Аэрология

/С
£-0,066
-^-		—	0,0026 АВЩ_
			^Щ

1,76 2,00 352

5,Z8 цм/с
Рис. 7.3. График заисимости коэф­фициента а от числа Рейнольдса Re для штрека, закрепленного непол­ными крепежными рамами из круг­лых бревен (А — продольный ка­либр крепи)

4,00

"2,6 3,0 3,0 3,8 0,2 0,6 5,0 5,0 iff Re
Рас. 7.2. График зависимости коэф­фициента трения Я от числа Рей­нольдса Re для трубопроводов с не­большой равномерной шероховато­стью (*■; — отношение высоты высту-мон шероховатости к радиусу грубы)
■;-!)• Ю⁵, что при гидравлическом диаметре 2,5 м соответствует ;Г^0,3 м/с. Эти условия характерны для большинства выработок с активной вентиляционной струей. Поэтому при практических расчетах принято считать, что коэффициент а не зависит от числа Re. Однако при весьма малой скорости движения воздуха зави­симость a (Re) может оказаться существенной.
Зависимость коэффициента а от степени шероховатости по­верхности выработки видна из формулы (7.7). Установлено, что ма величину а влияет как степень, так и характер шероховатости поверхности выработки. Степень шероховатости поверхности вы­работки характеризуется относительной ее шероховатостью, оп­ределяемой по формуле
e = */D, (7.14)
где к — высота выступов шероховатости; D — гидравлический диаметр выработки.
Увеличение коэффициента а при увеличении числа Re начи­нается тем раньше, чем больше значение е. В воздухопроводах с большей относительной шероховатостью автомодельность на­ступает раньше (это особенно относится к выработкам). Так как значение е зависит от диаметра выработки, то коэффициент а зависит и от площади ее поперечного сечения. Влияние площади поперечного сечения выработки сводится к изменению относи­тельной шероховатости ее поверхности. Для существующего на шахтах диапазона площади поперечного сечения выработок ко­эффициент а может изменяться до 1,5 раз. Вследствие того, что шероховатость выработки образуется чередующимися по ее длине элементами крепи, можно ожидать существенного влияния на ко­эффициент а продольной плотности расположения этих элемен­тов (рис. 7.4), которая называется продольным калибром креп и, определяемым по формуле
H = llk_m, (7.15)
89

<*w'!h-i^z№ оС-/0?Н-с^г/н**

1601
g_D\ 1 1 1 1 1 1
0 0,Z O_tU Qfi 0,8 1,0 Ш
Рис. 7.5. График зависимости коэффици­
ента а от комплексного параметра 2еЛ
(е ■— относительная шероховатость поверх­
ности выработки; А — продольный калибр
^ии 0 5 W й крепи)
Рис. 7.4. График зависимости коэффициента а от продольного калибра крепи Л для различных штреков
где / — расстояние между осями соседних элементов крепи.
Совокупное влияние е и А на коэффициент а показано на рис. 7.5.
Коэффициент а зависит также от плотности воздуха, что видно из выражения (7.7) (например, в глубоких шахтах, при пожарах и др.).
Значение а определяется путем лабораторных или натур-ных измерений. Для этого измеряются расход воздуха, депрес­сия рабочего участка, длина участка, площадь и периметр попе­речного сечения выработки. Затем по формуле (7.9) определяется коэффициент а. Экспериментальные значения а меньше его на­турных значений. Это объясняется большей степенью шерохова­тости поверхности выработок (по сравнению с моделью), откло­нением положения элементов крепи в выработке от нормального, локальными сужениями, искривлениями и расширениями выра­ботки, ее загромождением оборудованием и породой, старением выработки (уменьшением со временем ее сечения, деформацией крепи и др.). По данным М. А. Петрушева и В. А. Емельянова (ДонУГИ), эти причины вызывают увеличение коэффициента а на 26 и 38 % соответственно для выработок, закрепленных дере­вянной и металлической крепью.
Коэффициент а определяется также по формулам. Для выра­боток с рамной крепью В. Н. Воронин рекомендует определять значение а (Н-с²/м⁴) по формулам
« = (7-16)