Аэрология

4
18. ПРОЦЕССЫ ГАЗОПЕРЕНОСА В ТУПИКОВЫХ ВЫРАБОТКАХ 18.1. Газоперенос в призабойной части выработки
При нагнетательном способе вентиляции в призабойной части тупиковой выработки процессы газопереноса происходят преиму­щественно в свободной воздушной струе, образующейся при вы­ходе воздуха из трубопровода местного проветривания, а в ос­тальной части выработки — в ограниченном воздушном потоке, твердыми границами которого являются поверхности выработки. Процессы газопереноса в тупиковой выработке происходят в еди­ном воздушном потоке, омывающем вначале призабойную часть выработки, а затем остальную ее часть. Поэтому газодинамиче­ские процессы в призабойной части определяют начальные и гра­ничные условия для остальной части выработки. Особенность га­зовой динамики тупиковых выработок — периодичность газовы­деления в них. При ведении взрывных работ в выработки быстро поступают газы, образующиеся при взрыве ВВ, а также газы, выделяющиеся из разрушаемого массива. Образовавшееся газо­вое облако под действием диффузионных процессов начинает рас­сеиваться, перемещаясь вдоль выработки. Вследствие ограничен­ности количества выделившихся при взрыве газов и постоянства подачи свежего воздуха концентрация их как в забое, так и в дви­жущемся по выработке газовом облаке непрерывно уменьша­ется. В этом случае процесс газопереноса является нестацио­нарным.
Рассмотрим перенос газа в зоне действия свободной струи (рис. 18.1). Концентрация газа в свободной струе, образующейся при выходе воздушного потока из трубопровода, увеличивается в направлении движения до ее поворота вследствие турбулентной диффузии газа в струю из окружающего объема и достигает мак­симального значения в сечении а—а (см. рис. 18.1). По мере уда­ления от начального сечения струи коэффициент турбулентной диффузии k_T (равный отношению средней концентрации газа в ядре постоянной массы свободной струи к концентрации газа на ее границе) увеличивается и достигает максимального значения на большом расстоянии от него. Значение коэффициента k_T зави­сит от диаметра воздухопровода, а также от расстояния до его конца и изменяется в пределах 0,3—0,9. Количество газа, выно­симое через сечение а—а за время dt, определяется по фор­муле
dq_x = Qccpdt = Qk_rcdt,
где Q — расход воздуха через сечение а—а; с_ср — средняя концент­рация газа в ядре струи; с — концентрация газа на границе струи, принимаемая равной концентрации газа во всей призабойной части выработки.
246

h