Способ определения режимов совместной работы шахтных вентиляторов после взрывных работ

Способ определения режимов совместной работы шахтных вентиляторов после взрывных работ

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к горной промети и предназначено для проветривания шахт и рудников после взрывных работ (В Р). Цель - повышение точности выбора режимов работы вентиляторов (В) при проветривании участка шахтной сети и сокращение времени его проветривания после ВР при обеспечении безопасности труда на других участках шахты. Устанавливают режимы работы вентиляторов, обеспечивающие увеличение и уменьшение их произв-сти на шаг 10-15% от расчетной. Для этого изменяют входные регулируемые параметры (ВРП) вентиляторов: частоту вращения рабочего 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 участка 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 максимальный расход воздуха на участке ведения ВР 5 табл. (Л С ч О Ю GO N

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Е 21 F 1/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4726795/03 (22) 02.08.89 (46) 30.12.91, Бюл. N 48 (71) Днепропетровский горный институт им.

Артема

{72) В.А.Бойко, А.С.Ищенко, Н.В.Шибка, А.А,Литвиненко и С.Б.Микрюков (53) 622.453 (088.8)

{56) Авторское свидетельство СССР

М 832005, кл. Е 21 F 1/00, 1978, Авторское свидетельство СССР

М 1137216, кл, Е 21 F 1/00, 1982. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РЕЖИМОВ

СОВМЕСТНОЙ РАБОТЫ ШАХТНЫХ ВЕНТИЛЯТОРОВ ПОСЛЕ ВЗРЫВНЫХ РАБОТ (57) Изобретение относится к горной промсти и предназначено для проветривания шахт и рудников после взрывных работ(ВР).

Цель — повышение точности выбора режимов работы вентиляторов (В) при проветривании участка шахтной сети и сокращение времени его проветривания после ВР при обеспечении безопасности труда на других участках шахты. Устанавливают режимы работы вентиляторов, обеспечивающие увеличение и уменьшение их произв-сти на шаг

10 — 15P от расчетной. Для этого изменяют входные регулируемые параметры (ВРП) вентиляторов: частоту вращения рабочего

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к проветриванию шахт и рудников после взрывных работ.

Цель изобретения — повышение точности выбора режимов работы вентиляторов при проветривании участка шахтной сети и сокращение времени его проветривания по. Ж, 1701932 А1 колеса или углы установки лопаток направляющего аппарата. В зависимости от количества вентиляторов выбирают. план-матрицу проведения опытов двухуровневого факторного эксперимента, предусматривающего установку BPll 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 BP в установившемся режиме проветривания. По полученным результатам определяют среднее значение расхода воздуха и коэффициенты влияния работы вентиляторов на эффективность проветривания этого участ- Я 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 BP u изменяют режимы работы вентиляторов.

При этом устанавливают их ВРП в найденные положения, обеспечивающие максимальный расход воздуха на участке ведения,)

BP. 5 табл, (гд сле взрывных работ при обеспечении безопасности на других участках шахты.

Способ выбора режима совместной работы шахтных вентиляторов включает изменение их подачи и измерение расхода воздуха на участке. При этом устанавливают режимы работы вентиляторов, обеспечива1701932 к>щие 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 х1, и называют основными уровнями. В зависимости от количества вентиляторов k выбирают план-матрицу проведения опытов двухуровневого факторного эксперимента, предусматривающего установку BPI j на верхнем

X® = Xj0 + ЬXj или нижнем х1„= xj, — Ьxj уровнях относительно основного. Шаг варьирования В РП для каждого вентилятора Axj выбирают по совмещенной аэродинамической характеристике вентилятора и вентиляционной сети таким, чтобы обеспечить изменение производительности вентиляторов на 10—

15 (. В 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 Qcp и коэффициенты влияния работы вентиляторов bj на эффективность проветривания этого участка

Qcp = —, Ql

1 (1)

П161

1 л

Ь = —, xjl QI (2)

nl =1 где n — число опытов;

l — порядковый номер опыта;

J — номер вентилятора; х jl — кодированное значение ВРП, равное xjо - О для основного уровня, х в = +1 для верхнего и х1н =- -1 для нижнего;

QI — расход воздуха, поступающего на участок ведения взрывных работ в опытах.

С учетом знаков коэффициентов bj вычисляют значения коэффициентов пропорциональности для каждого вентилятора по формулам

mj = " " — (при bj >О) (3)

bj xj или

mj = — """ (при b < 0)

bj .х1 где х м®„,, х „,„,„— максимальное и минимальное значения ВРП вентиляторов в натуральных величинах, из полученных коэффициентов пропорцио10 нальности выбирают наименьший т>„„„и определяют искомые значения ВРП каждого вентилятора

Xj Xjo+ Ь) ЛXj fTlj gg, (5) после чего рассчитывают ожидаемый расход воздуха на участке ведения взрывных работ

xj х)0

0 =Оср +, — — — Ь! . (6)

xj где k — количество регулируемых вентилято20 ров

Изменяют режимы работы вентиляторов, устанавливая их входные регулируемые параметры в найденные положения х1, обеспечивающие максимальный расход воздуха на участке ведения взрывных работ.

Для реализации предлагаемого способа по схеме вентиляции шахты (рудника) определяют горные выработки, по которым воздух подается на участок ведения взрывных работ или отводится из него в исходящую струю. 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 ВРП..

По совмещенным аэродинамическим характеристикам вентиляторов и вентиляционной сети, на которую они работают, для каждого вентилятора устанавливают основные уровни xjо и шаг изменения ВРП

Axj в опытах, Вычисляют натуральные значения В РП вентиляторов для верхних и нижних уровней плана эксперимента х в, х1н .

С .учетом переходных аэродинамических процессов в шахтной вентиляционной сети, продолжительность которых не превышает 15 мин, составляют план-график проведения эксперимента с указанием времени перевода вентиляторов на новые режимы работы и интервалов времени измерения расходов воздуха в выработках.

Согласно плану-графику .изменяют режимы работы вентиляторов и в каждом опыте измеряют расход воздуха в выработках участка взрывных работ. Затем по формулам (1)-(6) вычисляют средний расход поступающего на участок воздуха О,р, коэффициенты bj и mj, искомые значения

1701932

ВРП вентиляторов х1 и ожидаемый расход воздуха Q на участке ведения взрывных работ. При производстве взрывных работ устанавливают ВРП вентиляторов в найденные положения, а после удаления из выработок участка продуктов взрыва переводят вентиляторы в исходные режимы их эксплуатации, Например, рудник проветривается двумя вентиляторами, Режим работы одного из них регулируется частотой вращения раоочего колеса, а второго — углом установки лопаток направляюьцего аппарата.

План проведения опытов при двух регулируемых вентиляторах (k = 2) представлен в табл. 3.

При существующем на руднике режиме проветривания горных работ расчетные значения Р РП вентиляторов составляют х)р= 500 об/мин, х2р = 10О, а расход воздуха на участке 38 м /с.

По аэродинамической характеристике установлено, что для изменения производительности первого вентилятора на 12% необходимо изменить частоту вращения его рабочего колеса на 60 об/мин, а второго— угол установки лопаток направляющего аппаоата на 7 .

Существующие режимы работы вентиляторов позволяют изменять их произвадлтельность 8 большую и меньшую стороны на требуемый шаг. Поэтому эти режимы и соответствующие им значения ВРП принимаем в качестве основных уровней х10 = 500 об/мин и х2о = 10О, Ввиду тога, что в применяемых на шахте вентиля орах указа ель угла установки лопаток направляющего аппарата проградуирован через 10, а указатель частоты

-1 вращения — через 50 мин . для удобства проведения опытов и уменьшения погрешностел при установке ВРП в определенные положения принимаем шаг изменения ВРП первого вентилятора ЛХ1 = 50 об/мин,второго — ЛХ2 = 10, Тогда значения ВРП вентиляторов при установке их на верхних ,уровнях составят

x)f) = "-1о+ Ь х, =500+50=550 об/л)ин;

Х2в =Х20+ Л x2=10 +10=-20, а На нижних уров))ях х))) = х10 — Лх1 = 500 — 50 == 450 об/мин, х2в = х20 — Ь x2 = 10 10 = 0

Для рассматриваемого примера планграфик проведения опытов представлен в табл. 4.

При реализации плана расход поступающего на объект воздуха измеряли в трех выработках и в сумме по каждому опыту он

300 -500 — 3 " 50 — 20 — 10

m2 = — — — — —,,— — — 0,70 — 425 0

Расчетные значения ВРП вентиляторов получают по формуле (5) х, -= 500 + (— 3,25) х 0.7 х 50 = 386 об/мин; х2 =- 10 + (-4,25) х 0,7 х 10 =- — 20, Ожидаемый расход воздуха на проветриваемом объекте опоеделяют по формуле (6) р

0=34" - — 1 ) 15 )

+(— 4,25 )-, 69 .: с, 1)0

25

Таким образо) ., расход noOTyna,аше"o на участок ваздjxa узе))))ч) вае iся 8 1,8 раза ) па сравнению с сxogf;I! рож»хлам.

Ф с р м у л .;:. з а с р:. т е н и я

С),:0-.00 Опоет,елен)) я режимов coBI»8GTной раааты:) ахт -Iblx 88).! Iилятор08 n08il8 взрывнь)х ра101. вкл)ачающий изменени8 праизводительчссти вентиляторов и измерение расхода воздуха на участке, о т л и ч а юшийся тем. ч а. с целью павь шен»я точности выбора режимов р бать. вентилята).ав при проветривании учас1кз вентлляцианн и сети v, сакрац ения време))и его па-,в три зния паоле взоы 8)л)>fx рабат и р)л Обе,пу)BH»!) безопхснос1)л труда нэ друг )х у:ас. ках шахты, ",cTaHBBл. 88ю) режимы рабать! вентиляТороВ, обеспечивающие уB личение и умень».ение их производительности Hа шаг

I0 ) Ь% оТ расче Гнои n) T8ì изл18HBHL их входных регулируемых г арзлле1 рав, увеличивают и уменьшагаг . ра))BBoöl)Taльчосгь вентилятг>рав на указанный шаг, измеряя при этом полученные зн=- ения расхс,а воздуха на участке ведения взрывных работ B установив)иел)ся режиме Ipo88Tpl)Ba H»ÿ, 00 полученным результатам определяют соеднее значение расхода воздуха на участке составллQ1=42м /с,Q2=36M /с,Q3=34M /с, Ол=27м /с, Исходные данные для вычислений Ор, коэффициентов h, и промежуточные расче5 ты представгяют по форме табл. 5, Б результате расчетов по формулам (1) и (2) пonyveHO Q„- . =-- 34,75 < 1 /c, h) = -3,25»

Ь2 = — 4.25, Ввиду тога, чта коэффициенты h1» h2

10 получены с отри цательныл) знаком, расчет коэффициентов г) рапарцианальнОСТ)л IT)J выполня:от по формуле (4). По аэродинамическиЬ) характеристикам вентиляторов определяют минил1авьные предельные зна15 чения их ВРП (х;,„... = 300 об/мин и х2 „,л, =-. 20 ).

Та гf! а

1701932

Планы-многофакторных экспериментов для двух и трех регулируемых вентиляторов

Номера

Опытов !

Кодированные зна — 1

+1 — 1

+1

k=2

4

Количество вентилятооюв

Таблица2

Планы многофакторных экспериментов при количестве регулируемых вентиляторов от четырех до семи

Номера 1 опыта i

Кодированные значения ВРП вентилято ов х"

Р хе ) J хг, Г

X2l Г т

xqi хи хл хц

+1 — 1 — 1

+ е

+1 — 1 — 1

+1

-1

+1

--1

-1

+1 — 1 1

+1

+1 — 1

-1

-1

-1

+1 1

-1

-1

1 1

-р1

- i

-1 — 1

-1

+1

+1

+1

+1 — 1

+1 — 1

+1

--1

° 1

- 1

2

4

6 1

8

Количество вентиляторов

-1 — 1

+1 (-1

+1 -а-1

k= 5

k=6

k=7 ведения взрывных работ и коэффициенты Ь1 влияния работы вентиляторов на эффективность проветривания этого участка с помощью математического выражения

bt= —, хи Qi

1Ф ..г где I — номер вентилятора; и число опытов;

1 — порядковый номер опьпа; ху — кодированные значения входных регулируемых параметров вентиляторов, Ql — расход воздуха на участке, м /с, минимальное значение коэффициента пропорциональности изменения входных регулируемых параметров рассчитывают для каждого вентилятора по формулам

IAI — -- --а — ° (llplrt b) > 0), Ь х1 х мин )

Ь> х1 где xi „„,, х1 р,„„- максимальное и минимальное значения входных регулируемых параметров вентиляторов в натуральных величинах, xi — значения входных регулируемых параметров вентиляторов, обеспечивающие расчетную их производительность;

Лх1 — шаг варьирования входных регулируемых параметров вентиляторов, определяют искомые значения входных регулируемых параметров каждого вентилятора х) = xi + Ь) Л xJ Гп) ярк после чего рассчитывают расход воздуха Q на участке ведения взрывных работ по формуле 4 х1 — х;, а=a„+z, — — — ь|

15 ) =1 где Qcp — среднее значение расхода воздуха на участке в опытах, м /c; з

k — количество регулируемых вентиляторов, и изменяют режимы работы вентиляторов, 20 устанавливая их входные регулируемые параметры в найденные положения, обеспечивающие максимальный расход воздуха на участке ведения взрывных работ.

Таблица1

1701932

Таблица3

Таблица4

Таблица5

Составитель Л. Серова

Редактор Н. Кобылянская Техред М.Моргентал Корректор Н. Ревская

Заказ 4522 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул,Гагарина, 101