Глава 10. Контроль вентиляции горных выработок
Контроль вентиляции горных выработок предусматривает проверку количества воздуха, поступающего в горные выработки, его распределение по участкам, очистным и подготовительным забоям; определение скоростей движения воздуха и соответствие их требованиям безопасности; проверку качественного состава воздуха для обеспечения санитарно-гигиенических требований и безопасного ведения работ; проведение депрессионных съемок.
10.1. Контроль количества воздуха
Контроль количества воздуха производится в выработках, по которым поступает воздух на участки, в местах разветвлений выработок, в очистных и подготовительных забоях, в поступающих и исходящих струях камер, тоннелей.
Расход воздуха может быть измерен расходомерами различных конструкций, которые позволяют сразу определить количество проходящего воздуха либо косвенно с помощью анемометров.
На шахтах применяются расходомеры типа ДК конструкции Днепропетровского горного института.
Этот прибор представляет собой “кольцевые весы” (рис. 10.1) – полое кольцо 1 с перегородкой 3, разделяющей на две сообщающиеся между собой части, заполненные дистиллированной водой или ртутью. В нижней части кольца укреплен уравновешивающий груз 2, которым устанавливается необходимый предел измерения (максимальный перепад давления). К правой и левой частям кольца по трубкам передаются по резиновым шлангам статическое и полное давления воздуха (измеряется скоростное давление) от трубки Пито, установленной в канале вентилятора. В результате разности подводимых к частям кольца давлений происходит перемещение жидкости в полость кольца с меньшим давлением. Кольцо поворачивается до тех пор, пока созданный крутящий момент не будет уравновешен противоположно направленным моментом от груза 2. Угол поворота кольца отмечается на шкале 4. Одновременно на бумажной ленте 5, закрепленной на барабане, приводимом в движение часовым механизмом, прочерчивается линия расхода воздуха. Расходомер устанавливается в здании вентилятора в строго вертикальном положении.
Рис. 10.1. Расходомер “кольцевые весы” типа ДК
Расход воздуха у вентиляторов местного проветривания контролируется не реже одного раза в месяц, а на шахтах в зависимости от категории по газу не реже 1–2 раз в месяц.
Для измерения расхода воздуха и автоматического контроля расхода воздуха и депрессии применяются мембранные дифференциальные манометры.
Косвенный способ определения расхода воздуха заключается в измерении средней по сечению выработки или воздухопровода скорости движения воздуха. Расход воздуха определяется по формуле
(10.1)
Для измерения средней скорости движения воздуха применяются анемометр АСО-3 (крыльчатый) (рис. 10.2) и МС-13 (чашечный) (рис. 10.3). Анемометром АСО-3 измеряется скорость воздуха от 0,3 до 5 м/с. Чашечным анемометром измеряются скорости движения воздуха в пределах от 1 до 20 м/с.
Рис. 10.2. Крыльчатый анемометр АСО-3
Рис. 10.3. Чашечный анемометр МС-13
Анемометр АСО-3 состоит из крыльчатки 1, обечайки 2, счетного механизма 3, арретира 4 и ручки 5. Давление движущегося воздуха приводит крыльчатку во вращение. Вращение оси крыльчатки передается через счетный механизм на стрелки прибора. Включение счетного механизма и выключение производятся арретиром 4.
Замер производится способом обводки по сечению выработки или канала (рис. 10.4) или по точкам (рис. 10.5). Анемометр помещается в любом месте сечения выработки, дается 30 с на его раскручивание, затем арретиром включается счетный механизм и фиксируется время замера. Перед этим записывается начальный отсчет П1, по счетному механизму. По истечении времени замера t записывается конечный отсчет П2. По формуле (10.2) находят количество делений п в единицу времени:
(10.2)
Рис. 10.4. Схема движения анемо метра при замере средней скороcти движения воздуха |
Рис. 10.5. Схема расположения точек замера скорости движения воздуха |
Скорость движения воздуха определяется по графику (рис. 10.6). Истинное значение скорости движения воздуха vи определяется умножением vт на поправочный коэффициент K:
(10.3)
где vт – скорость движения воздуха, определенная по графику, м/с.
Рис. 10.6. Тарировочный график
При замере “перед собой” поправочный коэффициент K = 1,4, а при замере способом “в сечении”
(10.4)
где S – площадь поперечного сечения выработки, м2.
При “поперечном” методе замера площадь выработки разбивается приблизительно на равновеликие квадраты (площади), в центре которых измеряют скорости движения воздуха. Расход воздуха в выработке определяется по формуле
, м3/с, (10.5)
где п – число площадок в сечении выработки;
vi– скорость движения воздуха в центре данной площадки, м/с;
Si– площадь данной площадки, м2.
Средняя скорость движения воздуха в выработке
(10.6)
где S – площадь поперечного сечения выработки, м2.
Измерение скорости движения воздуха может быть произведено с помощью трубки Пито (рис. 10.7), F-образного манометра или микроманометра (рис. 10.8).
Рис. 10.7. Трубка Пито
Трубка Пито имеет наконечник 3, державку 2, центральный канал 1, соединенный с плюсовым концом, и кольцевую прорезь 4, соединенную с минусовым концом. Через кольцевую прорезь передается статическое давление hст, а через центральный канал – полное давление hп:
(10.7)
(10.8)
(10.9)
где hск – скоростное давление, Па;
ρ – плотность воздуха, кг/м3.
Скорость движения воздуха может быть измерена термоэлектрическим анемометром АТЭ-2.
Рис. 10.8. Микроманометр ММН:
1 – металлический резервуар; 2 – измерительная трубка; 3 – трехходовый кран; 4 – резиновый шланг; 5 – регулирующий барабан; 6 – уровень; 7 – винты для регулирования горизонтального положения подставки; 8 – подставка
Действие прибора основано на охлаждении потоком воздуха нити накала термопар.
При движении воздуха нить накала охлаждается, вызывая падение термоЭДС, по величине которого определяется скорость движения воздушного потока.
Для непрерывного измерения скорости движения воздуха и передачи информации диспетчеру разработан комплекс «Воздух». Он состоит из аппарата АКВ-1У5 для контроля скорости движения воздуха, измерительного блока БИВ-1У5, теплового датчика скорости движения воздуха ДВТ-1У5.
Измерительный блок БИВ-1У5 питает датчик ДВТ-1У5, осуществляет прием, усиление и преобразование сигнала, поступающего от него, передачу данных на АКВ-1У5 и диспетчеру.
Связь осуществляется по четырехжильному телефонному кабелю. АКВ-1У5, БИВ-1У5 и датчик ДВТ-1У5 имеют взрывобезопасное исполнение. Скорость движения воздуха измеряется в пределах 2,5, 5 и 10 м/с.
Для контроля скорости движения воздуха в выработках шахт и рудников, опасных по газу и пыли, применяется аппарат ИСВ-1 (рис. 10.9). Аппарат ИСВ-1 состоит из первичного преобразователя с соединительным кабелем, измерительного преобразователя и блока питания. Сигнал о скорости движения воздуха силой тока 0,31–5 мА может передаваться на диспетчерскую стойку приема информации СПИ-1.
Рис. 10.9. Измеритель скорости движения воздуха ИСВ-1
Скорость движения воздуха измеряется в диапазоне 0,5–8 м/с. Погрешность измерения (± 0,15–0,08) vб.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.