Способ определения режимов совместной работы шахтных вентиляторов после взрывных работ

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 93 19) Р 1/ОО Е ИЗОБРЕТЕНИ И ВИДЕТЕЛЬСТВ ВТОРСКО ка,обеспечении безках шахты. а совместной рвов включает измеерение расходаом устанавливаюторов, обеспечиваГО СУДА Р СТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Днепропетровский горный институт им.Артема(56) Авторское свидетельство СССРМ 832005, кл. Е 21 Р 1/00, 1978,Авторское свидетельство СССРМ 1137216, кл, Е 21 Р 1/ОО, 1982,(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РЕЖИМОВСОВМЕСТНОЙ РАБОТЫ ШАХТНЫХ ВЕНТИЛЯТОРОВ ПОСЛЕ ВЗРЫВНЫХ РАБОТ(57) Изобретение относится к горной промсти и предназначено для проветриванияшахт и руДников после взрывных работ(ВР),Цель - повышение точности выбора режимов работы вентиляторов (В) при проветривании участка шахтной сети и сокращениевремени его проветривания после ВР приобеспечении безопасности труда на другихучастках шахты. Устанавливают режимы работы вентиляторов, обеспечивающие увеличение и уменьшение их произв-сти на шаг10 - 150 Д от расчетной. Для этого изменяютвходные регулируемые параметры (ВРП)вентиляторов: частоту вращения рабочего Изобретение относится к горной промышленности, в частности к проветриваниюшахт и рудников после взрывных работ.Цель изобретения - повышение точности выбора режимов работы вентиляторопри проветривании участка шахтной сети исокращение времени его проветривания по колеса или углы установки лопаток направляющего аппарата, В зависимости от количества вентиляторов выбирают.план-матрицу проведения опытов двухуровневого факторного эксперимента, предусматривающего установку ВРП на верхнем или нижнем уровнях относительно основного. Затем увеличивают или уменьшают произв-сть вентиляторов на указанный шаг.При этом измеряют значения расхода воздуха на участке ведения ВР в установившемся режиме проветривания. По полученным результатам определяют среднее значение расхода воздуха и коэффициенты влияния работы вентиляторов на эффективность проветривания этого участ- о ка по приведенной зависимости. Затем определяют минимальное значение коэффициента пропорциональности изменения ВРП из рассчитанных для каждого вентилятора по приведенным формулам.Определяют искомые значения ВРП каждого вентилятора. После этого;рассчитывают расход воздуха на участке ведения ВР и изменяют режимы работы вентиляторов, При этом устанавливают их ВРП в найденные положения, обеспечивающие макси- ф мальный расход воздуха на участке ведения К,) ВР. 5 табл, Од сле взрывных работ при опасности на других учасСпособ выбора режим боты шахтных вентилятор нение их подачи и изм воздуха на участке, При эт режимы работы вентилятющие воэможность увеличения и уменьшения их производительности на 10-15 от расчетной путем изменения их входных регулируемых параметров (ВРП, У шахтных вентиляторов такими параметрами является частота вращения рабочего колеса и углы установки лопаток направляющего аппарата или рабочего колеса. Значения ВРП вентиляторов, соответствующие этим режимам их работы, обозначают х), и называют основными уровнями. В зависимости от количества вентиляторов 1 выбирают план-матрицу проведения опытов двухуровневого факторного эксперимента, предусматривающего установку ВРП на верхнем х)з =х)+ Ьх или нижнем хЬ = х 1 о - Ьх уровнях относительно основного. Шаг варьирования В РП для каждого вентилятора Лх выбирают по совмещенной аэродинамической характеристике вентилятора и вентиляционной сети таким, чтобы обеспечить изменение производительности вентиляторов на 10 - 15 ф(. 8 соответствии с планом проведения опытов увеличивают и уменьшают производительность вентиляторов на указанный шаг, измеряя в каждом опыте полученные значения расхода воздуха, поступающего на участок ведения взрывных работ в установившемся режиме проветривания (после окончания переходных аэродинамических процессов), По результатам всех опытов плана определяют среднее значение расхода воздуха на участке ведения взрывных работ Оср и коэффициенты влияния работы вентиляторов Ь на эффективность проветривания этого участкаОср = -О1 В) - номер вентилятора;х и - кодированное значение ВРП, равное хо - 0 для основного уровня, х)в = +1 для верхнего и х)н =- .-1 для нижнего;О - расход воздуха, поступающего на участок ведения взрывных работ в опытах.С учетом знаков коэффициентов Ь вычисляют значения коэффициентов пропорциональности для каждого вентилятора по Формулам в = о (при Ь0) (3) Ь х) или щ -- (при ЬО) 1") Ь . х)где х мс, х - максимальное и минимальное значения ВРП вентиляторов в натуральных величинах,из полученных коэффициентов пропорцио 10нальности выбирают наименьший щмиопределяют искомые значения ВРП каждого вентиляторах = х)о+ Ь) Ьх пЧ мин ,(5)после чего рассчитывают ожидаемый расход воздуха на участке ведения взрывныхработх - х),О = О ср + , - с в вЬ , (6)х)где Е - количество регулируемых вентилято 20 ровИзменяют режимы работы вентиляторов, устанавливая их входные регулируемыепараметры в найденные положения х), обеспечивающие максимальный расход воздухана участке ведения взрывных работ,Для реализации предлагаемого способапо схеме вентиляции шахты (рудника) определяют горные выработки, по которым воздух подается на участок ведения взрывныхработ или отводится из него в исходящуюструю. Непосредственно в горных выработках намечают пункты контроля расхода воздуха. В зависимости от числа вентиляторов(согласно табл. 1 или 2) выбирают план проведения факторного эксперимента в кодированных значениях ВРППо совмещенным аэродинамическимхарактеристикам вентиляторов и вентиляционной сети, на которую они работают, длякаждого вентилятора устанавливают основные уровни х)о и шаг изменения ВРПЛх в опытах, Вычисляют натуральные значения В РП вентиляторов для верхних и нижних уровней плана эксперимента х)в, х)н .С .учетом переходных аэродинамических процессов в шахтной вентиляционнойсети, продолжительность которых не превышает 15 мин, составляют план-график проведения эксперимента с указанием времениперевода вентиляторов на новые режимыработы и интервалов времени измерениярасходов воздуха в выработках.Согласно плану-графику .изменяют режимы работы вентиляторов и в каждом опыте измеряют расход воздуха в выработкахучастка взрывных работ. Затем по формулам (1)-(6) вычисляют средний расход поступающего на участок воздуха О,р,коэффициенты Ь и а, искомые значенияВРП вентиляторов х и ожидаемый расходвоздуха 0 на участке ведения взрывных работ. При производстве взрывных работ устанавливают ВРП вентиляторов внайденные положения, а после удаления извыработок участка продуктов взрыва переводят вентиляторы в исходные режимы ихэксплуатации,Напоимер, рудник проветривается двумя вентиляторами, Режим работы одного изних регулируется частотой вращения раоочего колеса, а второго - углом установкилопаток направляющего аппарата.План проведения опытов при двух регулируемых вентиляторах (1 = 2) представленв табл. 3.При существующем на руднике режиме проветривания горных работ расчетные значения РРП вентиляторовсоставляют Х 1 р= 500 об/мин, х 2 р = 10 О, арасход воздуха нз участке 38 м /с,По аэродинамической характеристикеустановлено, что для изменения производительности первого вентилятора на 12% необходимо изменить частоту вращения егорабочего колеса на 60 об/мин, а второго -угол установки лопаток направляющего аппаоатз на 7,Существующие режимы работы вентиляторов позволяют изменять их производлтельность в большую и меньшую сторонына требуемый шаг. Поэтому эти режимыи соответствующие им значения ВРПпринимаем в качестве основных уровнейх 1 о = 500 об/мин и х 2 о = 10 О,Ввиду того, что в применяемых на шахте вентиляорах указаель угла установкилопаток направляющего аппарата проградуирован через 10, а указатель частотывращения - через 50 мин . для удобствапроведения опытов и уменьшения погрешностел при установке ВРП в определенныеположения принимаем шаг изменения ВРПпервого вентилятора ЛХ 1 = 50 об/мин, авторого - ЛХ 2 = 10, Тогда значения ВРПвентиляторов при установке их на верхних,уровнях составятх 1 в =х 10+ Ь х, =500+50=550 об/л 1 ин;Х 2 в = х 2 о+ Л х 2 = 10 + 10 =- 20 О,а на нижних уровняхх 1 н = х 1 о - Л х 1 = 500 - 50 == 450 об/мин,х 2 н = х 20 - Ь х 2 = 10 - 10 -- 0Для рассматриваемого примера планграфик проведения опытов представлен втабл. 4.При реализации плана расход поступающего на объект воздуха измеряли в трехвыработках и в сумме по каждому опыту он300 -500- 325 50- 20 - 10рл 2 = -------- 0,70- 4,2510Расчетные значения ВРП вентиляторовполучают по формуле (5)х 1:= 500+ ( - 3,251 х 0.7 х 50 = 386 Об/мин;Х 2 =-. 10 + (-4,25) х 0 7 х 10 =: - 20 О,ОжИДаЕМЫй РаСХОД вОЗДУХа НЗ ПРОВЕТРИваемом объекте опоеделяют по фсомуле (6)Р34+ ( - 4,25 ).,69 с10 20 25 30 Таким Обрззси 1, рзс:;од поступаюшего на участок воздуха узелич взес в 1,8 раза по сравнению с исходнь л 1 рекил 1 ол 1.Формул, зобр:тения Способ Опоет,аления режимов совмест- НОЙ РЗЭОТЫаХТНЫХ .",ЕН ИЛЯТОРОВ ПОСЛЕ взрывных работ, Бключзющли изменение производительчссти вентиляторов и измерение расхода воздуха нз участке, о т л и ч а;О- щ и й с я тем. ч о. с целью повьшения точности выбора оежимсв работы вентиляторов при проветривании учзс 1 кз вентиляционной сети и сокращения врел 1 ени его проветри.зния после взоывн, с озбст пои оба печени 1 безопзснос 1 и труда нз других учзс.кзх шахты, устанавливзюг режимы рабзтъч вентиляторов, обеспечивающие увеличение и уменьц.ение их производительности нз шзг 10 1 Ь ь От рзсче Гной путем изменения их входных регул 11 руемых г 1 зрзл 1 е" ров, увеличивают и уменьшаюг грсизвсдительчость вентиляторов на указанный шзг, измеряя при этом полученные зн:- ения рзсхс. - ,з воздуха на участке ведения взрывных работ в установившемся режиме проветривания, по полученным результатам Определяют соеднее значение расхода воздуха на участке состзвлл 01=42 м /с,02=36 м/с,0 з=34 м /с,04 = 27 мз/с,Исходн ые данн ые для вычислений 0 ц,коэффициентов Ь, и промежуточные расче 5 ты предстзвгяют по форме табл, 5,Б результате расчетов по формулам 1)и (2) получено 0.34,75 л 1/с, Ь 1 = -3,25 иЬ 2 = - 4,25,Ввиду того, что коэффициенты Ь 1 и Ь 21 О получены с Отрицательным знакОм, расчеткозффициен Ов г 1 ропОрциондльности пц вы"полняют по формуле (4), ПО зэродинамическил 1 характеристикам вентиляторовопределяют минил 1 звьные предельные зна 15 чения их ВРП Гх;, = 300 об/мин их 2 мин = -0 )Тогда1701932 Планы многофакторных экспериментов для двух и трех регулируемых вентиляторовКодированнйезна оличест блиц ланы многофакторных экспериментов при количестве регул руемых вентиляторов от четырех до семи+1 +1 8 Количество венти- ляторов к = 7 ведения взрывных работ и коэффициенты Ь 1 влияния работы вентиляторов на эффективность проветривания этого участка с помощью математического выраженияЬ =-, хи СЪ1 Фпгде- номер вентилятора;и - число опытов;1 - порядковый номер опьпа;хр - кодированные значения входных регулируемых параметров вентиляторов,0 - расход воздуха на участке, м /с, минимальное значение коэффициента пропорциональности изменения входных регулируемых параметров рассчитывают для каждого вентилятора по формуламо --, - м (при Е 1р),Ь х 1Ч мин - Чомин оЬ х 1где х 1х и- максимальное и минимальное значения входных регулируемых параметров вентиляторов в натуральных величинах,х 1 - значения входных регулируемых параметров вентиляторов, обеспечивающие расчетную их производительность;Ьх 1 - шаг варьирования входных регулируемых параметров вентиляторов, определяют искомые значения входных регулируемых параметров каждого вентиляторах 1 х 1 О + Ь 1 Л х 1 гп 1 ми кпосле чего рассчитывают расход воздуха 0 на участке ведения взрывных работ по фор- муле Ф, х 1 - х 1.О=о.о а, -- " Ьгде Ор - среднее значение расхода воздуха на участке в опытах, м /с;з- количество регулируемых вентиляторов,и изменяют режимы работы вентиляторов, 20 устанавливая их входные регулируемые параметры в найденные положения, обеспечивающие максимальный расход воздуха научастке ведения взрывных работ.Таблица 1 ачения ВРП вентилято ов хГ1701932Таблица 3Таблица 4Таблица 5Составитель Л, СероваРедактор Н. Кобылянская Техред М.Моргентал Корректор Н. РевскаяЗаказ 4522 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101