Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания
5.1. Вентиляторные установки главного и местного проветривания
Назначение и классификация. Вентиляторные установки предназначены для непрерывного проветривания горных выработок шахт и рудников и создания в них нормальных атмосферных условий. По назначению они делятся на главные вентиляторные установки, вспомогательные и местного проветривания.
Главные вентиляторные установки служат для проветривания всех действующих выработок шахты или рудника, за исключением глухих (тупиковых) забоев. Они размещаются на поверхности у устьев герметически закрытых стволов или штолен в центре шахтного поля при центральной схеме проветривания и на его флангах при диагональной схеме и пропускают весь воздух, проходящий по шахте (руднику) или ее крылу [1].
Вентиляторная установка включает вентилятор (вентиляторы) и подсоединенные к нему электродвигатели, входные и выходные устройства (подводящие каналы, диффузор, выходную часть и вспомогательные устройства для переключения и реверсирования воздушной струи), а также пускорегулирующую и контролирующую аппаратуру и звукопоглощающие устройства.
Под вентилятором понимается агрегат, состоящий из корпуса, ротора, направляющих и спрямляющих аппаратов, с присоединенными к нему коллектором и входной коробкой.
Вспомогательные вентиляторные установки предназначены для проветривания стволов и капитальных выработок при их проходке, камер и выработок околоствольного двора при эксплуатации шахт и рудников, а также отдельных их участков. Они располагаются на поверхности вблизи ствола или шурфа. В зависимости от назначения, вспомогательная вентиляторная установка может иметь один или два вентилятора и соответственно один или два электродвигателя и один или два комплекта электрооборудования; может иметь реверсивные и переключающие устройства, вентиляционные каналы или воздуховоды.
Вентиляторные установки местного проветривания состоят из вентиляторов с приводами, вентиляционных воздуховодов, пусковой аппаратуры и аппаратуры контроля и автоматизации. Они снабжаются одним и реже двумя вентиляторами.
В соответствии с назначением вентиляторы также подразделяют на вентиляторы главные, вспомогательные и местного проветривания. Эти группы вентиляторов существенно отличаются своими параметрами, а вентиляторы местного проветривания – и конструкцией.
Вентиляторы, применяемые в горной промышленности, представляют собой турбомашины, которые по принципу действия делятся на две большие группы – осевые и центробежные вентиляторы.
По числу ступеней вентиляторы выполняются одноступенчатыми (центробежные) и многоступенчатыми (осевые).
В зависимости от расположения вала вентиляторы бывают горизонтальными и вертикальными.
По ГОСТ 11004-75 рекомендуется изготовлять осевые вентиляторы на номинальные давления от 100 до 400 даПа, центробежные (радиальные) – на номинальные давления от 250 до 710 даПа [1].
Сравнительная оценка осевых и центробежных вентиляторов
Оба типа вентиляторов имеют свои преимущества и недостатки. По сравнению с центробежными, осевые вентиляторы позволяют более просто реверсировать воздушную струю (без обводных каналов) и имеют большие возможности регулирования режимов работы (поворотом лопаток направляющего аппарата и рабочих колес). Они обладают меньшими габаритами и массой при значительных производительностях, а также более высоким внутренним к.п.д. Их удобнее включать на последовательную работу. В то же время осевые вентиляторы имеют следующие недостатки: форма их характеристик – седлообразная, что создает предпосылки для неустойчивой работы вентиляторов, особенно при параллельной работе; сильный шум при работе со скоростями
90 – 95 м/с и более; подшипники ротора недоступны для осмотра, что ведет к снижению надежности вентиляторов; большая чувствительность к точности балансировки ротора.
У центробежных вентиляторов отсутствуют эти недостатки. Окружные скорости их рабочих колес достигают 120 – 125 м/с. Они обладают, по сравнению с осевыми, большими напорами. Однако глубина экономичного регулирования у центробежных вентиляторов меньше, чем у осевых. При больших подачах и малых напорах получается низкая частота вращения их рабочих колес и требуется установка редуктора между вентилятором и двигателем.
Поэтому центробежные вентиляторы целесообразно применять при малых расходах и больших давлениях, где осевые будут иметь большие скорости и высокий уровень шума. Осевые вентиляторы целесообразно, наоборот, использовать при сравнительно небольших давлениях (до 350 даПа), которые способны обеспечить осевые вентиляторы при скорости до 80 м/с [1].
Серийно выпускаемые осевые и центробежные вентиляторы примерно равноценны по экономичности.