ВВ, 0,05м³/кг; t_Z-время проветривания забоя, мин. Принимается равным 30 мин, если другое не установлено проектом, согласованным с Ростехнадзором.

1.3   Расчет газовыделения в выработке от работы машин с ДВС.

g_двс- суммарный выброс окиси углерода, углеводорода окиси азота и выброс твердых частиц в граммах на один кВт мощности ДВС в час, для машин с двигателем с воспламенением от сжатия – дизельных, он суммарно равен 12,25 мг в час, в пересчете на количество миллиграмм в минуту, принимается максимальная величина, 0,2 мг/мин.;

М_ДВС- мощность ДВС, кВт, к расчету принимается суммарная мощность одновременно работающих в забое ДВС, α_двс-коэффициент, учитывающий экологический класс суммарного выброса ДВС, м³/мг^х  кВт. NORMET MULTIMEC (вспомогательная) 65 кВт;

α_двс принимает для сертифицированных машин с ДВС с соответсвующим стандартом экологического класса по таблице 2.3. При отсутствии сертификата коэффициент равен 0,2,  что в пересчете на удельный расход воздуха приравнивается к величине 5 м³/мин на 1 л.с. машины с ДВС. Машины с ДВС проходящие по исходящей струе не учитываются в расчете.

1.4.По минимальной скорости воздуха, для обеспечения воздухообмена при движении людей по выработкам, вычисляется по формуле:

Где: Q_D- потребный расход воздуха в действующей выработке, м³/мин;

S_max-максимальная площадь поперечного сечения выработке, м² ;

V_min – минимально допустимая скорость воздуха в выработке (м/с) принимается согласно ЕПБ руд.

(м/с), где

S- площадь поперечного сечения выработки, м², а

P-периметр сечения выработки, м.

^3/мин (2,45м³/с)

1.5. по максимальной скорости воздуха, для проветривания повышенной запыленности действующей выработки, вычисляется по формуле:

Где: - минимальная площадь поперечного сечения выработки, м²;

- максимально допустимая скорость воздуха в действующей выработке, м/с.

Принимается согласно ЕПБруд максимальная скорость не должна превышать следующих величин в очистных и подготовительных выработках-4м/с;

Q_D60*24.3*4=5832 м³/мин (97,2 м³/с)

1.5.Сравнение рассчитанного количества воздуха на соответствие минимальному и максимальному значению.

Расчетные значения количества воздуха, необходимого для проветривания выработка должны соответствовать неравенству:

Фактически при расчете получено:

14,82735832

Производительность ВМП

Где : Q_z- потребный расход воздуха в забое, м³/мин;

k_ТРУБ- коэффициент утечек в трубопроводе, не должен быть более 1,3 (30%) для выполнения требования ЕПБруд о производительности ВМП, которая не может превышать 70% количества воздуха, подаваемого к его всасу за счет общешахтной депрессии.

Q_ВМП=1,3*273=355 м³/мин (5,9м³/сек)

Для подачи воздуха в забой используется ВМП с трубопроводами. С целью соблюдения требования ЕПБруд о производительности ВМП, которая не может превышать 70% количества воздуха, подаваемого к его всасу за счет общешахтной депрессии, общую потребность в воздухе вычисляют по формуле:

 м³/мин,

³/мин (8,4м³/сек)

3.Депрессия вентилятора местного проветривания (ВМП).

3.1.Расчет аэродинамического сопротивления гибкого вентиляционного трубопровода без утечек определяется по формуле:

R=9,81*r*(L+20*D*n1+10*D*n2),H c²/м⁸;

R=9.81*0.071*(50+20*0.8*1+10*0.8*2)=57 H c²/м⁸;

Где:  r- удельное аэродинамическое сопротивление гибкого вентиляционного трубопровода без утечек воздуха, киломюргов на 1 м длины. Принимаем  r=0,071 км/м.

9,81- коэффициент пересчета из км в Нс²/м8;

L-длина трубопровода, м. Принимаем: L= 50 м;

D- диаметр трубопровода, м. Принимаем D= 0,8 м;

п1, п2 – число поворотов трубопровода на 90и 45 градусов соответственно. Принимаем n1=1, n2=0.

a.     Депрессия трубопровода (требуемое давление вентилятора) определяем по формуле:

hв=0,1*Q²*R*[(0,59/К_ут)+0,41]², даПа;

hв=0,1*5,9²*154,62*[(0,59/1,3)+0,41]²=401 даПа;

исходя из расчетов, для проветривания забоев очистных выработок слоя №5/4 блока №3/4 принимаем вентилятор

ВМЭ-6,7А

Технические характеристики ВМЭ-6,7А:

Параметры	Величина
Диаметр рабочего колеса,мм	670
Подача номинальная, м3/с	8,5
Номинальное полное давление, даПа	400
Подача в пределах рабочей области, м3/с	4-11
КПД максимальной полный, не менее	0,78
Мощность электропривода, кВ	45
Частот вращения, мин-1	2950
Уровень взрывозащиты	PB-3B
Уровень защиты двигателя	IP-54
Габаритные размеры, мм: Длина Ширина Высота	1135 880 1095
Масса вентилятора	640

5.     Общие сведения.

4.1.  производительность вентилятора местного проветривания не должна превышать 70% количества воздуха подаваемого к его всасу за счет общешахтной депрессии.

4.2. ВМП устанавливать строго в соответствии с данным проектом в устойчивом горизонтальном положении. Расстояние от всасывающего коллектора до почвы и бортов выработки должно быть не менее 0,6м.

4.3. Способ проветривания – нагнетательный.

4.4. Тип, марка ВМП – ВМЭ-6,7А.

4.5. Расчетная производительность ВМП-355м³/мин (5,9м³/сек)

4.6. количество воздуха, которое необходимо подать к всасу ВМП – 507,14 м³/мин (8,4м³/сек

Пылеподавление и СИЗ

Пылеподавление на рабочем месте предусматривается водой от общешахтного водопровода. При этом для бурения и отбойки горной массы механическим способом применяются перфораторы, буровые станки и комбайны, оборудованные для работы с водой в заводском исполнении. Кроме этого, рабочее место должно обеспечиваться интенсивной вентиляцией, а рабочие индивидуальными средствами защиты органов дыхания типа “Астра-2” или ШБ-1. Противоаэрозольный фильтр 3М 2135(НЕРА), Респиратор У-2К, Респиратор 3М 8101 «Эконом» противоаэрозольный FFP1, Респиратор 3М 9925 от сварочных дымов FFP2, Полумаска 3М серии 7500 (7502 средний размер), Патрон 3М 6059 от органических паров, кислых газов и аммиака,  Маска серии 3М 6000, панорамная, Респиратор 3М 9322 противопыльный с клапаном FFP2, Респиратор 3М 9926 от кислых газов FFP2,  Респиратор 3М (9915).

Камеры погрузки породы и руды в вагонетки оборудуются оросителями типа 03-1.

Критерием эффективности средств пылеподавления является создание концентрации пыли на рабочем месте до санитарной нормы – 10 мг/м³.

Заключение

Главная вентиляторная установка обеспечивает проветривание рудника с достаточными резервами. Рабочие режимы вентилятора лежат в границах области по условиям экономичной работы, устойчивости и возможности реверсирования.

В зимнее время года подаваемый в рудник воздух подогревается в калориферной установке.

Установка оборудована комплектом средств для перехода с работающего вентилятора на резервный.