Đánh giá năng lực công tác của thiết bị thông gió cục bộ và giải pháp đảm bảo thông gió khi đào các đường lò cho các mỏ hầm lò công ty than hòn gai

Nếu sử dụng phương pháp thông gió thông thường, với đường ống dẫn có đường kính 0,6m và quạt cục bộ có công suất nhỏ 5,5 đến 28 KW với ống gió đường kính Φ600 mm chỉ có thể đảm bảo lưu l

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

BÙI VĂN DUYỀN

ĐÁNH GIÁ NĂNG LỰC CÔNG TÁC CỦA THIẾT BỊ THÔNG GIÓ CỤC BỘ

VÀ GIẢI PHÁP ĐẢM BẢO THÔNG GIÓ KHI ĐÀO CÁC ĐƯỜNG LÒ CHO CÁC

MỎ HẦM LÒ CÔNG TY THAN HÒN GAI

Chuyên ngành: Khai thác mỏ

Mã số: 60.53.05

LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

PGS TS Đặng Vũ Chí

HÀ NỘI - 2012

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác

Người cam kết

BÙI VĂN DUYỀN

Chương 1-TÌNH HÌNH THÔNG GIÓ KHI ĐÀO ĐƯỜNG LÒ Ở MỘT SỐ

MỎ TRÊN THẾ GIỚI VÀ VÙNG THAN QUẢNG NINH

1.1 Tình hình thông gió khi đào đường lò ở mỏ than của một số nước

2.1 Lựa chọn phương pháp thông gió khi đào đường lò

2.1.1.Các phương pháp thông gió khi đào đường lò

2.1.2 Các phương pháp thông gió nhờ quạt cục bộ

2.1.3 Khả năng áp dụng các phương pháp thông gió cho đường lò

2.1.4 Lựa chọn các phương pháp thông gió

2.2 Quạt cục bộ và ống dẫn gió

2.2.1 Quạt cục bộ:

2.2.2 Ống dẫn gió

2.3 Giải tích hóa đường đặc tính của quạt và thông số của ống gió

2.3.1.Giải tích hóa các đường đặc tính của quạt gió

2.4 Nhận xét

Chương 3- XÁC ĐỊNH NĂNG LỰC CÔNG TÁC CỦA QUẠT CỤC BỘ ĐỂ

THÔNG GIÓ KHI ĐÀO ĐƯỜNG LÒ

3.1 Chế độ công tác của quạt gió cục bộ

3.2 Năng lực đảm bảo thông gió của các quạt cục bộ

3.3 Tính toán, chọn quạt thông gió khi đào đường lò ở các

Xí nghiệp thuộc Công ty than Hòn Gai

3.3.1 Xí nghiệp than Giáp Khẩu

3.3.2 Xí nghiệp than Cao Thắng

3.3.3 Xí nghiệp than Thành Công

3.3.4 Lựa chọn đường kính ống gió

3.4 Tính toán, chọn quạt thông gió khi đào một đường lò cụ thể

ở Xí nghiệp than Cao Thắng, Công ty than Hòn Gai

3.4.1 Tính lưu lượng gió cần thiết cho gương lò

3.5 Tính toán chọn quạt gió

3.5.1 Tính lưu lượng quạt gió cần tạo ra

3.5.2 Tính sức cản của đường ống gió

3.5.3 Tính hạ áp của quạt gió

3.5.4 Tính khoảng cách giữa các quạt và sử dụng quạt đa cấp

72

72

76

78

79

Bảng 2.1- Các phương pháp thông gió chủ yếu khi đào lò

Bảng 2.2- Các loại quạt sản xuất ở một số nước

Bảng 2.3 Phân loại quạt theo hạ áp

Bảng 2.4 Phân loại các thiết bị quạt theo năng lượng

Bảng 2.5 Đặc tính kỹ thuật các quạt gió do Liên Xô cũ sản xuất

Bảng 2.6 Đặc tính kỹ thuật các quạt do Ba Lan sản xuất

Bảng 2.7.Thông số kỹ thuật các quạt cục bộ do Trung Quốc

sản xuất

Bảng 2.8 Phân nhóm quạt theo hệ số thay đổi hạ áp

Bảng 2.9 Hệ số .104 (kG.s2/m4) của các loại ống gió

Bảng 2.10 Trị số sức cản R của ống gió kim loại

Bảng 2.11 Giá trị R khi L thay đổi đối với ống gió vải

Bảng 2.12 Giá trị số sức cản cục bộ của ống gió mềm

Bảng 2.12 Hệ số rò gió đối với ống gió mềm

Bảng 3.1: Bảng đặc tính kỹ thuật của các quạt gió cục bộ

Bảng 3.2 Bảng sức cản khí động đường ống gió vải

Bảng 3.3 Thông số quạt cục bộ

Bảng 3.4 Hệ số  với ống vải mềm

Bảng 3.5 Bảng thống kê các quạt cục bộ đang sử dụng

Bảng 3.6 Bảng các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của quạt VVM-

Hình 2.1: Sơ đồ các phương pháp thông gió cục bộ

Hình 2.2: Phương pháp thông gió hút

Hình 2.3: Phương pháp thông gió đẩy

Hình 2.4: Phương pháp thông gió hỗn hợp

Hình 2.5: Thông gió nhờ ống dẫn gió kim loại với thành chắn

Hình 2.6: Các quạt gió ghép nối tiếp phân tán dọc theo đường ống

Hình 2.7: Đường đặc tính quạt VME-8-90

Hình 2.8: Đường đặc tính quạt FBD-No10

Hình 2.9: Đường đặc tính quạt SDF No7.1

Hình 2.10: Đường đặc tính quạt VVM-7

Hình 2.11: Đường đặc tính của các quạt đại diện cho nhóm I, II, II

Hình 2.12: Giải tích hóa đường đặc tính quạt SDF-No7.1

Hình 2.13- Giải tích hóa đường đặc tính quạt VME-8-90

Hình 2.14- Giải tích hóa đường đặc tính quạt VVM-7

Hình 2.15- Giải tích hóa đường đặc tính quạt FBD-No10

Hình 2.16: Quan hệ giữa độ rò gió vào chiều dài ống dẫn

Hình 2.17: Sự phụ thuộc giữa độ rò gió và chiều dài, đường kính và lưu

lượng

Hình 2.18: Đường đặc tính động lực học của ống gió

Hình 3.1- Xác định điểm công tác của quạt gió

Hình 3.2: Mối phụ thuộc chiều dài ống gió với lưu lượng gió đến gương lò –

1 Bộ công nghiệp (2006), Quy phạm an toàn trong các mỏ hầm lò than và

diệp thạch, Hà Nội

2 Đặng Vũ Chí (2006), Phương pháp giải tích với bài toán thông gió khi

đào các đường lò Tuyển tập báo cáo Hội nghị Khoa học lần thứ 12

Đại học Mỏ - Địa Chất, Hà Nội

3 Trần Xuân Hà, Lê Văn Thao (1999), Cơ sở thiết kế thông gió mỏ Bài

giảng dùng cho lớp cao học khai mỏ, Hà Nội

4 Trần Xuân Hà, Nguyễn Văn Sung (1998), Bài giảng Kỹ thuật thông gió

mỏ hầm lò, Hà Nội

5 Trần Xuân Hà (1998), Báo cáo đề tài “Lựa chọn phương pháp thông gió

cho đường lò dài của các xí nghiệp thuộc Công ty Đông Bắc”, Hà

Nội

6 Trần Xuân Hà, Nguyễn Văn Sung (1992), Báo cáo đề tài “Lựa chọn

phương pháp thông gió hợp lý cho đường lò dài khu Lộ Trí mỏ than Thống Nhất”, Hà Nội

7 Trần Xuân Hà (1985), Về việc tính toán lưu lượng gió cho các mỏ hầm lò

để chống bụi Tuyển tập các công trình khoa học, Đại học Mỏ - Địa

chất, Hà Nội

8 Trần Xuân Hà (1985), Về ảnh hưởng của thông gió đến nồng độ bụi trong

khí ở các mỏ than hầm lò Tuyển tập các công trình khoa học, Đại học

Mỏ - Địa chất, Hà Nội

9 Phạm Xuân Kiều (2005), Giáo trình xác suất thống kê, Hà Nội

10 Tổng Công ty than Việt Nam (2002), Quy hoạch phát triển ngành than

đến năm 2010 và tầm nhìn đến năm 2020, Hà Nội

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Cùng với sự phát triển nhanh chóng của nền kinh tế nước nhà thỡ nhu cầu về than tiờu thụ trong nước và xuất khẩu sẽ tăng nhanh trong thời gian tới Để thoả món nhu cầu trờn, ngành than đó cú quy hoạch phỏt triển sản lượng khai thỏc 51  58 triệu tấn vào năm 2015, đạt 56  62 triệu tấn vào năm 2020 và 70  75 triệu tấn vào năm 2025

Từ yêu cầu thực tế đó, các mỏ than hầm lũ nước ta nói chung và các xí nghiệp mỏ của Công ty than Hũn Gai núi riờng cần tiến hành đào các đường

lũ mở rộng diện sản xuất cũng như chuẩn bị các khu khai thác ở mức sâu hơn Một trong những vấn đề quan trọng nhằm duy trỡ tiến độ đào các đường lũ là cụng tỏc thụng giú Trong những năm tới khối lượng đào các đường lũ tăng đáng kể, do vậy cần phải tiến hành đánh giá mức độ đảm bảo thông gió của các thiết bị thông gió cục bộ cũng như nghiên cứu giải pháp đảm bảo thông gió khi đào các đường lũ ở cỏc mỏ than hầm lũ Chớnh vỡ vậy, “Đánh giá năng lực công tác của thiết bị thông gió cục bộ và giải pháp đảm bảo thông

gió khi đào các đường lũ cho cỏc mỏ hầm lũ Cụng ty than Hũn Gai„ là một đề

tài giải quyết vấn đề thực tế và mang tính cấp bách đối với ngành công nghiệp

khai khoáng nước ta

2 Mục đích nghiên cứu của đề tài

- Đề tài xác định mục đích phõn tớch, đánh giá khả năng công tác của

thiết bị thông gió cục bộ và nghiên cứu giải pháp đảm bảo thông gió khi đào các đường lũ chuẩn bị diện sản xuất ở cỏc mỏ hầm lũ Cụng ty than Hũn Gai

- Nhiệm vụ cụ thể

a- Khảo sát và thu thập số liệu tại các gương lũ chuẩn bị tại cỏc Xớ nghiệp than Thành Cụng, Cao Thắng và Giỏp Khẩu;

b- Thống kê số lượng và chủng loại các quạt gió cục bộ và các ống gió tại các mỏ hầm lũ thuộc Cụng ty than Hũn Gai;

c- Thu thập số liệu về đặc tính kỹ thuật của các quạt gió cục bộ

3 Nội dung nghiên cứu của đề tài

+ Đánh giá tỡnh hỡnh thụng giú tại cỏc gương lũ khi đào tại Công ty than Hũn Gai;

+ Đánh giá thực trạng của trang thiết bị thông gió cục bộ đang áp dụng tại các Xí nghiệp thuộc Công ty than Hũn Gai;

+ Phõn loại cỏc quạt giú cục bộ theo mức độ đáp ứng yêu cầu thông gió khi đào các đường lũ ở cỏc mỏ than khai thỏc hầm lũ;

+ Nghiên cứu giải pháp đảm bảo thông gió khi đào các đường lũ gúp phần đáp ứng kế hoạch sản xuất của một mỏ hầm lũ cụ thể

4 Các phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp thống kê, phân tích tổng hợp về thông gió khi đào đường

lò

- Áp dụng phương pháp giải tích để lựa chọn các thông số của quạt

- Áp dụng chương trình Excel xác định các hàm hồi quy đường đặc tính của quạt gió

5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

- Xây dựng cơ sở để đánh giá khả năng đảm bảo thông gió của các thiết

bị thông gió cục bộ;

- Kết quả nghiên cứu làm cơ sở định hướng trang bị quạt cục bộ và ống gió hợp lý đảm bảo thông gió khi đào các đường lũ chuẩn bị diện sản xuất trong thời gian tới

6 Cấu trúc của luận văn

Luận văn gồm phần Mở đầu, 3 chương và phần Kết luận được trình bày trong 80 trang với 22 hình và 19 bảng

CHƯƠNG 1 TÌNH HÌNH THÔNG GIÓ KHI ĐÀO ĐƯỜNG LÒ Ở MỘT SỐ MỎ

TRÊN THẾ GIỚI VÀ VÙNG THAN QUẢNG NINH

1.1 Tình hình thông gió khi đào đường lò ở mỏ than của một số nước trên thế giới

Khi xây dựng và khai thác các mỏ, người ta đào hàng loạt các đường lò thuộc hệ thống các đường lò mở vỉa và chuẩn bị Theo đặc tính lưu thông từ mặt đất đến gương lò, người ta chia các đường lò thành hai nhóm: nhóm xuyên thông và nhóm cụt Những đường lò xuyên thông là đường lò có ít nhất hai lối thoát hay nhiều điểm Đường lò cụt là đường lò chỉ có một lối thông với đường lò khác hay trên mặt đất bằng một điểm

Nguyên tắc cơ bản khi tổ chức thông gió cho việc xây dựng và khai thác mỏ mới là phải tạo ra hiệu quả thông gió bằng con đường thông qua các đường lò có luồng gió xuyên thông hoạt động Những vùng này được tạo ra bằng những luồng gió song song và tăng chiều dài lò xuyên thông và giảm chiều dài lò cụt

Trên thực tề cho thấy thông gió cho những đường lò có chiều dài nhỏ đơn giản và dễ dàng hơn khi thông gió cho các đường lò dài Trong thông gió mong muốn làm sao để phần chiều dài lò cụt không lớn Điều đó có thể tiến hành nhờ kế hoạch mở vỉa và khai thác hợp lý Tuy nhiên những đường lò có chiều dài lớn vẫn thường gặp ở các mỏ

Thực tế khi xây dựng các mở than, mỏ quặng trên thế giới những trường hợp đào các đường lò mở vỉa và chuẩn bị có chiều dài lớn là không nhỏ Chiều dài đường lò phụ thuộc vào sự phân bố của các vỉa than, vỉa quặng, sơ đồ mở vỉa và chuẩn bị

Ở Liên Xô khi mở vỉa người ta đào gương lò đến độ sâu rất lớn, như vậy chiều dài của các đường lò mở vỉa rất lớn Ví dụ: Mỏ Petrovski độ sâu của mỏ là 925 mét, Mỏ Kirovski độ sâu 1020 mét, Mỏ Komsomoles độ sâu của mỏ là 807 mét, Mỏ DzerzinskiI độ sâu của mỏ là 716 mét

Tại Ba Lan độ sâu của các mỏ hầm lò đã đạt đến hàng nghìn mét Ví dụ: Mỏ Morsinek độ sâu của mỏ là 950 mét, Mỏ Halemba độ sâu của mỏ là

1030 mét, Mỏ Bicszowice độ sâu của mỏ là 1000 mét, Mỏ Sosnica độ sâu của

mỏ là 950 mét

Trung Quốc các mỏ hầm lò lớn và rất lớn nằm ở phía Bắc Trung Quốc

Có mỏ đã khai thác hàng trăm năm và xuống sâu hơn 1000 mét so với mực nước biển Độ sâu khai thác của các mỏ hàm lò vào khoảng 350 - 1050 mét

Chiều dài đường lò phụ thuộc vào điều kiện địa chất, hầu hết các mỏ hầm lò đều tồn tại những đường lò mỏ vỉa và chuẩn bị có chiều dài tương đối lớn Vùng Donbass chiều dài cực đại của lò xuyên vỉa là 1200 - 1500 mét, ở vùng Kuznhenski là 2500 - 3000 mét, chiều dài lò dọc vỉa là 1200-2000 mét Chiều dài giếng nghiêng băng tải ở mỏ Petrovski là 1130 mét và giếng đứng skip chiều dài 1150 mét

Ngoài ra một số nước khác đào các đường lò chuẩn bị có chiều dài rất lớn ở Anh chiều dài đường lò chuẩn bị đạt tới 800 - 2700 mét, Bungari là

4000 mét, Nam Mỹ là 1200 mét, ở Na uy đào giếng nghiêng để vận chuyển đá khi khai thác có độ dốc 100 và dài 1650 mét

Ở các nước trên thế giới khi đào các đường lò đã và đang áp dụng nhiều phương pháp khác nhau tùy thuộc vào từng điều kiện cụ thể Việc nghiên cứu để chọn phương pháp hợp lý đã đạt được những hiệu quả nhất định Ở đây chỉ giới thiệu một số kinh nghiệm thực tế khi áp dụng phương pháp thông gió đẩy và ống dẫn gió

Dưới đây giới thiệu một số kết quả thực tế của việc áp dụng các phương pháp thông gió trên thế giới

- Ở Thuỵ Sỹ, người ta tiến hành đào Tuy nen dài 2000m, trong đất đá ít

ổn định, tiết diện 30 m2 Tuy nen nằm sâu dưới lòng đất, nơi có nhiệt độ đất

đá 500C, sự xuất khí trong Tuy nen không đáng kể Theo yếu tố nhiệt, lượng gió cần cung cấp cho gương đạt tới 30 - 50 m3/s Để đảm bảo lượng gió này đến gương, người ta đã đào đường lò song song và cứ cách 200m, đào các đường lò nối giữa hai đường lò song song này Sau khi các gương lò đi qua, các lò nối không sử dụng thì chúng được bịt kín nhờ các cửa gỗ Nhờ hạ áp chung tạo ra bởi quạt gió lớn kết hợp với quạt cục bộ đã đảm bảo chế độ thông gió tốt cho gương

- Ở Liên xô, người ta đào đường hầm dẫn nước nối hai dòng sông với nhau, có chiều dài 5200m Đường hầm có tiết diện tròn, đường kính 3,5m, diện tích 8,2m2 được đào ở độ sâu 22 - 63m so với mặt địa hình

Để thông gió khi đào, người ta sử dụng 5 giếng có đường kính 3,5m, trên đó có đặt quạt li tâm Bệ-940 với lưu lượng 420 m3/ph, để tạo ra luồng gió xuyên thông, chiều dài phần lò cụt đạt 700m Bên cạnh giếng người ta còn khoan 6 lỗ khoan để thông gió trên toàn bọ chiều dài của hầm Các phần lò cụt được thông gió bằng quạt cục bộ Prokhodka-500 để thông gió với chiều dài 200 - 250 mét

Việc thông gió cho các Tuy nen trên thế giới người ta còn thực hiện với chiều dài rất lớn Ví dụ ở Italia thông gió cho Tuy nen giao thông có chiều dài 73km; ở Pháp thông gió cho Tuy nen có chiều dài 59km; ở Liên xô thông gió cho Tuy nen có chiều dài 15,3km

- Ở một vùng than phía Nam nước Pháp, người ta tiến hành đào một đường lò thông gió dài 1650 m, tiết diện 6,5 m2, đường lò đào trong đất đá vững chắc Để thông gió cho gương lò khi đào người ta sử dụng phương pháp

thông gió nhờ hạ áp chung của mỏ và thành chắn dọc Thành chắn dọc được xây gạch, hai bên tường trát vữa xi mắng và có chiều dày 0,4m Thành chắn dọc được xây dựng sao cho phần lò dẫn gió sạch vào gương có chiều rộng 1,6m Lượng gió ban đầu đi vào là 1,49 m3/s và tới gương lò là 0,44 m3/s, tốc

độ gió giao động trong khoảng 0,3 - 0,09 m/s, rò gió 70%

- Ở Nga trước đây tại một mỏ than đã tiến hành đào một đường lò dài tới 4km nối khu vực giếng đứng đến khu khai thác mới Đường lò đào qua đất

đá và than với diện tích 13,1m2; một số vị trí tới 17m2 Theo tính toán lượng gió sạch cần cung cấp cho gương lò là 6m3/s đến 7 m3/s nhằm hoà loãng khí độc khi nổ mìn và khí mêtan xuất ra Nếu sử dụng phương pháp thông gió thông thường, với đường ống dẫn có đường kính 0,6m và quạt cục bộ có công suất nhỏ (5,5 đến 28 KW) với ống gió đường kính Φ600 mm chỉ có thể đảm bảo lưu lượng gió không quá 3m3/s và phải sử dụng đến 10 quạt gió đặt nổi tiếp Qua nghiên cứu đã đề xuất phương án thông gió bởi một quạt công suất 75kw ống gió kim loại đường kính Φ800 mm Kết quả áp dụng đã đáp ứng được yêu cầu lưu lượng gió sạch đưa vào gương khi đào

- Ở Donbass (Liên Xô) khi đào các đường lò dài 300- 500 m đã áp dụng phương pháp thông gió bởi các quạt cục bộ đặt trong buồng kín phân tán theo đường lò Các buồng kín được làm bằng gỗ và bố trí cách nhau một khoảng nhất định theo thiết kế Phương pháp này có thể áp dụng ở các đường

lò có khí nổ và hiệu quả thông gió tương đối cao

- Ở một mỏ than vùng Kuzơbass khi đào các đường lò chiều dài lớn tới

1000 m đã áp dụng phương pháp thông gió bởi các quạt đặt kề nhau, đường kính ống gió 500 mm Một quạt có khả năng thông gió khi chiều dài đường lò đang đào tới 300 m đến 350 m Tiếp theo phải bố trí thêm quạt để đảm bảo yêu cầu về lưu lượng gió đưa vào gương lò Song phương pháp này thường

gây rò gió lớn ở đoạn ống gió nối với các quạt Ưu điểm của phương pháp này

là độ an toàn cao, vì các quạt được đặt ở đường lò có luông gió sạch

- Tại mỏ Cukhapinski người ta đào đường lò xuyên vỉa với chiều dài 5000m mở vỉa diện tích 7,8 m2 Để thông gió người ta dùng quạt kiểu tua bin (T.B-175-1,6) áp suất hút 0,1 MPa, áp suất đẩy 0,163 MPa, công suất động cơ 210kw, ở gần gương đặt quạt đẩy CBM-6M

- Ở một mỏ quặng Môlípđen, đào đường lò dài 2750m; tiết diện 14,4m2đào qua đất đá có f=11-15 Để thông gió người ta đặt hai quạt li tâm, một quạt đặt trên mặt đất, một quạt đặt trong lò cách nhau 750 m Năng suất của quạt là

670 m3/ph, hạ áp 730 mmH2O; công suất động cơ 155 kw Đường kính ống gió 600 mm

- Ở một mỏ quặng phía Bắc Tiệp Khắc, người ta đào một đường lò xuyên vỉa dài 1200m Để thông gió người ta đặt 15 quạt nối tiếp nhau Quạt LV-400 có lưu lượng 120 m3/s, hạo áp 115 mmH2O và sử dụng ống gió kim loại có đường kính 400 mm

- Ở Trung Quốc, người ta đào đường lò với chiều dài 2597 m, tiết diện

là 17 m2 Để thông gió người ta đặt thành chắn dọc kết hợp với quạt cục bộ, quạt đẩy được đặt cách gương một khoảng từ 90 - 120 m quạt có năng suất là

280 m3/ph, đường kính ống gió 610 mm

- Tại Chi Lê, người ta đào đường lò nằm sâu dưới mực nước biển 2390m; đường lò có chiều dài 5857 m Để thông gió người ta áp dụng phương pháp thông gió hỗn hợp (đẩy - hút) Quạt hút dùng ống cứng đường kính 1,0m, quạt đẩy dùng ống mềm đường kính 0,45m Quạt có năng suất 568

nhiều, mặc dù chiều dài đường lò không lớn, thường các đường lò cần đào có chiều dài khoảng 200 - 500m và các đường lò dài hơn 1000m chiếm tỷ lệ nhỏ

- Ở Công ty than Khe Chàm: khi đào đường lò dọc vỉa vận chuyển trong

đá -10 vỉa 14-2 và xuyên vỉa khu I với tổng chiều dài 750m sử dụng 3 quạt cục bộ công suất 24kw đặt phân tán dọc theo đường ống và ống gió được sử dụng là ống gió vải bạt cao su, đường kính 600mm Qua kiểm tra thấy rằng các thông số về lưu lượng gió cũng như điều kiện vi khí hậu đảm bảo

Khi đào đường lò dọc vỉa vận chuyển trong than mức -10 vỉa 14-4 khu I với chiều dài 450m đã sử dụng 2 quạt cục bộ công suất 14kw đặt phân tán dọc theo đường ống và ống gió được sử dụng là ống gió bằng vải bạt cao su, đường kính 600mm, diện tích đào Sđ=6,5m2 Phương pháp này đã đáp ứng được yêu cầu của thiết kế Cụ thể là: lưu lượng gió đưa đến gương Q = 2,3

m3/s; nhiệt độ to=28,50;nồng độ khí CO2 là 0,1% và CH4 là 0%

Cũng tại đây khi đào đường lò dọc vỉa vận chuyển trong than cánh đông khu II vỉa 14-5 mức -10 với tiết diện đào 9,5m2; chiều dài 315m, đã sử dụng 1 quạt có công suất 15kw phục vụ thông gió khi đào lò Kết quả lượng gió đưa tới gương lò không đảm bảo theo yêu cầu thiết kế, nhiệt độ trên gương lò tăng cao t0=30,10C; nồng độ khí CH4 là 0,1% và CO2 la 0%; lưu lượng gió đưa vào gương lò 1,4m3/s

- Ở công ty than Hà Lầm: khi đào đường lò đá vận tải mức -50 sang khu

VI vỉa 10 với tiết diện đào là 9,86m2; chiều dài 1000m đã sử dụng 4 quạt YTB-62-62 công suất 25kw, kết hợp với ống gió vải 600 mm để thông gió, phương pháp này đã đáp ứng được yêu cầu Q= 2,7m3/s; điều kiện khí hậu, nhiệt độ tại nơi làm việc bảo đảm theo quy phạm an toàn (t0=29.50; nồng độ khí CO2 là 0,3%; CH4 là 0% ) Để tiết kiệm điện năng và giảm độ rò gió trong việc ghép nối tiếp các quạt gió, công ty than Hà Lầm dự kiến sẽ thay 4 quạt gió trên bằng một quạt gió có công suất lớn 75kw, đường kính bánh công tác

800mm, kết hợp ống gió vải 800 mm để phục vụ công tác đào đường lò dọc vỉa đá vận tải mức -50 sang khu VI vỉa 10

Để thông gió khi đào đường lò đá vận tải khu VI vỉa 10 mức +70 với chiều dài 760m, tiết diện đào 6,4m2 đã sử dụng 3 quạt YBT-22 công suất 22kw, kết hợp với ống gió vải 600 mm Phương pháp này đã đáp ứng được lưu lượng yêu cầu Q=3,0m3/s; điều kiện khí hậu, nhiệt độ tại nơi làm việc đảm bảo theo quy phạm an toàn (t0=29.50; nồng độ khí CO2 là 0,3% và CH4 là 0%)

Để thông gió khi tiến hành đào đường lò dọc vỉa vận chuyển khu II vỉa

10 mức -46, tiết diện 6,4m2; chiều dài 600m Người ta sử dụng 2 quạt gió cục

bộ YBT-62-62 công suất điều chỉnh 25kw, kết hợp với ống gió vải 600mm

để thông gió Phương pháp này đã đáp ứng được yêu cầu thiết kế Q=3,0m3/s; điều kiện khí hậu, nhiệt độ tại nơi làm việc đảm bảo theo quy phạm an toàn (t0=29.50; nồng độ khí CO2 là 0,3% và CH4 là 0%)

Ở công ty than Mông Dương: khi đào đường lò vận chuyển -97,5 H10

với tiết diện đào 13,1m2 chiều dài 1600m Để thông gió Công ty đã sử dụng 3 quạt cục bộ VMEU- 6/1-01 công suất 25kw đặt phân tán dọc theo đường ống gió vải 600mm Tuy nhiên phuơng pháp này đã không đáp ứng đựoc yêu cầu thiết kế Cụ thể lưu luợng gió đựơc đưa vào gương là 1,5m3/s t0=30.50; nồng độ khí CO2 là 0,3% và CH4 là 0,2%

Khi đào đường lò dọc vỉa -97,5 G9 - Vũ Môn với tiết diện đào 9,8m2, chiều dài thiết kế 1100m Công ty than Mông Dương sử dụng 1 quạt gió cục

bộ YTB-30 công suất 30kw kết hợp với ống gió vải 600 mm thông gió cho

đường lò này Tuy nhiên khi chiều dài đường lò được 600m đã không đáp ứng được yêu cầu thông gió Lưu luợng gió đưa vào gương là 3,2 m3/s ; t0=31,50; nồng độ khí CO2 là 0,4% và CH4 là 0,2%

- Ở Công ty than Quang Hanh: khi tiến hành đường lò xuyên vỉa cho

các vỉa 12,13,14 mức -50 với chiều dài 300m, tiết diện đào 15,9m2 đã sử dụng

2 quạt cục bộ YBT-52-2 công suất 18,5kw kết hợp với ống gió Kết quả áp dụng đã đáp ứng được yêu cầu lưu luợng gió sạch đưa vào gương khi đào

Khi đào đường lò dọc vỉa cánh Đông vỉa 14 mức -50 với chiều dài 500m, tiết diện đào 12,9m2 Người ta đã sử dụng 2 quạt cục bộ YBT-22 công suất kết hợp với ống gió 600mm để phục vụ công tác thông gió Kết quả áp dụng đã đáp ứng được yêu cầu lưu luợng gió sạch đưa vào guơng khi đào cũng như điều kiện vi khí hậu

Khi tiến hành đào đường lò xuyên vỉa I cụm vỉa 4,5,6 mức -50 khu Nam, với tiết diện đào 15,9m2, chiều dài 450m Để phục vụ công tác thông gió khi đào lò, người ta đã sử dụng 1 quạt cục bộ VME-6 công suất 25kw kết hợp với ống gió 600mm Qua kiểm tra kết quả đạt được không đảm bảo yêu cầu thiết kế Cụ thể: lưu luợng gió đưa tới gương lò Q=3,4m3/s; t0=30,50C; C02 = 0,3%; CH4=0,1%

Cũng ở công ty này khi tiến hành đào đường lò dọc vỉa mức -64 vỉa 10 cánh Bắc với chiều dài 250m, tiết diện đào 12,9m2 Để phục vụ công tác thông gió khi đào lò, người ta đã sử dụng 1 quạt cục bộ YBT-11 công suất 11kw kết hợp với ống gió 600mm Kết quả không đáp ứng được điều kiện

vi khí hậu, cũng như lưu luợng gió đưa tới gương lò Cụ thể: lưu luợng gió đưa tới gương lò Q=3,2 m3/s; t=31,50C nồng độ khí CO2 là 0,35% và CH4 là

0,1%

Như vậy thực tế việc ghép các quạt nối tiếp để thông gió khi đào lò không phải mỏ nào cũng đạt được hiệu quả Một trong những nguyên nhân có thể do chưa thực hiện đúng như việc tính toán thiết kế khi đào đường lò có chiều dài lớn, cũng như chất lượng ống gió kém

nên đôi khi không đạt hiệu quả kinh tế, kỹ thuật

- Hiện tượng rò gió, sức cản cục bộ tương đối lớn tại các vị trí nối các đoạn ống gió với nhau Nguyên nhân do kỹ thuật nối ghép các đoạn ống gió chưa đảm bảo yêu cầu

- Một số đường lò đào trong vùng đất đá mềm yếu, nên một số vị trí đường lò biến dạng và đè bẹp ống gió và làm tăng sức cản ống gió, dẫn đến công tác thông gió gặp không ít khó khăn

- Trong những năm gần đây, khi đào đường lò tương đối dài ở các Công ty đã sử dụng quạt gió 2 cấp và hạn chế được việc đặt các quạt nối tiếp trong đường lò, đảm bảo an toàn, ngăn ngừa hiện tượng quẩn gió khi các quạt nối tiếp đặt xa nhau

- Một số quạt cục bộ sử dụng trên thực tế không đảm bảo đặc tính ban đầu (do sử dụng lâu năm, đôi khi do sửa chữa lại) hoặc các quạt công suất nhỏ dẫn đến khả năng đảm bảo lưu lượng gió không đáp ứng yêu cầu theo tính toán

Chương 2 PHƯƠNG PHÁP THÔNG GIÓ VÀ THIẾT BỊ THÔNG GIÓ

KHI ĐÀO ĐƯỜNG LÒ

2.1 Lựa chọn phương pháp thông gió khi đào đường lò

2.1.1.Các phương pháp thông gió khi đào đường lò

Khi đào đường lò có chiều dài lớn cần chú ý đặc biệt đến việc thông gió Thông gió cần đảm bảo cung cấp liên tục không khí sạch cần thiết đến gương lò

để hoà loãng các chất khí độc hại đến giới hạn an toàn cho phép, sau khoảng thời gian từ 20 - 30 phút, hoà loãng các chất khí thoát ra từ đất đá xung quanh đến nồng độ an toàn và đưa chóng ra khỏi gường lò, hoà loãng bụi và đưa ra khỏi gương lò do kết của sự phá vỡ đất đá và đảm bảo hiệu quả kinh tế thông gió

Thông gió cho các đường lò khi đào có thể thực hiện một trong những phương pháp sau

- Thông gió tự nhiên do hiện tượng khuếch tán rối của không khí

- Thông gió bằng khí ép tiến hành nhờ khí ép trực tiếp từ đường ống vào gương lò hoặc áp dụng Ejectơ

- Thông gió nhờ hạ áp chung của mỏ:

+ Sử dụng đường lò song song;

+ Sử dụng thành chắn dọc hoặc ống dẫn gió cứng

+ Sử dụng lỗ khoan hoặc giếng nhỏ;

+ Sử dụng ống dẫn gió

- Thông gió nhờ quạt cục bộ (chạy bằng điện, khí ép, thuỷ lực)

- Thông gió bằng phương pháp hỗn hợp

Phân tích các phương pháp thông gió ở trên chúng ta thấy rằng:

- Thông gió tự nhiên nhờ sự khuếch tán rối và khuếch tán phân tử, quy định an toàn cho phép khi đường lò có chiều dài không quá 10 mét;

Phân nhóm các phương pháp thông gió cục bộ

- Sử dụng khí ép thải từ các thiết bị hoạt động bằng khí ép để thông gió cho đường lò có chiều dài lớn không đưa đến hiệu quả cao, bởi vì không đảm bảo cung cấp không khí liên tục đến gương lò cũng như về lượng không khí Thông gió cho đường lò khi đào nhờ tính toán khí ép theo đường ống bằng cách trực tiếp không có hiệu quả, vì nó không đảm bảo làm sạch nhanh chóng toàn bộ chiều dài đường lò có hỗn hợp các chất khí độc hại Ngoài ra giá thành thông gió rất cao

- Sử dụng Ejectơ để thông gió có kinh tế hơn, nhưng trong đa số các trường hợp là không hợp lý và nhược điểm về năng suất Theo giáo sư I.M.Petruka, chỉ sử dụng Ejectơ để thông gió cho các đường lò có chiều không lớn hơn 100 - 120 mét Tuy nhiên, khi sử dụng Ejectơ phối hợp với phương pháp khác để thông gió cho khoảng không gian gần gương lò, có thể cho hiệu quả kinh tế cao hơn;

- Các phương pháp thông gió nhờ hạ áp chung của mỏ để thông gió cho đường lò có chiều dài lớn sử dụng phổ biến hơn cả là hai phương pháp: dùng đường lò song song và thành chắn dọc Thông gió nhờ ống dẫn có tính đến hạ

áp chung của mỏ để thông gió cho đường lò có chiều dài lớn không thể áp dụng được Do chiều dài ống dẫn lớn hạ áp của mỏ không đủ để khắc phục sức cản đường ống;

- Thông gió cho đường lò dài dùng quạt cục bộ là phương pháp sử dụng rộng rãi và kinh tế nhất Nó đảm bảo độ tin cậy và hiệu quả cung cấp lượng không khí sạch đến gương lò;

- Thông gió bằng phương pháp hỗn hợp được tiến hành kết hợp một vài phương pháp khác nhau, khi đó đường lò thông gió nhờ hạ áp chung, phần lò cụt được thông gió bằng quạt cục bộ

Các phương pháp thông gió chung khi đào lò được phân chia theo sơ

đồ hình 2.1

Bảng 2.1 Các phương pháp thông gió chủ yếu khi đào lò

ống

7

Các quạt đặt theo buồng kín dọc đường

lò

8 Sử dụng quạt đa cấp

2.1.2 Các phương pháp thông gió nhờ quạt cục bộ

* Phương pháp thông gió hút:

Phương pháp thông gió này , không khí sạch chuyển dịch trên đường lò

để đến gương lò, còn không khí bẩn được hút ra khỏi gương lò qua đường ống nhờ quạt gió (hình 2.2) Không khí bẩn được hút trực tiếp về miệng ống gió, vùng hiệu quả thông gió phía trước miệng ống gió ngắn hơn nhiều so với phương pháp thông gió đẩy Phương pháp này sử dụng khi đào các đường lò dài và lượng thuốc nổ dùng nhiều và khi đào các đường lò nhanh, đồng thời dùng ở các mỏ không có khí nổ

- Gió sạch đi trong đường lò có thể bị làm bẩn trước khi đến gương lò;

- Vùng thống gió hiệu quả trước miệng ống gió nhỏ;

- Không dùng được ống gió mềm;

- Khả năng tạo điều kiện lao động tốt ở nơi có nhiệt độ cao là kém hơn

so với thông gió đẩy

H × n h 2 2 : P h u ¬ n g p h ¸ p t h « n g g i ã h ó t

* Phương pháp thông gió đẩy:

Với phương pháp thông gió này, quạt gió đặt ở đường lò có gió xuyên thông và cách cửa lò chuẩn bị đang đào về phía trước ít nhất là 10 mét (hình2.3) Ống gió thường dùng là ống gió mềm và được treo về một bên hông lò sát với nóc, cách hông và nóc lò 20 cm Đầu ống gió đẩy luôn cách gương một khoảng nhỏ hơn hoặc bằng 8 mét theo quy phạm an toàn Trong trường hợp không thể đưa ống gió đến gần gương lò với khoảng cách trên thì

có thể đặt ống xa hơn với điều kiện phải nối ống đẩy với bộ phận hội tụ gió;

Ưu điểm:

- An toàn đối với các đường lò đang đào có khí nổ;

- Tác dụng thông gió tốt và nhanh Do sử dụng luồng gió tự do có tốc

độ tương đối lớn làm khuếch tán hoà loãng bụi, khí độc nhanh Khoảng không gian gần gương nhanh chóng có điều kiện khí hậu rễ chịu;

- Sự rò gió trên đường ống phù hợp với quá trình làm loãng khí độc hại, khi luồng gió bẩn từ gương lò trở ra theo đường lò;

- Gương lò nơi có thiết bị làm việc được thông gió bằng luồng không khí sạch, không có khí mêtan

Nhược điểm:

- Khí bẩn và bụi chuyển dịch trên toàn bộ chiều dài đường lò, nơi có người làm việc và khi tốc độ gió trong đường lò nhỏ có khả năng tạo thành

các lớp khí mê tan trên nóc lò

- Cần lưu lượng và hạ áp quạt gió lớn hơn so với khi sử dụng phương pháp thông gió hút

Để quạt gió không làm việc với luồng gió quẩn từ gương lò ra, ngoài điều kiện cửa gió đặt trước cửa lò ít nhất về phía trước 10 mét, còn thêm điều kiện năng suất của quạt không được vượt quá 70% lưu lượng gió thông qua ở đường lò đặt quạt

H ×n h 2 3 : P h u ¬ n g p h ¸ p th « n g g i ã ® È y

* Phương pháp thông gió hỗn hợp (Hình 2.4):

Phương pháp này nên sử dụng khi đào các đường lò dài, lượng thuốc nổ

tiêu thụ lớn và khi đào đường lò nhanh Sử dụng hai đường ống, một đường ống chính dùng để hút không khí ở gương lò, một đượng ống phụ ngắn hơn dùng cho đẩy, với nhiệm vụ chính là quấy trộn và hoà loãng đều không khí bẩn

- Không áp dụng ở các đường lò có khí mêtan vì gió bẩn qua quạt hút

và quạt đẩy đặt ở trong vùng có nồng độ khí CH4 cao nên không an toàn;

- Giá thành thông gió lớn, không kinh tế

* Phương pháp thông gió khi đào cặp đường lò song song:

Theo sơ đồ minh họa số 1 ở bảng 2.1, khi đào các đường lò song người

ta có thể sử dụng các lò nối giữa chúng để phục vụ thông gió cho các gương

lò và nhờ hạ áp chung của mỏ, gió sạch theo lò song song đến họng sáo cuối cùng và trở lại theo đường lò song song kia Còn gió từ họng sáo cuối cùng đến gương chủ yếu nhờ ống gió dưới tác dụng của hạ áp chung hoặc nhờ quạt cục bộ Những lò nối phía sau được bịt kín bởi tường chắn Thành chắn có thể

là vật liệu như ván ghép, gỗ, gạch xỉ, bê tông, đá hộc

Để giảm rò gió gió qua thành chắn khi đường lò dài, nó có thể được chát bởi bitum mác 5 và vazolin kỹ thuật, khi chát được tiến hành bằng súng phun có áp suất lớn;

Ở Anh người ta sử dụng nhũ tương tổng hợp phun vào tường chắn, thành phần của nó gòm mủ cao su và mủ pôliclôvimul trong nước;

Thực tế một số nước, người ta sử dụng thành chắn không khí từ tâm pôliclôvimul, sợi thuỷ tinh, nó có thể áp dụng cho đường lò có chiều dài bất kỳ;

Ưu điểm của phương pháp thông gió nhờ hạ áp chung của mỏ bằng đào đường lò song song: đảm bảo thông gió khá chắc chắn và loại trừ được hiện tượng quẩn gió ở gương lò, có khả năng thông gió cho đường lò có chiều dài không giới hạn, có khả năng cấp cho đường lò một lượng gió lớn Tuy nhiên nhược điểm của phương pháp là rò gió qua các thành chắn của các lò nối rất lớn đôi khi lên đến 50ữ70% lượng gió đi vào đường lò, tốc độ gió ở gương lò tương đối nhỏ Chế độ dịch chuyển của gió qua các công trình thông gió giữa các đường lò song song thường là bậc hai hoặc gần bậc hai Giá thành thông gió khi sử dụng phương pháp này tương đối cao, gây tổn thất khoáng sản do

để lại trụ bảo vệ và có thể gây hiện tượng cháy than khi đào lò trong than

* Thông gió sử dụng thành chắn dọc hoặc ống gió cứng:

Để thông gió cho các gương lò khi đào với chiều dài nhỏ hơn 60 mét theo quy phạm an toàn, có thể sử dụng thành chắn dọc hoặc ống gió kim loại Tuy nhiên trong thực tế những trường hợp đã biết, thông gió bằng phương pháp dùng thành chắn dọc cho lò có chiều dài đến 2500 mét, khi có điều kiện

rò gió qua thành chắn nhỏ Trong thời gian hiện nay khả năng hiện thực đã có tường chắn bằng vật liệu tổng hợp, có tính chống thấm cao, điều đó cho phép thông gió bằng thành chắn dọc cho đường lò có chiều dài lớn;

Thành chắn dọc được làm bằng vải bạt, gỗ, đôi khi xây bằng gạch đá;

Ở Mỹ người ta sử dụng màng mỏng từ vật liệu tổng hợp để làm thành chắn, nó được sản xuất công nghiệp cuốn thành rulô có chiều dài 30 mét và chiều rộng 2,4 mét;

Thành chắn dọc chia đương lò chuẩn bị thành hai phần: một phần dẫn gió sạch đến gương lò, phần kia đưa gió thải ra ngoài

Thông gió nhờ hạ áp chung của mỏ nhờ sử dụng thành chắn dọc là phương pháp đơn giản, dễ thực hiện Sự rò gió qua thành chắn dẫn đến hiệu quả thông gió không cao nhất là khi chiều dài đường lò lớn Để khắc phục nhược điểm của phương pháp trên, trên thực tế sử dụng ống dẫn gió kim loại

với thành chắn ngang (hình 2.5) Với phương pháp này sự rò gió giảm đi Tuy nhiên, hiệu quả thông gió cũng chỉ đạt khi chiều dài đường lò khi đào không quá 100 mét

H×nh 2.5: Th«ng giã nhê èng giã kim lo¹i víi thµnh ch¾n

* Phương pháp thông gió nhờ các lỗ khoan

Trong thực tế mỏ, khi các đường lò gần mặt đất, người ta có thể sử dụng sơ đồ thông gió này để thông gió cho các đường lò qua một khoảng cách nhất định Khi đó cứ cách 50 đến 100 mét, người ta khoan các lỗ khoan với đường kính 200 - 400 mét từ mặt đất đến đường lò đang đào và với thành chắn dọc gió sạch được đưa đến gương lò nhờ hạ áp chung của mỏ, gió thải từ gương lò nhờ thành chắn dọc và hạ áp chung của mỏ, sau đó qua lỗ khoan ra ngoài Các lỗ khoan cũng có thể được khoan từ tấng trên nếu có đường lò dẫn gió bẩn ra ngoài;

Đôi khi vị trí lỗ khoan, người ta đào giếng nếu đó là nối thông lên mặt đất, hay lò thượng nếu đường lò được nối lên tầng phía trên;

Thành chắn dọc có thể được làm bằng gỗ, vải bạt hoặc dùng đoạn ống sắt nối tới gương lò;

Hiệu quả Phương pháp thông gió này phụ thuộc vào sức cản động lực, đường kính và chiều dài lỗ khoan;

Ưu điểm của phương pháp thông gió này: thông gió cho đường lò có chiều dài lớn, đảm bảo độ tin cậy khi thông gió nhờ hạ áp chung của mỏ Có khả năng áp dụng các lỗ khoan để tháo khí khi khai thác các vỉa có khí (việc

áp dụng phương pháp phụ thuộc vào chiều sâu của đường lò kể từ mặt đất)

Nhược điểm: không có khả năng cung cấp lượng không khí lớn cho gương lò vì sức cản các lỗ khoan lớn Khi chiều dài lỗ khoan lớn thì phương pháp thông gió này không hiệu quả và không kinh tế

* Thông gió nhờ quạt công suất lớn

Thay vì thông gió nhờ hạ áp chung do quạt gió chính tạo ra, người ta có thể sử dụng một quạt có đủ công suất để thông gió cho đường lò đang đào Nhìn chung các phương pháp thông gió dùng quạt cho đường lò có chiều dài lớn đảm bảo hoàn toàn chắc chắn và hiệu quả cung cấp không khí sạch đến gương lò Ở phương pháp thông gió này, gió sạch được đưa đến gương lò nhờ

hạ áp của quạt cục bộ tạo ra, kết hợp với ống dẫn gió, gió thải được thoát ra khỏi gương lò nhờ áp lực quạt cục bộ qua đường lò ra hòa vào mạng gió chung của mỏ Nó là phương pháp thông gió kinh tế nhất, thuận lợi nhất so với các phương pháp thông gió khác Phương pháp này có triển vọng liên quan đến việc chế tạo đường ống gió bằng vật liệu tổng hợp có nhiều ưu điểm

so với vật liệu khác (sức cản không lớn, rò gió nhỏ) Thông gió cho lò cụt có kết quả tốt hay không là hoàn toàn phụ thuộc vào lựa chọn thiết bị quạt, cũng như chất lượng lắp đặt đường ống và duy trì trong điều kiện tốt;

Khi thông gió bằng quạt có công suất lớn đặt đầu đường ống thường áp dụng cho những đường lò có tiết diện lớn, với điều kiện phải có quạt đủ lớn đi liền với ống gió có đường kính lớn;

Phương pháp thông gió này hiệu quả khi đào đường lò dài, diện tích lớn, tiết kiệm chi phí bắc nối các quạt tiếp theo;

Nhưng khi đào các đường lò có chiều dài chưa đủ lớn sẽ gây lãng phí

năng lượng do quạt thừa công suất, phải chi phí vật liệu làm ống gió lớn

* Thông gió bởi các quạt nối ghép kề nhau

Sử dụng hai quạt ghép nối tiếp kề nhau gió sạch tới gương lò nhờ hạ áp các quạt gió ghép nối tiếp kề nhau, gió thải được đưa ra ngoài nhờ hạ áp của các quạt gió cục bộ rồi qua toàn bộ chiều dài đường lò, sau đó hòa vào mạng gió chung của mỏ Khi tiến hành đào các đường lò dài trong vùng có nguy cơ

nổ khí và bụi thì phương pháp này đã hạn chế đến mức thấp nhất nguy cơ nổ khí và bụi Các quạt gió sẽ đợc lắp đặt dần theo mức độ tiến xa của gương lò

và được đặt trên luồng gió sạch Tuy nhiên mức độ rò gió ở vị trí đoạn gép nối tiếp giữa hai quạt và trên đường ống lớn, vì áp suất ở đầu đường ống cạnh

vị trí đặt quạt rất cao (tốt nhất là sử dụng ống gió cứng) Hơn thế nữa để loại trừ sự ảnh hưởng lẫn nhau của các quạt gió khi làm việc, nên chọn quạt gió có cùng đặc tính kỹ thuật

* Thông gió nhờ các quạt phân tán dọc theo đường ống

Bố trí các quạt gió phân tán dọc theo đường ống: Gió sạch được đưa đến gương lò nhờ hạ áp của quạt thứ nhất qua hệ thống ống dẫn gió tới quạt gió tiếp theo và hệ thống ống dẫn gió tới gương lò Gió thải được đưa ra gương qua toàn bộ chiều dài đường lò ra kết hợp với mạng gió chung của mỏ Phương pháp này tương đối nguy hiểm khi đương lò đào trong khu vực có khí

nổ, khí độc, bởi mộ lượng gió thải lại được hút trở lại qua các khe hở của các mối nối ống gió

* Thông gió bởi các quạt đặt trong buồng kín

Các quạt cục bộ đặt trong buồng kín dọc đường lò: Gió sạch được quạt gió thứ nhất đẩy qua hệ thống ống gió vào các buồng kín Ở đây quạt tiếp theo hút gió ở buồng kín qua hệ thống ống gió tiếp theo đẩy vào gương lò Gió thải được đẩy qua toàn bộ chiều dài đường lò ra ngoài Phương pháp này đảm bảo thông gió tốt tới các gương lò, sử dụng rất hiệu quả khi đào các đường lò trong

vùng có khí độc, khí nổ Tuy nhiên phương pháp này phải chi phí thêm cho việc đào các buồng kín, độ rò gió phụ thuộc chủ yếu vào độ kín của buồng kín

* Thông gió sử dụng các quạt đặt trong buồng hở

Các quạt cục bộ đặt trong buồng hở dọc đường lò Gió sạch được quạt gió thứ nhất đẩy qua hệ thống ống gió vào các buồng hở Ở đây quạt tiếp theo hút gió ở buồng hở qua hệ thống ống gió tiếp theo đẩy vào gương lò Gió thải được đẩy qua toàn bộ chiều dài đường lò ra ngoài Phương pháp thông gió này không đảm bảo an toàn khi đào các đường lò trong vùng có khí độc, khí cháy trong khi đó lại phải thêm chi phí đào các buồng đặt quạt

Ngoài ra còn có các loại thông gió khác, như thông gió hút, thông gió hỗn hợp:

2.1.4 Lựa chọn phương pháp thông gió

Căn cứ vào yêu cầu thông gió cho các đường lò khi đào cũng như độ xuất khí mêtan ở các mỏ hầm lũ Cụng ty than Hũn Gai Luận văn đề xuất phương pháp thông gió khi đào đường lò dài

- Phương pháp thông gió: thông gió đẩy;

- Thiết bị thông gió: quạt cục bộ và ống dẫn gió;

* Một số giải pháp nâng cao hiệu quả thông gió;

+ Khi đào các đường lò dài phải xác định được chiều dài thông gió tối đa

khi một quạt hoặc một cấp quạt (đối với quạt đa cấp) có thể đảm bảo được lưu

lượng gió theo yêu cầu tới gương lò

+ Lưu lượng gió quạt tạo ra có khả năng hoà loãng các loại khí độc, khí

nổ và bụi ra khỏi gương lò một cách nhanh nhất, đảm bảo lượng oxy trong gương lò theo quy phạm, nhiệt độ luôn nhỏ hơn 300C và tốc độ gió trong đường lò nằm trong giới hạn cho phép bởi quy phạm an toàn

+ Ống gió được sử dụng phải đảm bảo sức cản nhỏ, có độ bền cao và độ cách gió tốt Công tác thi công lắp đặt các đoạn ống gió phải đảm bảo đúng

yêu cầu kỹ thuật, hạn chế lượng gió rò qua các chỗ nối ống gió, ống gió cần phải được treo trên hông đường lò, đúng vị trí và giữ được độ căng cần thiết, hạn chế các đoạn cua quá gấp làm tăng sức cản của ống gió

+ Sử dụng quạt cục bộ và ống dẫn gió phải phù hợp Không nên sử dụng ống gió đường kính nhỏ với quạt công suất lớn Định hướng trang bị các đoạn ống gió có chiều dài 50m những đoạn ống gió ngắn hơn đặt xa quạt cục bộ + Trong quá trình đào các đường lò dài khi hạ áp một quạt không đủ có thể ghép nối tiếp các quạt gần nhau đặt ở vị trí có luồng gió sạch hoặc quạt đặt phân tán trong các buồng kín để đảm bảo an toàn khi các đường lò có khí nổ Tuy nhiên khi sử dụng các quạt gió đặt kề nhau thì hạ áp đầu ống gió tương đối lớn Điều này đòi hỏi ống gió phải có độ bền cơ học tốt Có thể sử dụng một quạt công suất lớn để thông gió khi đào lò, nhưng nếu khi đào đường lò chưa đủ dài sẽ dấn đến hiện tượng lưu lượng gió ở gương lò lớn, lãng phí năng lượng điện Khi các quạt ghép nối tiếp phân tán dọc theo đường ống thường xảy ra hiện tượng quẩn gió cũng như sụt áp trên đường ống, ống gió với miệng hút của quạt Trên thực tế khi sử dụng phương pháp này với ống gió mềm thường xảy ra hiện tượng bóp méo đoạn ống gió nối với quạt tiếp theo

Hình 2.6: Các quạt gió ghép nối tiếp phân tán dọc theo đường ống:

a Khoảng cách các quạt tính theo lý thuyết

b Các quạt gió đặt quá xa nhau gây hiện tượng sụt áp

c Vị trí cần thiết đặt các quạt theo thiết kế

Khắc phục các phương án nêu trên, khi đường lò có khí nổ và chiều dài lớn, cần chọn quạt cục bộ đa cấp phù hợp theo yêu cầu thông gió cho gương lò

Như vậy, để thông gió đạt được kết quả mong muốn, cải thiện được điều kiện

vi khí hậu nơi làm việc, đảm bảo đúng quy phạm an toàn đã quy định đối với nhiệt độ, lưu lượng gió tới gương lò, tốc độ gió ở trong đường lò và có thể hòa loãng hoàn toàn các khí độc, nồng độ bụi trong gương lò Xuất phát từ các lập luận nêu trên, đối với các đường lò có khí nổ cần phải bố trí các quạt đặt ngoài cửa

lò (ở luồng gió sạch) Hợp lý nhất khi đào đường lò có chiều dài lớn và sử dụng

quạt đa cấp và ống gió có chất lượng tốt, đặc biệt các đoạn ống đặt gần quạt

2.2 Quạt cục bộ và ống dẫn gió

2.2.1.Quạt cục bộ

Ở Việt Nam các mỏ khai thác hầm lò chủ yếu tập trung ở vùng Quảng Ninh, có rất nhiều loại quạt gió cục bộ từ nhiều nước sản xuất như

Nga, Trung Quốc, Ba Lan, Đức… đã và đang sử dụng để thông gió cho

các đường lò khi đào Đặc biệt ở một số mỏ, tổng công suất của các thiết

bị quạt cục bộ đang sử dụng lớn hơn nhiều công suất của quạt gió chính Việc xác định đầy đủ các đặc tính của thiết bị thông gió cục bộ có ý nghĩa rất lớn trong việc tính toán thiết kế thông gió khi đào lò ở các mỏ Vì vậy, cần phải xác định được đặc tính động lực học của chúng

2.2.1.1 Phân loại quạt cục bộ

Trong các mỏ hầm lò ở trên thế giới và Việt Nam, quạt cục bộ được dùng để thông gió rất đa dạng, dựa vào các đặc điểm khác nhau để phân loại quạt theo các chỉ tiêu sau:

a Theo nguyên tắc hoạt động

Trong trường hợp này các quạt được phân ra:

- Quạt hướng trục: là loại quạt có hướng gió vào và hướng gió ra khỏi bánh công tác đồng phương với trục của quạt

- Quạt ly tâm: là loại quạt có hướng gió ra khỏi bánh công tác vuông góc với trục của quạt

Các loại quạt cục bộ sản xuất ở một số nước được trình bày ở bảng 2.2

Bảng 2.2 Các loại quạt sản xuất ở một số nước

1 Liên Xô Prokhodka-500-2M,

CBM-5, CBM-6M, BM-4, BM-5, BM-6, VME-8-90

CTД, N05, N06, N07,

N08, BЦПД-8Y BBД N08, N08, N09

2 Rumani 400, 500, 550,

VE-700, VP-400

3 Anh VE508-2x9-3, VE610-11-3, EF-4,

EF-5, EF-6

4 Pháp F-5, F-6, I-5, I-6

5 Bungari EP-409, EF-512, EF-560

6 Đức VS-630, ES3-6, EF4-15, ES5-100,

ES6-60, ES7-300,

7 Trung Quốc JBT-11, YBT-22, YBT-30, YBT-11,

YBT-62-2, FBD-7.1, FBD-7.5, FBD-8, FBD-10,

DBKJ No- 7.5

b Theo hạ áp quạt tạo ra

- Quạt có hạ áp nhỏ: Là loại quạt có hạ áp nhỏ hơn 150mmH2O

- Quạt có hạ áp trung bình: Là loại quạt có hạ áp từ 150-350mmH2O

- Quạt có hạ áp lớn: Là loại quạt có hạ áp lớn hơn 350mmH2O

Phân loại quạt theo hạ áp được giới thiệu ở bảng 2.3

Bảng 2.3 Phân loại quạt theo hạ áp

BM-300, BMΠ-300,

BM-400, BMΠ-400,

CBM-5, BΠ-4, CF-3,

CF-4, CF-5, EF-409,

VE-400, VE-5, ES3-6,

ES4-15, ES4-45,

YBT-1.1, YBT-5.5, YBT-4,

YBT-51-2

BM-6, BΠM-5, Prokhodka-500, CBM-6M, BΠ-5, EF-5, CF-5, I-5, I-6, EF-512, EF-

560, VE-500, YBT-52-2

YBT-30, VME-8-90, FBD-7.1, FBD-8, FBD-7.5, FBD-10, FBD-11, BM-700, BM-800, BBД-N011, MЦ-N010, MЦ-N011

c Theo dạng năng lượng sử dụng

Căn cứ vào các dạng năng lượng sử dụng người ta phân ra các loại quạt như sau:

- Quạt dùng năng lượng điện

- Quạt dùng năng lượng khí ép

- Quạt dùng năng lượng thuỷ lực

Các thiết bị quạt sử dụng các dạng năng lượng khác nhau được giới thiệu ở bảng 2.4

Bảng 2.4 Phân loại các thiết bị quạt theo năng lượng

5 VP-300, VP-400, VP-500

BM-5

d Theo số cấp công tác

- Quạt đơn cấp có cấu tạo gồm một bánh công tác (một động cơ)

- Quạt đa cấp gồm nhiều bánh công tác với các động cơ độc lập Ví dụ: Quạt seri DBKJ, 2BKJ của Trung Quốc, FV2P-D2V của Nhật Bản, VVM-7 của Nga

2.2.1.2 Đặc tính động lực của quạt gió

Đường đặc tính động lực học của quạt được thể hiện trên hệ trục toạ độ(Hình 2.7, hình 2.8, hình 2.9, hình 2.10), biểu diễn sự phụ thuộc giữa hạ áp, công suất, hiệu suất với lưu lượng của quạt ứng với tốc độ quay nhất định

4 5 6 7 8 9 10 11 12 40

Hình 2.8: Đường đặc tính quạt cục bộ FBD-No7.1

2 50