Аэрология

9.3. Естественная тяга
Естественная тяга — движение воздуха по выработкам под влия­нием естественных факторов: разности плотности воздуха, ветра, капежа. Энергия, которую получает единица объема воздуха от источников, вызывающих естественную тягу, называется д е -прессией естественной тяги, определение которой яв­ляется основной задачей при изучении естественной тяги.
До появления вентиляторов (на многих шахтах и позже) есте­ственная тяга была единственным средством проветривания шахт. В настоящее время Правилами безопасности запрещена вентиля­ция шахт за счет одной только естественной тяги из-за неустой­чивости количества и направления движения поступающего в шахту воздуха и недостаточности его для вентиляции шахты. Од­нако естественная тяга во многих случаях играет существенную роль в вентиляции шахты. В зависимости от условий депрессия естественной тяги может достигать 20—25 % депрессии вентиля­тора главного проветривания. В ряде случаев на шахтах были за­мерены значения дебита естественной тяги, достигающие 6000 м³/мин.
Естественная тяга может затруднять работу вентилятора или помогать ему. Пусть две вертикальные выработки заполнены воз­духом плотностью pi и р₂ и разделены сплошной перемычкой (рис. 9.10). Допустим, что pi>p2- Определим аэростатическое дав­ление на разделяющую перемычку. Со стороны ствола / давление на перемычку равно po + gpiH (p_Q—атмосферное давление; g— ускорение свободного падения; Я—глубина стволов), со стороны ствола 2 давление равно Po+gp2#. Разность давлений равна g(pi—рг)#. Если удалить разделяющую перемычку, то воздух в рассматриваемых выработках придет в движение под действием разности давлений, т. е. появится естественная тяга, депрессия ко­торой выразится в виде ft_e"g(pi—Рг)#.
Таким образом, источником естественной тяги является раз­ность давлений в двух сообщающихся вертикальных или наклон­ных выработках. Естественная тяга может иметь место и в одной выработке при расслоении воздушного потока по плотности. На­пример, при проходке вертикальных стволов зимой слои воздуха у стенок прогреваются теплом горных пород и их плотность ока­зывается меньше, чем плотность воздуха в центральной части ствола, вследствие чего воздух у стенок имеет тенденцию подни­маться. При работе вентиляторов местного проветривания и силь­ном капеже может наблюдаться обратное явление.
При различных высотных отметках устьев стволов необходимо сравнивать давления столбов воздуха одинаковой высоты. Так,
144

Z
77ГТ/.

¹ J „,
77Г77Г