1) Расчет депрессии шахты

Для лавы пласта 10 произведём расчёт вентиляционного направления. h_в= h_кв + h_пв(8.38) гдеh_кв – депрессия канала вентустановки, равна 0,11·h_пв, даПа; h_пв – депрессия подземных выработок направления, равна сумме депрессий выработок; Депрессия подземных выработок определяется по формуле h_пв = 1,1· (h₁ + h₂ +….+ h_n)(8.39) Депрессия лавы (8.40) где r₁₀₀ – удельное аэродинамическое сопротивление при длине лавы 100 м; _вх, _вых – коэффициент местного сопротивления входа и выхода лавы; к Депрессия подготовительных выработок рассчитывается по формуле (8.41) где  – коэффициент аэродинамического сопротивления выработки, Нс²/м⁴; k_ф – коэффициент формы поперечного сечения выработки, для выработок круглого сечения – 3,54, для выработок сводчатого сечения – 3,8, для выработок прямоугольного сечения – 4,16. Аэродинамическое сопротивление выработки рассчитывается по формуле (8.42)

2) Нормальное атмосферное давление на уровне моря равно 760 мм рт. ст. С увеличением геодезической высоты оно умень­шается, однако закон уменьшения непостоянен и зависит от мест­ных климатических и орографических условий. В гористой местности на температуру вертикального атмосферного столба оказывает влия­ние температура нагретых или охлажденных поверхностей склонов гор. Температура воздуха с удалением от поверхности земли, как правило, понижается, однако иногда наблюдается так называемая инверсия, когда температура, наоборот, с высотой увеличивается. Поэтому в гористой местности установление закономерности измене­ния температуры (а следовательно, и удельного веса воздуха и давле­ния) должно производиться в случае необходимости для каждого микрорайона, в котором расположены нагорные рудники, опытным путем.

Для примерных расчетов можно принимать, что атмосферное давление в шахтах с глубиной увеличивается на 9—10 мм рт. ст. на 100 л воздушного столба.

Атмосферное давление - аэростатическое давление воздуха в земной атмосфере. Аэростатическое давление воздуха увеличи­вается с ростом глубины и каждой глубине h соответствует свое давление P_h. Следовательно, атмосферное давление воздуха в шахте неодинаково (в неглубоких шахтах оно меньше, чем в глубоких). Согласно закону Па­скаля, изменение атмосферного давле­ния на дневной поверхности вызывает такое же изменение атмосферного дав­ления в шахте.

Билет 9

1) Выбор вентилятора главного проветривания.

Требования к вентиляторам главного проветривания.

Определение депрессии шахты и главного вентилятора

При определении депрессии шахты необходимо руководство­ваться технико-экономическим анализом и при этом соблюдать соответствующие нормативные требования охраны труда. К последним относятся требования о непревышении максимальной деп­рессии шахты h_шх._мах и соблюдении норм расхода воздуха.

В настоящее время в общем случае максимально допустимая депрессия шахты равна -- 3 кПа, а для крупных шахт с высокой газообильностью — 4,5 кПа. Для шахт, разрабатывающих склонные к самовозгоранию пласты угля, максимальную депрессию шахты следует принимать не более -- 3 кПа.

Практически депрессия шахты рассчитывается в следующем порядке.

Вначале по заданному распределению воздуха в шахте подсчи­тывают депрессии всех выработок. Расчет выполняется по форме табл. Подобные таблицы составляют по каждому направлению

движения воздуха в шахте. В этом случае сумма депрессий всех, выработок в данной таблице (т. е. по данному направлению) будет депрессией шахты по этому направлению.

Поскольку в каждое направление обычно входят выработки, длина которых изменяется в процессе ведения горных работ, то в табл. проставляются их минимальная и максимальная длина исоответственно минимальные и максимальные значения сопротив­ления и депрессии. В результате по каждому направлению полу­чаются два значения депрессии — минимальное и максимальное.

Аэродинамические параметры выработок, коэффициент аэро­динамического сопротивления а, периметр выработки Р, длина L, сечение S, а также подаваемое в них количество воздуха могут изменяться при переходе работ с одного горизонта на другой. Поэтому депрессию следует определять для каждого горизонта ве­дения горных работ.

При расчете по табл. учитывается только депрессия, затра­чиваемая на преодоление сил трения. К ней необходимо прибавить депрессию местных и лобовых сопротивлений в струе данного па-правления. Так как лобовые сопротивления армировок стволов учитываются коэффициентома стволов, то при расчете h_шxдопол­нительно следует учесть лишь депрессии местных и лобовых соп­ротивлений в остальных выработках шахты. Для большинства шахт депрессии эти составляют 10—15 % от депрессии, затрачи­ваемой на преодоление сил трения (реже до 25%). Ввиду сравни­тельно небольшого их удельного веса депрессии местных и лобо­вых сопротивлений обычно учитываются укрупненно путем увели­чения депрессии, затрачиваемой на преодоление сил трения выра­боток шахты, на 10—15%. Такой учет возможен уже тогда, когда определена расчетная депрессия, затрачиваемая на преодоление сил трения выработок шахты.

Если же депрессия местных и лобовых сопротивлений подсчитывается как сумма депрессий отдельных сопротивлений, ее надо учитывать отдельно для каждого направления.

В последнюю очередь следует оценить влияние естественной тя­ги па депрессию шахты. Для этого вначале определяется направ­ление естественной тяги. Если оно положительное в течение всего года, естественная тяга в расчете h_шxобычно не учитывается, при этом создается некоторый резерв вентиляции шахты. Если же есте­ственная тяга ожидается отрицательной хотя бы в течение относи­тельно короткого отрезка времени в году, определенную ранее депрессию шахты следует увеличивать на величину максимального значения депрессии естественной тяги.

Если шахта проветривается несколькими вентиляторами, то аналогичные подсчеты делаются для каждого из них.

Депрессия вентилятора h_вслагается из депрессии шахты h_шxи депрессии вентиляторной установки h_в._у (канал вентилятора, потери собственно в вентиляторе и диффузоре):

или

где k= 1 / к²_в.п — коэффициент, учитывающий сопротивления путей поверхностных подсосов воздуха; к_в._п — коэффициент утечек воз­духа через герметизирующие вентиляционные сооружения на по­верхности; R_шx— аэродинамическое сопротивление шахты без уче­та сопротивления поверхностных герметизирующих сооружений; R_в.у—аэродинамическое сопротивление вентиляторной установки; Q_в— дебит вентилятора.

Величину R_в.у(Н-с²/м⁸) можно определить через диаметр ко­леса вентилятора Dи коэффициент а, значения которого изменя­ются от 0,04 до 0,1 в зависимости от типа вентилятора:

Диаметр колеса вентилятора (м) определяется по эквивалент­ному отверстию шахты А_шх, которое рассчитывается: