Общие сведения о естественной тяге

Естественной тягой называетсядвижение воздуха по выработкам под влиянием естественных факторов: разности удельного веса воздуха, ветра, капежа Энергия, которую получает единица объема воздуха от источников, вызывающих естественную тягу, называется депрессией естественной тяги.Основной причиной возникновения естественной тяги является разный удельный вес воздуха в выработках.

Пусть две вертикальные выработки заполнены воздухом разного удельного веса ₁ и ₂ и разделены сплошной перемычкой (рис.9.1). Допустим ₁ > ₂. Определим аэростатическое давление на разделяющую перемычку.

Давление на перемычку со стороны ствола 1 равно Р₁=Р₀+Н*₁, а со стороны ствола 2 Р₂=Р₀+Н*₂ (Р₀—атмосферное давление; Н – глубина ствола). Разность давлений равна Р₁-Р₂=Н*(₁ - ₂). Если удалить разделяющую перемычку, то воздух в рассматриваемых выработках придет в движение под действием разности давлений, т.е. появится естественная тяга, депрессия которой будет равна h_е=Н (₁ - ₂).

При различных высотных отметках устьев стволов необходимо сравнивать давление столбов воздуха одинаковой высоты. Так, для схемы, показанной на рис.9.1, б депрессия естественной тяги выразится в виде h_е=Н₁*₁+ Н₂₂ –Н₃*₃.

Таким образом, естественная тяга имеет место в том случае, если средний удельный вес воздуха в двух сообщающихся вертикальных или наклонных столбах различен.

При этом движение воздуха происходит от столба с большим удельным весом к столбу с меньшим удельным весом воздуха. Такое же направление имеет и депрессия естественной тяги.

На шахтах часто встречаются случаи, когда вертикальные или наклонные выработки соединены между собой одновременно на нескольких горизонтах (рис.9.2). В таких случаях на каждом горизонте действует своя естественная тяга, определяемая удельным весом воздуха на участках, расположенных выше данного горизонта.

Депрессия естественно тяги зависит от глубины шахты Н и удельного веса воздуха в сообщающихся стволах γи достигает следующих значений:

Н=400-500 м, h_е 25-30 даПа; Н=700-800 м, h_е50-60 даПа; Н=1000 м, h_е100даПа. В зависимости от условий депрессия естественной тяги может достигать 20-25 % депрессии вентилятора главного проветривания и оказывать значительное влияние на проветривание шахты.