Аэрология

(dm)ⁿ
где /?_в, _п — аэродинамическое сопротивление выработанного про­странства, H-cⁿ/³ⁿ⁺²; U d — соответственно длина и ширина по­лосы выработанного пространства, м; т — высота выработанного
Таблица 25.3
пространства; м, п — показатель степени, характеризующий ре­жим движения воздуха через выработанное пространство.
Исследования показывают, что режим движения воздуха через выработанное пространство, начиная с расстояния от лавы 50— 60 м и более, близок к ламинарному и показатель степени п=1, а удельное аэродинамическое сопротивление выработанного про­странства при ламинарном режиме фильтрации описывается од­ной из следующих формул:
г_х = а е^Ьх*\ г_х = г₀ е^сх; г_х - dx^z + г₀,
где a, b, c,d, г—.постоянные, определяемые экспериментально; х — расстояние от лавы, м; г₀ — удельное аэродинамическое со­противление неуплотнившегося выработанного пространства, H-cⁿ/Mⁿ⁺³.
Исследованиями установлено, что количество воздуха на раз­личном расстоянии от лавы можно определить по эмпирической формуле
Чл ⁼⁼ Q,3X^Wj
где ш —эмпирический коэффициент; Q_;J — количество воздуха, ко­торое необходимо подавать в очистной забой, м³/мин.
В выработках, поддерживаемых бутовыми полосами шириной 4—6 м, утечки воздуха учитываются коэффициентом k_yT. _B, кото­рый зависит от способа управления кровлей, пород непосред­ственной кровли, схемы проветривания выемочного участка (табл. 25.3).
При поддержании выработок другими способами утечки воз­духа учитываются коэффициентом, определяемым по формуле
"ут. в " 1 "Т~ V У^т- в~~" v ^ут. п>
где йут. в — поправочный коэффициент.

Разбавление вредностей по источникам поступления
Последовательное
Частично и полностью обособленное
322
Направление отвода исходя­щей струи из лавы
К выработанному простран­ству
К массиву
К выработанному простран­ству
Взаимное направление
свежей и исходящей
струй
Возвратноточное
Прямоточное
Любое

			Vr	при управлении кровлей
	полным обрушением			частичной закладкой			плавным опусканием
			Породы непосредственной кровли
	глинис-	песча-		глинис-	песча-	песчани-	глин не-	известня-
	тые	нистые	ки	тые	нистые			ки
	слайды	сланцы		сл а н ц ы	сланцы		сла нцы
	1,40	1,55	1,70	1,20	1,25	1,40	1,30	1,70
	1,30	1,40	1,55	1,20	1,25	1,35	1,20	1,60
	1,25	1,30	1,40	1,10	1,15	1,05	1,20	1,30
	1,55	1,70	1,80	1,20	1,25	1,40	1,65	1,85

Ш

Поправочный коэффициент характеризуется следующими дан­ными;
Способ поддержания выработок k
Кострами 1,45
Бутокострами и бутовыми полосами шириной до 4 м 1,1
Бутовыми полосами с окнами 1,05
Бутовыми полосами шириной 7—10 м 0,9
» » » 11—15 м 0,8
& # » 16—20 м 0,7
Уменьшение утечек воздуха через выработанное пространство обеспечивается применением схем вентиляции добычных участков с минимальным числом вентиляционных сооружений, а также фланговой схемы проветривания, заменой прямого порядка отра­ботки обратным, применением полной закладки вместо обруше­ния, выкладкой более широких бутовых полос, созданием малопро­ницаемых стенок из чураков, нагнетанием специальных вспени­вающихся и твердеющих синтетических смол и закладочного материала вдоль штреков и др. Уменьшение утечек воздуха через обрушения, выходящие на поверхность, достигается путем засыпки трещин и провалов пород и их уплотнения, а также создания та­кого режима проветривания, чтобы в зоне горных выработок, имеющих аэродинамическую связь с поверхностью, депрессия была близка к нулю.
25.4. Мероприятия по уменьшению утечек воздуха
Выбор схемы вскрытия и порядка раскроя шахтного поля, а также схемы проветривания шахты должен производиться с учетом уте­чек воздуха. В связи с этим целесообразно применять фланговую схему вентиляции, которая, как правило, исключает близко рас­положенные параллельные выработки с различным направлением движения воздуха, что обеспечивает уменьшение депрессии и уте­чек воздуха. Раскрой шахтного поля и схема подготовки добыч­ных участков к работе должны обеспечивать минимальное число вентиляционных сооружений и пересечений горных выработок со свежей и исходящей струями. Полевая подготовка на угольных и рудных шахтах способствует уменьшению утечек воздуха, облег­чает изоляцию отработанных участков и снижает пожароопас-ность. Уменьшение аэродинамического сопротивления горных вы­работок при прочих равных условиях вызывает уменьшение депрессии через вентиляционные сооружения и выработанное про­странство, а также утечек воздуха через них. Уменьшение аэро­динамического сопротивления шахты позволяет уменьшить поверх­ностные утечки воздуха.
Борьба с утечками воздуха должна вестись планомерно с мо­мента строительства шахты и ввода ее в эксплуатацию. В началь­ный период (до освоения проектной мощности) количество пода­ваемого в шахту воздуха превышает ее потребности. Это обстоя-тельство способствует ослаблению внимания вентиляционной
324
службы к повседневной борьбе с утечками воздуха. По мере раз­вития фронта горных работ растет количество вентиляционных сооружений, увеличиваются утечки воздуха и в забоях начинает ощущаться его недостаток. Возникает необходимость реконструк­ции вентиляционной системы и выполнения большого объема ра­бот по ремонту и повышению герметичности вентиляционных со­оружений. Постоянный контроль за состоянием вентиляционных сооружений — одна из важнейших задач вентиляционной службы на шахте. Уменьшение утечек воздуха в шахте приводит к умень­шению удельного расхода электроэнергии и затрат на 1 м³ по­лезно используемого воздуха. Повышение герметичности венти­ляционных сооружений связано с увеличением затрат на их воз­ведение. Установление допустимых утечек воздуха для шахты в целом (коэффициента запаса) должно быть обосновано техни­ко-экономическими расчетами, суть которых состоит в сле­дующем.
Полное аэродинамическое сопротивление (Н-с²/м⁸), на кото­рое работает вентилятор главного проветривания, определяется по формуле
Дп = &повАш Н^- Rb> (25-5)
где R_B, Rm — соответственно аэродинамическое сопротивление вен­тилятора и шахты, Н-с²/м⁸; &_пов — коэффициент, учитывающий влияние подсоса с поверхности на аэродинамическое сопротивле­ние шахты;
Янов ^==: — *
где R_tu з — аэродинамическое сопротивление надшахного здания.
Для определения расхода вентилятора, поверхностных утечек воздуха и количества воздуха, поступающего в шахту, использу­ется график (рис. 25.7).
При изменении подземных утечек воздуха изменяется R_mt что вызывает изменение /?_п, Qb, Qyr.noB.
Аэродинамическое сопротивление шахты при наличии подзем­ных утечек воздуха определяется по формуле
/?m=Kl + W?2 + *8> (25-6)
где /?_ь R₃ — соответственно аэродинамическое сопротивление воз-духоподающих и вентиляционных выработок в зоне, где отсут­ствуют утечки воздуха, Н*с²/м⁸; R₂ — аэродинамическое сопротив­ление выработок в зоне, где имеют место утечки воздуха Н-с²/м⁸; &под — коэффициент, учитывающий влияние подземных утечек воз­духа на аэродинамическое сопротивление шахты.
Для различных значений утечек воздуха определяем полное аэродинамическое сопротивление, на которое работает вентилятор
325

главного проветривания. Затем для этих же значений по графику
«под ^:
_Fv^T