Leitfaden zur Minenbelüftungstechnik
Bis zum Beweis des Gegenteils ist ein geringer Luftstrom ein Systemproblem
Wenn der Luftstrom an einer unterirdischen Arbeitsfläche geringer ist als erwartet, scheint eine Vergrößerung der Ventilatorgröße oder Motorleistung die schnellste Lösung zu sein. In der Praxis ist der Ventilator nur ein Teil des Luftstromsystems.
Der Luftstrom, der tatsächlich den Schacht erreicht, hängt vom Betriebspunkt des Ventilators sowie von der Kanallänge, dem Durchmesser, der Leckage, den Biegungen, den Einschränkungen, dem Installationszustand und der weiteren Entwicklung der unterirdischen Fahrbahn ab.
01
Fanpflicht
Der Ventilator muss den erforderlichen Luftstrom mit dem vom eigentlichen Lüftungssystem erzeugten Druck liefern.
02
Kanalwiderstand
Länge, Durchmesser, Bögen, Übergänge und Oberflächenbeschaffenheit bestimmen den Druckverlust entlang der Strecke.
03
Zugestellter Luftstrom
Leckagen, Schäden und Einschränkungen bestimmen, wie viel des vom Ventilator erzeugten Luftstroms tatsächlich die Ortsbrust erreicht.
Systemperspektive
Der Ventilator ist nur ein Teil des Lüftungskreislaufs
Erforderlicher Lüfterdruck=Kanalreibung + Biegungen und Übergänge + lokale Verluste + Leckagezugabe + erforderlicher Systemspielraum
Hierbei handelt es sich eher um einen technischen Rahmen als um eine Projektberechnung. Der tatsächliche Widerstand sollte anhand der tatsächlichen Kanalroute, des Luftstrombedarfs, der Installationsbedingungen und des anwendbaren Grubenlüftungsdesigns bewertet werden.
Häufige Ursachen für geringen Luftstrom
Fünf Kanalprobleme, die Sie überprüfen sollten, bevor Sie die Lüfterkapazität erhöhen
In unterirdischen Lüftungssystemen über große Entfernungen können mehrere relativ kleine Verluste zu einer erheblichen Reduzierung des zugeführten Luftstroms führen. Daher sollte vor dem Austausch des Ventilators die komplette Kanalführung überprüft werden.
01 · Leckage
Schlechte Verbindungen und beschädigte Kanalabschnitte
Luft, die durch lockere Verbindungen, Risse oder beschädigte Kanalabschnitte entweicht, gelangt nie bis zum Kopf. Leckagen werden immer wichtiger, je länger der Belüftungsweg wird.
02 · Einschränkung
Knicke, Zusammenbruch oder schlechte Kanalausrichtung
Ein lokal begrenzter Querschnitt-kann einen erheblichen zusätzlichen Widerstand erzeugen. Flexible Lüftungskanäle sollten entlang der gesamten Strecke und nicht nur in der Nähe des Ventilators überprüft werden.
03 · Durchmesser
Der Kanaldurchmesser ist für den erforderlichen Luftstrom zu klein
Eine höhere Luftgeschwindigkeit durch einen kleineren Kanal erhöht den Reibungsverlust. Eine Erhöhung der Ventilatorleistung ohne Überprüfung des Kanaldurchmessers kann das System in einen Betriebszustand mit viel höherem{1}Widerstand versetzen.
04 · Distanz
Der Lüftungsabstand hat sich vergrößert
Mit fortschreitendem Vortrieb wird der Lüftungskanal länger. Ein System, das zu einem früheren Zeitpunkt des Projekts ordnungsgemäß funktionierte, erfordert möglicherweise später eine größere Druckkapazität.
05 · Systemänderungen
Zusätzliche Bögen, Verbindungen oder Installationsänderungen
Vorübergehende Änderungen, zusätzliche Bögen, schlechte Übergänge, neue Kanalanschlüsse oder eine veränderte Ventilatorposition können den Systemwiderstand im Vergleich zur ursprünglichen Lüftungsanordnung erhöhen.
Dokumentierte Feldlektion
Ein echtes Minenbeispiel: Die Lüfterkapazität war nicht das ganze Problem
Eine Untersuchung der US Mine Safety and Health Administration aus dem Jahr 2019 liefert ein nützliches Beispiel dafür, warum die Kapazität des Hilfsventilators und der Zustand des Lüftungskanals gemeinsam überprüft werden sollten.
Was die Untersuchung ergab
Zur Belüftung eines Schachts, der ein explosives Methangemisch enthielt, wurde eine Hilfsventilator- und Kanalanordnung eingesetzt. In dem Bericht wurde dokumentiert, dass die ursprüngliche Anordnung nicht sehr effektiv war, da der Kanal in der Nähe des Schachtkragens geknickt war. Später wurde ein größerer Hilfsventilator hinzugefügt, während auch die Kanalanordnung geändert wurde, indem beim ersten Ventilator 24-Zoll-Rohre und beim größeren Ventilator 36-Zoll-Rohre verwendet wurden. Nachdem die überarbeitete Ventilator-Kanal-Anordnung in Betrieb war, begann der Methangehalt im Schacht deutlich zu sinken.
Ingenieursunterricht
Interpretieren Sie das Ergebnis nicht als „Ein größerer Fan hat es gelöst“
Die dokumentierte Reaktion umfasste sowohl eine Erhöhung der Ventilatorkapazität als auch eine geänderte Kanalanordnung. Die nützliche technische Lektion besteht darin, die Ventilatorleistung, den Kanaldurchmesser, die Kanalbeschränkungen und die Installationsbedingungen als ein Lüftungssystem zu bewerten.
Referenz: US Mine Safety and Health Administration, Untersuchungsbericht über tödliche Unfälle 2019.
Vor dem Erhöhen der Lüftergröße
Überprüfen Sie zunächst diese sieben Punkte
01
Gemessener Luftstrom
An der Fan- und Ortsbrust.
02
Kanaldurchmesser
Bestätigen Sie die tatsächlich installierte Größe.
03
Gesamtlänge
Aktuelle und geplante Distanz.
04
Leckage
Überprüfen Sie die Verbindungen und Schäden.
05
Knicke und Einschränkungen
Überprüfen Sie die gesamte Kanalstrecke.
06
Betriebspunkt des Ventilators
Vergleichen Sie die Systemleistung mit der Kurve.
07
Zukünftige Distanz
Ermöglichen Sie die weitere Minenentwicklung.
Überprüfung der Lüfterkapazität
Wenn tatsächlich ein höherer-Druck oder ein größerer Ventilator erforderlich sein könnte
Nachdem Undichtigkeiten, beschädigte Leitungen, Einschränkungen und Installationsprobleme überprüft wurden, zeigt der Betriebspunkt möglicherweise immer noch an, dass der vorhandene Ventilator nicht den erforderlichen Luftstrom bei Systemdruck liefern kann.
Lokale Belüftung
Normale Richtung des lokalen Lüftungsventilators
Geeignet, wenn erforderlicher Luftstrom und Kanalwiderstand innerhalb des überprüften Betriebsbereichs des ausgewählten lokalen Grubenlüftungsventilators bleiben.
Lokalen Minenfächer anzeigen →Höherer Widerstand
Counter-Rotierende lokale Lüfterrichtung
Eine entgegengesetzte Drehrichtung kann in Betracht gezogen werden, wenn das bestätigte System eine höhere Druckkapazität für längere Lüftungskanalrouten oder einen höheren{1}Widerstand erfordert.
FBD-Lüfter anzeigen →Technische Anfrage
Beim Arbeiten zu sendende Informationen-Gesichtsluftstrom ist zu niedrig
Die folgenden Informationen helfen dabei, ein Problem mit der Lüfterkapazität von einem Problem mit dem Lüftungssystem zu unterscheiden.
Faninformationen
• Vorhandenes Lüftermodell
• Motorleistung und Geschwindigkeit
• Lüfterkurve falls verfügbar
• Gemessener oder geplanter Luftstrom
• Gemessener oder erforderlicher Druck
• Motorleistung und Geschwindigkeit
• Lüfterkurve falls verfügbar
• Gemessener oder geplanter Luftstrom
• Gemessener oder erforderlicher Druck
Kanalinformationen
• Kanaldurchmesser
• Aktuelle und maximal geplante Länge
• Flexibler oder starrer Kanal
• Kurven und Übergänge
• Leckage, Beschädigung oder Knickzustand
• Aktuelle und maximal geplante Länge
• Flexibler oder starrer Kanal
• Kurven und Übergänge
• Leckage, Beschädigung oder Knickzustand
Meins / Überschrift
• Minen- oder Untertageprojekttyp
• Straßenabschnitt
• Abstand vom Lüfter zum Kurs
• Aktuelle Arbeitsflächenposition-
• Geplanter Entwicklungsabstand
• Straßenabschnitt
• Abstand vom Lüfter zum Kurs
• Aktuelle Arbeitsflächenposition-
• Geplanter Entwicklungsabstand
Projektbedingungen
• Gas- und Staubbedingungen
• Spannung und Frequenz
• Einbaulage des Ventilators
• Erforderliche Sicherheitskonfiguration
• Fotos der Kanalroute, falls verfügbar
• Spannung und Frequenz
• Einbaulage des Ventilators
• Erforderliche Sicherheitskonfiguration
• Fotos der Kanalroute, falls verfügbar
Häufig gestellte Fragen
Fragen zu Minenlüftungsventilatoren und -kanälen
Warum kann der Luftstrom niedrig sein, selbst wenn der Lüfter normal läuft?
Möglicherweise arbeitet der Lüfter gegen einen höheren Widerstand als erwartet. Lange Kanalstrecken, kleiner Durchmesser, Leckagen, Biegungen, Verengungen oder beschädigte Kanalabschnitte können den Luftstrom, der die Ortsbrust erreicht, beeinträchtigen.
Erhöht eine höhere Motorleistung automatisch den Luftstrom?
Nein. Die Motorleistung allein bestimmt nicht den Luftstrom. Das Zusammenspiel zwischen Lüfterleistungskurve und Anlagenwiderstand bestimmt den Betriebspunkt.
Wie wirkt sich der Lüftungsabstand auf die Auswahl des örtlichen Ventilators aus?
Längere Kanalstrecken erhöhen im Allgemeinen den Reibungsverlust. Daher sollte bei der Auswahl der maximal geplante Lüftungsabstand berücksichtigt werden, nicht nur die aktuelle Kursposition.
Wann sollte ein gegenläufiger Minenlüftungsventilator in Betracht gezogen werden?
Dies kann in Betracht gezogen werden, wenn bestätigte Luftstrom- und Druckanforderungen den geeigneten Betriebsbereich eines normalen lokalen Ventilators überschreiten, insbesondere in Kanalsystemen mit längerem Widerstand oder höherem Widerstand.
Sollte der Kanalzustand überprüft werden, bevor ein vorhandener Minenventilator ausgetauscht wird?
Ja. Wenn das eigentliche Problem eine übermäßige Leckage, ein geknickter Kanal oder ein erhöhter Systemwiderstand ist, bringt der Austausch des Lüfters ohne Korrektur des Lüftungswegs möglicherweise nicht die erwartete Verbesserung.
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Wichtiger Sicherheitshinweis
In diesem Artikel werden allgemeine Grundsätze für die Auswahl von Ventilatoren{0}}und-Kanälen erläutert. Er ersetzt keinen Grubenlüftungsplan, keine gesetzliche Lüftungsberechnung, keine Standortrisikobewertung oder die Anforderungen der zuständigen Bergbehörde. Änderungen der unterirdischen Belüftung sollten von qualifiziertem Grubenlüftungspersonal entsprechend den tatsächlichen Bedingungen im Bergwerk und den örtlichen Vorschriften überprüft werden.
Überprüfung der Minenbelüftung
Geringe Luftströmung an der Ortsbrust? Senden Sie die Ventilator- und Kanaldaten zusammen.
Senden Sie das vorhandene Ventilatormodell, den erforderlichen oder gemessenen Luftstrom und -druck, den Kanaldurchmesser, den aktuellen und geplanten Lüftungsabstand, den Leckagezustand, Installationsinformationen und die Minenumgebung zur vorläufigen technischen Überprüfung.