Опір гірничих виробок переміщенню повітря

Гірські виробки чинять опір повітрю, що рухається по них. Розрізняють три види опору виробок: опір тертю, лобові опори і місцеві опори.

Основним є опір тертю, що виникає від тертя повітря об поверхню виробок. Лобові опори спостерігаються при обтіканні повітрям предметів, що захаращують поперечний переріз виробки: кріплення та армування виробок, транспортні засоби, протигазові заслони та перемички. Місцеві опори пов'язані зі зміною швидкості руху повітря по величині або напрямку на поворотах, різких звуженнях або розширеннях виробок.

Депресія виробки h при турбулентному русі повітря і без врахування місцевих і лобових опорів визначається по формулі:

h = a LPQ/S, ( Па)

a — коефіцієнт аеродинамічного опору виробки, Н*с²/м;

L — довжина виробки, м;

Р — периметр виробки, м;

Q — кількість повітря, що проходить по виробці, м/с;

S — площа поперечного перерізу вироблення, м²

Величина коефіцієнта а приймається по таблицях і дорівнює: для шахтних стволів, закріплених бетоном або каменем - 0,02 - 0,04; для відкаточних виробок 0,03 - 0,07; для виробок зі сходовим відділенням 0,4 - 0,5.

Вираз α LP/S³ = R називається питомим опором виробки. Тому h=RQ.

У розрахунках по вентиляції велику одиницю R заміняють у тисячу разів більш дрібною одиницею r - мюргом . Тоді депресія

h = R/1000.

Користуючись зазначеною формулою, можна за аналогією з характеристикою вентилятора скласти вентиляційну характеристику окремої виробки або всієї шахти. Вона являє собою графік залежності між депресією h і кількістю повітря Q, що проходить через виробку або шахту (Рис.6)

Рисунок 6. Вентиляційна характеристика шахти (1), яка суміщена з характеристикою вентилятора (2)

Точка перетину n вентиляційної характеристики шахти з характеристикою вентилятора показує, яку депресію h буде створювати, і яку кількість повітря Q буде подавати в шахту даний вентилятор. При розрахунку штучного провітрювання враховують також природну тягу.

Опір будь-якої системи виробок можна зрівняти з опором круглого отвору в тонкій стінці, Якщо опір такого отвору руху повітря дорівнює опору шахти, його називають еквівалентним отвором. Величину еквівалентного отвору (м²) визначають по формулі

А = 38/.

По важкості провітрювання шахти ділять на важкопровітрювані (А< 1м²), середньої важкості провітрювання (А =1-2 м²) і легкопровітрювані (А >2м²).

Гірничі виробки можуть мати послідовні, паралельні і діагональні сполучення.

Послідовним називається сполучення, при якому виробки розташовані одна за іншою. У цьому випадку загальний опір дорівнює сумі опорів окремих виробок

r= r+r+…+r

Через кожну виробку буде проходити однакова кількість повітря, тобто

Q= Q= Q= Q

Загальна депресія всіх послідовно з'єднаних виробок дорівнює сумі депресій окремих виробок

h=h+h+…+h

Паралельно сполучені виробки, розходячись в одному пункті, знову сходяться в іншому. Оскільки паралельні виробки мають загальні початок і кінець,то

h= h= h

Загальний опір двох паралельних виробок визначають по формулі

r=

Загальна кількість повітря при паралельному сполученні дорівнює сумі кількостей повітря, що проходять по кожній виробці.

Якщо паралельні виробки крім двох загальних точок з'єднуються одне з одним, ще однією або декількома виробками, то таке сполучення називають діагональним. Залежно від співвідношення опорів на ділянках виробок і, повітря по виробці може рухатися як у прямому, так і у зворотному напрямкам або взагалі не надходити в неї.

Сукупність всіх підземних виробок шахти від устя головного стовбура до вентилятора головного провітрювання являє собою змішане сполучення.

Природний розподіл повітря по виробках відповідно до їх депресій і схемами сполучень часто не відповідає фактичній потребі в ньому на окремих ділянках, блоках і вибоях. Тому застосовують штучний розподіл повітря за допомогою вентиляційних споруд і пристроїв, зменшення опору виробок. Вентиляційні машини подачі повітря

Вентиляційні споруди й пристрої підрозділяються на дві групи:

перша - перешкоджаючі шляхам руху повітря (вентиляційні перемички й двері, затвори для перекриття усть стовбурів, ляди);

друга – для сприяння подачі повітря в необхідній кількості (вентиляційні вікна в перемичках і дверях, кроссинги для перекидання одного струменя через інший в місцях перетинання виробок).

Дата добавления: 2014-01-07