Guide d'ingénierie de ventilation des mines
Un faible débit d'air est un problème du système jusqu'à preuve du contraire
Lorsque le débit d’air sur un front de taille souterrain est inférieur à celui prévu, augmenter la taille du ventilateur ou la puissance du moteur peut sembler être la solution la plus rapide. En pratique, le ventilateur n’est qu’une partie du système de circulation d’air.
Le débit d'air qui atteint réellement le cap dépend du point de fonctionnement du ventilateur ainsi que de la longueur du conduit, du diamètre, des fuites, des coudes, des restrictions, des conditions d'installation et de l'évolution continue de la chaussée souterraine.
01
Devoir des fans
Le ventilateur doit fournir le débit d'air requis à la pression créée par le système de ventilation réel.
02
Résistance des conduits
La longueur, le diamètre, les virages, les transitions et l'état de la surface déterminent la perte de pression le long du tracé.
03
Débit d'air délivré
Les fuites, les dommages et les restrictions déterminent la quantité de flux d'air généré par le ventilateur qui atteint réellement le front de taille.
Perspective du système
Le ventilateur n'est qu'une partie du circuit de ventilation
Pression de ventilateur requise=Friction des conduits + Courbes et transitions + Pertes locales + Tolérance de fuite + Marge requise du système
Il s’agit d’un cadre d’ingénierie plutôt que d’un calcul de projet. La résistance réelle doit être évaluée à partir du tracé réel des conduits, des exigences de débit d'air, des conditions d'installation et de la conception de ventilation de la mine applicable.
Causes courantes d'un faible débit d'air
Cinq problèmes de conduits à vérifier avant d'augmenter la capacité du ventilateur
Dans les systèmes de ventilation souterraine-sur de longues distances, plusieurs pertes relativement faibles peuvent se combiner pour entraîner une réduction importante du débit d'air délivré. Le parcours complet des conduits doit donc être inspecté avant de changer le ventilateur.
01 · Fuite
Mauvais joints et sections de conduits endommagées
L'air qui s'échappe par des raccords desserrés, des déchirures ou des sections de conduits endommagées n'atteint jamais le cap. Les fuites deviennent de plus en plus importantes à mesure que la voie de ventilation s’allonge.
02 · Restriction
Plis, effondrement ou mauvais alignement des conduits
Une section transversale restreinte localement-peut créer une résistance supplémentaire substantielle. Le conduit de ventilation flexible doit être inspecté tout au long du parcours plutôt que seulement à proximité du ventilateur.
03 · Diamètre
Le diamètre du conduit est trop petit pour le débit d’air requis
Une vitesse d’air plus élevée dans un conduit plus petit augmente la perte par friction. Augmenter la capacité du ventilateur sans revoir le diamètre du conduit peut placer le système dans une condition de fonctionnement à résistance -beaucoup plus élevée.
04 · Distances
La distance de ventilation a augmenté
Au fur et à mesure que le cap avance, le conduit de ventilation s'allonge. Un système qui a fonctionné correctement plus tôt dans le projet peut nécessiter une plus grande capacité de pression plus tard.
05 · Modifications du système
Courbes, connexions ou modifications d'installation supplémentaires
Des changements temporaires, des coudes supplémentaires, de mauvaises transitions, de nouveaux raccordements de conduits ou une position de ventilateur déplacée peuvent augmenter la résistance du système par rapport à l'agencement de ventilation d'origine.
Leçon de terrain documentée
Un vrai exemple de mine : la capacité du ventilateur n’était pas le seul problème
Une enquête menée en 2019 par la US Mine Safety and Health Administration fournit un exemple utile de la raison pour laquelle la capacité du ventilateur auxiliaire-et l'état des conduits de ventilation-doivent être examinés ensemble.
Ce que l'enquête a enregistré
Un ventilateur auxiliaire et un ensemble de conduits ont été utilisés pour ventiler un puits contenant un mélange explosif de méthane. Le rapport indiquait que la disposition initiale n'était pas très efficace car le conduit était plié près du collet du puits. Un ventilateur auxiliaire plus grand a ensuite été ajouté, tandis que la disposition des conduits a également été modifiée en utilisant un tube de 24-pouces sur le premier ventilateur et un tube de 36-pouces sur le plus grand ventilateur. Après le fonctionnement de l’agencement révisé du ventilateur et des conduits, les niveaux de méthane dans le puits ont commencé à diminuer de manière significative.
Leçon d'ingénierie
N'interprétez pas le résultat comme "Un plus grand fan l'a résolu"
La réponse documentée impliquait à la fois une augmentation de la capacité du ventilateur et une modification de la disposition des conduits. La leçon d'ingénierie utile consiste à évaluer la capacité du ventilateur, le diamètre des conduits, les restrictions des conduits et les conditions d'installation comme un seul système de ventilation.
Référence : US Mine Safety and Health Administration, rapport d’enquête sur un accident mortel de 2019.
Avant d'augmenter la taille du ventilateur
Vérifiez d'abord ces sept éléments
01
Débit d'air mesuré
Au niveau du ventilateur et du visage de travail.
02
Diamètre du conduit
Confirmez la taille réelle installée.
03
Longueur totale
Distance actuelle et prévue.
04
Fuite
Inspectez les joints et les dommages.
05
Problèmes et restrictions
Inspectez tout le parcours du conduit.
06
Point de fonctionnement du ventilateur
Comparez le service du système avec la courbe.
07
Distance future
Permettre la poursuite du développement minier.
Examen de la capacité du ventilateur
Lorsqu'une pression plus élevée-ou un ventilateur plus grand peut réellement être requis
Après avoir vérifié les fuites, les conduits endommagés, les restrictions et les problèmes d'installation, le point de fonctionnement peut toujours indiquer que le ventilateur existant ne peut pas fournir le débit d'air requis à la pression du système.
Ventilation locale
Direction normale du ventilateur de ventilation locale
Convient lorsque le débit d'air requis et la résistance des conduits restent dans la plage de fonctionnement vérifiée du ventilateur de ventilation de la mine locale sélectionné.
Voir le fan local de la mine →Résistance plus élevée
Compteur-Direction du ventilateur local en rotation
Un sens de rotation contraire-peut être envisagé lorsque le système confirmé nécessite une plus grande capacité de pression pour des tracés de conduits de ventilation plus longs ou à plus grande résistance-.
Voir le ventilateur FBD →Appel d'offres d'ingénierie
Informations à envoyer lorsque vous travaillez-Le débit d'air du visage est trop faible
Les informations suivantes permettent de distinguer un problème de-capacité du ventilateur d'un problème de-système de ventilation.
Informations sur les fans
• Modèle de ventilateur existant
• Puissance et vitesse du moteur
• Courbe du ventilateur si disponible
• Débit d'air mesuré ou de conception
• Pression mesurée ou requise
• Puissance et vitesse du moteur
• Courbe du ventilateur si disponible
• Débit d'air mesuré ou de conception
• Pression mesurée ou requise
Informations sur les conduits
• Diamètre du conduit
• Durée actuelle et maximale prévue
• Conduit flexible ou rigide
• Courbes et transitions
• Fuite, dommage ou pli
• Durée actuelle et maximale prévue
• Conduit flexible ou rigide
• Courbes et transitions
• Fuite, dommage ou pli
Mine / Rubrique
• Type de projet minier ou souterrain
• Tronçon de chaussée
• Distance entre le ventilateur et le cap
• Position actuelle du visage-de travail
• Distance de développement prévue
• Tronçon de chaussée
• Distance entre le ventilateur et le cap
• Position actuelle du visage-de travail
• Distance de développement prévue
Conditions du projet
• Conditions de gaz et de poussière
• Tension et fréquence
• Position d'installation du ventilateur
• Configuration de sécurité requise
• Photos du tracé des conduits si disponible
• Tension et fréquence
• Position d'installation du ventilateur
• Configuration de sécurité requise
• Photos du tracé des conduits si disponible
Foire aux questions
Questions sur les ventilateurs et les conduits de ventilation de la mine
Pourquoi le débit d’air peut-il être faible même lorsque le ventilateur fonctionne normalement ?
Le ventilateur peut fonctionner contre une résistance plus élevée que prévu. Les conduits longs, de petit diamètre, les fuites, les coudes, les restrictions ou les sections de conduit endommagées peuvent réduire le flux d'air atteignant le front de taille.
Une puissance moteur plus élevée augmentera-t-elle automatiquement le débit d’air ?
Non. La puissance du moteur à elle seule ne définit pas le débit d’air. L'interaction entre la courbe de performance du ventilateur et la résistance du système détermine le point de fonctionnement.
Comment la distance de ventilation affecte-t-elle la sélection du ventilateur local ?
Des tracés de conduits plus longs augmentent généralement la perte par friction. La distance de ventilation maximale prévue doit donc être prise en compte lors de la sélection, et pas seulement la position actuelle du cap.
Quand faut-il envisager d'installer un ventilateur de mine à contre-rotation- ?
Cela peut être envisagé lorsque les exigences confirmées en matière de débit d'air et de pression dépassent la plage de fonctionnement appropriée d'un ventilateur local normal, en particulier dans les systèmes de conduits à résistance plus longue ou plus élevée.
L’état des conduits doit-il être vérifié avant de remplacer un ventilateur de mine existant ?
Oui. Si le véritable problème est une fuite excessive, un conduit plié ou une résistance accrue du système, le remplacement du ventilateur sans corriger le chemin de ventilation peut ne pas apporter l'amélioration escomptée.
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Note de sécurité importante
Cet article explique les principes généraux de sélection des ventilateurs-et-des conduits et ne remplace pas un plan de ventilation de la mine, un calcul de ventilation réglementaire, une évaluation des risques du site ou les exigences de l'autorité minière compétente. Les modifications apportées à la ventilation souterraine doivent être examinées par du personnel qualifié en matière de ventilation minière, conformément aux conditions réelles de la mine et aux réglementations locales.
Examen de la ventilation des mines
Faible débit d’air au front de taille ? Envoyez les données du ventilateur et du conduit ensemble.
Envoyez le modèle de ventilateur existant, le débit et la pression d'air requis ou mesurés, le diamètre du conduit, la distance de ventilation actuelle et prévue, l'état des fuites, les informations d'installation et l'environnement de la mine pour un examen technique préliminaire.