Контроль вентиляції гірничих виробок
Сторінки роботи
зміст роботи
Глава 10. Контроль вентиляції гірничих виробок
Контроль вентиляції гірничих виробок передбачає перевірку кількості повітря, що надходить у гірничі виробки, його розподіл по ділянках, очисних та підготовчих вибоях; визначення швидкостей руху повітря та відповідність їх вимогам безпеки; перевірку якісного складу повітря для забезпечення санітарно-гігієнічних вимог та безпечного ведення робіт; проведення депресійних зйомок.
10.1. Контроль кількості повітря
Контроль кількості повітря проводиться у виробках, якими надходить повітря на ділянки, у місцях розгалужень виробок, в очисних і підготовчих вибоях, у струменях камер, тунелів, що надходять і виходять.
Витрата повітря може бути виміряний витратомірами різних конструкцій, які дозволяють відразу визначити кількість повітря, що проходить або опосередковано за допомогою анемометрів.
На шахтах застосовуються витратоміри типу ДК конструкції Дніпропетровського гірничого інституту.
Цей прилад є “кільцевими вагами” (рис. 10.1) – порожнє кільце1з перегородкою3,розділяє на дві частини, що сполучаються між собою, заповнені дистильованою водою або ртуттю. У нижній частині кільця укріплений врівноважуючий вантаж2,яким встановлюється необхідна межа вимірювання (максимальний перепад тиску). До правої та лівої частин кільця по трубках передаються по гумових шлангах статичний та повний тиск повітря (вимірюється швидкісний тиск) від трубки Піто,встановленою у каналі вентилятора. В результаті різниці тисків, що підводяться до частин кільця, відбувається переміщення рідини в порожнину кільця з меншим тиском. Кільце повертається до тих пір, поки створений крутний момент не буде врівноважений протилежно спрямованим моментом від вантажу2.Кут повороту кільця відзначається на шкалі4.Одночасно на паперовій стрічці 5, закріпленої на барабані, рухомим механізмом, прокреслюється лінія витрати повітря. Витратомір встановлюється у приміщенні вентилятора у строго вертикальному положенні.
Мал. 10.1. Витратомір "кільцеві ваги" типу ДК
Для вимірювання витрати повітря та автоматичного контролю витрати повітря та депресії застосовуються мембранні диференціальні манометри.
Непрямий спосіб визначення витрати повітря полягає у вимірі середньої перерізу виробки або повітропроводу швидкості руху повітря. Витрата повітря визначається за формулою
(10.1)
Для вимірювання середньої швидкості руху повітря застосовуються анемометр АСО-3 (крильчастий) (рис. 10.2) та МС-13 (чашковий) (рис. 10.3). Анемометр АСО-3 вимірюється швидкість повітря від 0,3 до 5 м/с. Чашковим анемометром вимірюються швидкості руху повітря в межах від 1 до 20 м/с.
Мал. 10.2. Крильчатий анемометр АСО-3
Мал. 10.3. Чашковий анемометр МС-13
Анемометр АСО-3 складається з крильчатки1,обичайки2,лічильного механізму3,аретиру4і ручки 5. Тиск повітря, що рухається, призводить крильчатку на обертання. Обертання осі крильчатки передається через лічильний механізм на стрілки приладу. Включення лічильного механізму та вимикання проводяться арретиром4.
Замір проводитьсяспособом обведення за перерізом вироблення або каналу (рис. 10.4) або за точками (рис. 10.5). Анемометр міститься в будь-якому місці перерізу вироблення, дається 30 с на його розкручування, потім арретиром включається лічильний механізм і фіксується час виміру. Перед цим записується початковий відлік П1 за рахунковим механізмом. Після закінчення часу виміруtзаписується кінцевий відлік П2. За формулою (10.2) знаходять кількість поділівпв одиницю часу:
(10.2)
Мал. 10.4. Схема руху анемометра при вимірі середньої швидкості руху повітря
Мал. 10.5. Схема розташування точок виміру швидкості руху повітря
Швидкість руху повітря визначається за графіком (рис. 10.6). Справжнє значення швидкості руху повітряvі визначається множеннямvт на поправочний коефіцієнтK:
(10.3)
деvт - швидкість руху повітря, визначена за графіком, м/с.
Мал. 10.6. Тарувальний графік
При вимірі "перед собою" поправочний коефіцієнтK= 1,4, а при вимірі способом "у перерізі"
(10.4)
деS- площа поперечного перерізу виробітку, м 2 .
При "поперечному" способі виміру площа вироблення розбивається приблизно на рівновеликі квадрати (площі), в центрі яких вимірюють швидкості руху повітря. Витрата повітря у виробленні визначається за формулою
, м3/с, (10.5)
деп- число майданчиків у перерізі виробітку;
vi– швидкість руху повітря у центрі даного майданчика, м/с;
Si- площа даного майданчика, м 2 .
Середня швидкість руху повітря у виробленні
(10.6)
деS- площа поперечного перерізу виробітку, м 2 .
Вимірювання швидкості руху повітря може бути виконано за допомогою трубки Піто (рис. 10.7), F-подібного манометра або мікроманометра (рис. 10.8).
Мал. 10.7. Трубка Піто
Трубка Піто має наконечник3,державку2,центральний канал1,з'єднаний з плюсовим кінцем, і кільцевий проріз4,з'єднану з мінусовим кінцем. Через кільцевий проріз передається статичний тискhст, а через центральний канал - повний тискhп:
(10.7)
(10.8)
(10.9)
де h ск - швидкісний тиск, Па;
ρ– густина повітря, кг/м 3 .
Швидкість руху повітря може бути виміряна термоелектричним анемометром АТЕ-2.
Мал. 10.8. Мікроманометр ММН:
1- металевий резервуар;2- вимірювальна трубка;3- триходовий кран;4– гумовий шланг;5- регулюючий барабан;6- рівень; 7 – гвинти для регулювання горизонтального положення підставки;8- підставка
Дія приладу заснована на охолодженні потоком повітря нитки напруження термопар.
Під час руху повітря нитка напруження охолоджується, викликаючи падіння термоЕРС, за величиною якого визначається швидкість руху повітряного потоку.
Для безперервного виміру швидкості руху повітря та передачі інформації диспетчеру розроблено комплекс «Повітря». Він складається з апарату АКВ-1У5 контролю швидкості руху повітря, вимірювального блоку БІВ-1У5, теплового датчика швидкості руху повітря ДВТ-1У5.
Вимірювальний блок БІВ-1У5 живить датчик ДВТ-1У5, здійснює прийом, посилення та перетворення сигналу, що надходить від нього, передачу даних на АКВ-1У5 та диспетчеру.
Дляконтролю швидкості руху повітря у виробках шахт та копалень, небезпечних по газу та пилу, застосовується апарат ІСВ-1 (рис. 10.9). Апарат ІСВ-1 складається з первинного перетворювача зі сполучним кабелем, вимірювального перетворювача та блоку живлення. Сигнал про швидкість руху повітря силою струму 0,31-5 мА може передаватися на диспетчерську стійку прийому СПІ-1.
Мал. 10.9. Вимірювач швидкості руху повітря ІСВ-1
Швидкість руху повітря вимірюється у діапазоні 0,5–8 м/с. Похибка виміру (± 0,15–0,08)vб.