Рух повітря по підземних виробках

ЛЕКЦІЯ 5

Провітрювання виробок і шахти в цілому, яке забезпечувало б розрідження і винос газів і пилу та постійне обновлення атмосфери, можливе тільки при безперервному русі потоку повітря по сітці виробок.

Цей рух здійснюється під дією тиску (сили), яка надається потоку роботою вентиляторів, а також силою ваги стовпа повітря від поверхні. Вентиляційний потік повітря характеризується статичним, динамічним та повним тиском.

Статичний тиск утворюється вентиляторами та силою ваги стовпа повітря, а динамічний (швидкісний) тиск залежить від швидкості потоку. Повний тиск дорівнює алгебраїчній сумі вказаних потоків, їх суть і способи замірювання виконуються за допомогою депресіометра, який являє собою «U» - подібну трубку, заповнену підфарбованою рідиною.

Під час руху повітря по виробках вентиляційної сітки відбувається втрата тиску, зменшення питомої енергії потоку, яка витрачається на подолання опору виробок на шляху руху. Це опір тертя потоку об стінки виробок на прямолінійних ділянках та місцеві опори. Опір тертя залежить від розмірів поперечного перерізу, довжини, ступеня нерівності стінок, типу матеріалу кріплення. Цей опір прийнято вимірювати в кіломюргах.

Різницю тиску в двох точках потоку (в виробці) називають напором або депресією, яка вимірюється в паскалях або міліметрах водяного стовпа. Депресія виробки - це різниця тиску повітря між початковим та кінцевим її перерізом. Рух повітря по виробках відбувається за квадратичним законом (квадрат кількості повітря), що вказує на турбулентний режим руху. Проте це справедливо тільки при русі повітря по виробках з відносно великими швидкостями. При русі повітря через завали, вироблений простір і тому подібне з малими швидкостями спостерігається ламінарний (спокійний) режим руху.

Важливим показником опору виробок і сітки в цілому є еквівалентний отвір - це уявний отвір у тонкій стінці, через який проходить така кількість повітря, як і по виробці (шахті) з таким же опором.

Його вимірюють у квадратних метрах і він зручний для оцінки опору вентиляційної сітки. Залежно від величини еквівалентного отвору шахти розподіляють на: важкопровітрювані, середньої трудності провітрювання та легкопровітрювані.

Шахтна вентиляційна сітка - це складне сполучення великої кількості гірничих виробок, які відрізняються розмірами, формою, типом кріплення, просторовим місцезнаходженням. У процесі розробки ця сітка змінюється.

Окремі виробки вентиляційної сітки шахти з'єднуються між собою різними способами, найбільш розповсюдженими серед яких є: послідовне і паралельне з'єднання.

Загальний опір і депресія виробок, з'єднаних послідовно, більші, ніж при паралельному з'єднанні. Тому при проектуванні і розрахунках вентиляції загальний опір і депресію підраховують, приймаючи послідовне з'єднання (найбільш важкий випадок).

Місцевий опір - це опір руху повітряного потоку при різких поворотах, розширеннях, звуженнях виробок, при розгалуженні та злитті. Величину місцевих опорів у кожному випадку досить легко визначити. Проте при проектуванні ця робота досить громіздка, і практично неможливо точно обчислити всі точки місцевих опорів. Тому на підставі спостережень та досліджень величину депресії на переборювання місцевих опорів беруть такою, яка дорівнює 25% від підсумкової розрахункової депресії прямолінійних ділянок виробок.

У шахтах має місце природний рух повітря, який називається природною тягою, яка виникає внаслідок різної щільності повітря в стовпах стволів шахт із-за різної температури повітря в них.

В стволах шахт, розташованих на однакових відмітках, природна тяга виникає при роботі вентилятора на одному із них. Ця тяга буде допомагати провітрюванню, коли її напрямок збігається з напрямком руху повітря від роботи вентилятора, або протидіяти провітрюванню в іншому напрямку руху.

Дата добавления: 2015-08-27