Аэрология

^	4f		■"С
	^р	.._.	™--
								—~	.__
						1
		1

Ш)-

/00

количеством воздуха, поступив­шим в шахту, и количеством воз­духа, используемым для провет­ривания всех пунктов шахтной сети.

00

го

60

00

20

80 рО'А

Подземные утечки воздуха происходят через вентиляцион­ные сооружения, целики угля и через выработанное простран­ство между горизонтами и про­странство, соединяющее выра­ботки с земной поверхностью.

Рис. 25.1. График зависимости де­бита осевого вентилятора Q_B, мощ­ности его двигателя Л/_дв, внешних утечек воздуха q, количества посту­пающего в шахту Qm и в забои Q₃ воздуха от подземных утечек воз­духа р

По характеру утечки делятся
на местные, непрерывно-
распределенные и ком­
бинированные. Местные
утечки воздуха приурочены к вен­
тиляционным сооружениям, сты­
кам вентиляционных труб и др.
Непрерывно-распределенные утечки происходят по длине выработок через выработанное пространство, бутовые по­лосы и др. Комбинированные утечки воздуха происходят из выра­боток со свежей струей в выработки с исходящей струей через целики и вентиляционные перемычки в сбойках.
Общешахтные утечки воздуха (%) определяются по формуле
Po6=100(Q_B—Q_nWi)/QB,
где Q_B—дебит вентилятора, м³/мин; Опол —количество воздуха, используемое для проветривания всех пунктов шахтной сети, м³/мин.
Подземные утечки воздуха (%) определяются по формуле
Р= 100 (Q_m — QnonVQn
где Q_m— количество воздуха, поступившее в шахту, м³/мин.
Поверхностные утечки воздуха (%) определяются по формуле
PnoB=100(Q_B —Q_m)/Q_B-
Режим движения воздуха может быть турбулентным (через крупные трещины и каналы), ламинарным (при фильтрации через пористые среды) или промежуточным. Закон сопротивления имеет вид
где /?_Л| Rk — соответственно линейная и квадратичная составляю­щие аэродинамического сопротивления, Н-с²/м⁸; Q_yT —потери воз­духа в результате утечек, м³/мин; /г_с — перепад давления через вентиляционное сооружение, Па.
Утечки воздуха уменьшают аэродинамическое сопротивление вентиляционной сети. Внутренние утечки воздуха оказывают вли-
ats

яние на дебит вентилятора, количество поступающего в шахту воздуха, просачивающегося с поверхности (внешние утечки), ко­личество воздуха, поступающего в забой (рис. 25.1). Уменьшение аэродинамического сопротивления за счет внутренних утечек воз­духа приводит к увеличению количества воздуха, поступающего в шахту и росту дебита вентилятора. Однако полезное количество воздуха, поступающее в забой, при этом уменьшается, в резуль­тате чего затраты на 1 м³ полезно используемого воздуха увели­чиваются.
25.2. Утечки воздуха через вентиляционные сооружения
Утечки воздуха (м³/мин) через вентиляционное сооружение, пред­назначенное для разделения свежей и исходящей струй, зависят от перепада давления через это сооружение и качества его изго­товления (характеризуемого аэродинамическим сопротивлением) и определяются по формуле
где R_c — аэродинамическое сопротивление вентиляционного соору­жения, Н-с²/м⁸.
Места утечек воздуха зависят от вида вентиляционных соору­жений. В глухих вентиляционных перемычках основным местом утечек являются контакты тела перемычки с горной породой (осо­бенно у кровли выработки), где проходит до 80—90% воздуха, а остальное количество воздуха просачивается через тело пере­мычки. Это количество воздуха зависит от качества изготовления сооружения и его материала. Максимальные утечки воздуха на­блюдаются через перемычки из досок и чурок, а минимальные — через перемычки из бетона. При прочих равных условиях утечки воздуха через глухую перемычку будут тем больше, чем больше ее периметр и чем меньше толщина возводимой стенки. Утечки воздуха через глухую перемычку (м³/мин) определяются по фор­муле М. А. Патрушева
где /св.-п — коэффициент воздухопроницаемости, который характе­ризует количество воздуха (м³/с), просачивающееся через 1 м пе­риметра перемычки толщиной 1 м при депрессии 1 даПа (табл. 25.1), м³/(Н°'⁵-с); Р_п — периметр перемычки, м; /_п — тол­щина перемычки, м.
Если в вентиляционной перемычке сделаны двери для прохода людей или транспорта, то основная масса воздуха просачивается через периметр примыкания двери к крепежной раме и дверь, а также через проемы водосточной канавы и место прохода рель­совых путей. Для исключения короткого замыкания вентиляцион­ных потоков и уменьшения потерь в выработке устанавливаются
316
две и более вентиляционных перемычек с дверями (шлюзы). Утечки воздуха через шлюзы определяются по формуле
Qyx = ф&п. д5_д лД_с ,
где ф — коэффициент, учитывающий число перемычек с дверями в шлюзе; k_B. д — коэффициент воздухопроницаемости двери, харак­теризующий количество воздуха, просачивающееся через пере­мычку с дверью и приходящееся на 1 м² двери при депрессии 1 даПа, м²/(Н°'⁵-с); 5_Д — площадь двери, м².
Коэффициент воздухопроницаемости равен 0,02; 0,012 и 0,007 соответственно для железных дверей без прокладок (или дере­вянных дверей в чураковых перемычках), двухстворчатых дверей в бетонной или каменной перемычках, одностворчатых дверей из сбитых в шпунт досок, обитых железом с прорезиненной тканью, в каменной или бетонной перемычке. Коэффициент, учитывающий число вентиляционных дверей в шлюзе, при наличии одной, двух, трех и четырех дверей равен соответственно 1; 0,76; 0,66; 0,57.
Аэродинамическое сопротивление вентиляционных дверей (Н*с²/м⁸) определяется по формуле
Утечки воздуха через кроссинг происходят через перемычки с дверями и через стенки канала кроссинга. Утечки воздуха через указанные места зависят от типа и материала кроссинга и каче­ства его изготовления. Утечки воздуха через канал бетонного крос­синга и через металлический канал составляют соответственно 45—55 и 60—70 % общих потерь. Если кроссинг выполнен в виде обходной выработки, то утечки воздуха происходят только через шлюзы.
Большие утечки воздуха могут происходить в параллельных выработках, по одной из которых идет свежая струя, а по дру­гой— исходящая (например, уклон и ходок, штрек и просек и др.). Утечки воздуха происходят через перемычки в сбойках и через разделяющие их целики. Основные утечки воздуха происходят

	К п ^ПР^И	боковых
	породах
Перемычки
	нетрещи-	трещино-
	новатых	ватых
Шлакобутобе-	0,009	0,00165
тонные
Каменные	0,0016	0,0028
Шлакоблочные	0,0012	0,00215
Чураковые	0,0026	0,0043
Насыпные	0,0028	—
Дощатые	0,0036	0,0063