16.3 Измерение величины депрессии естественной тяги на действующих шахтах

Наиболее точные результаты получаются при измерении через перемычку. Для этого в выработке, по которой проходит все количество воздуха, подаваемого в шахту, сооружается перемычка, и с обеих ее сторон измеряется давление и определяется разность этих давлений, равная депрессии естественной тяги. Замер должен производиться быстро, чтобы температура воздуха по обе стороны перемычки не изменилась.

Положение перемычки в системе выработок не имеет значения. Если воздух проходит по нескольким выработкам, расположенным на одной геодезической отметке, то перемычками перекрывают все выработки, а замер можно производить через любую перемычку. Если выработки, соединяющие воздухоподающий и воздухоотводящий стволы, находятся на различных горизонтах, способ измерения остается прежним, а депрессию шахты в целом можно определить, рассматривая депрессии отдельных горизонтов как депрессии, создаваемые параллельно работающими вентиляторами.

Для измерения депрессии естественной тяги микроманометром или депрессиометром без перемычки соединительные трубы прокладывают по всей длине выработок от устья воздухоподающего до устья воздухоотводящего ствола. Прибор может быть установлен в шахте или на поверхности.

Температура воздуха в трубках и в выработках должна быть одинаковой. Для измерения h_е можно использовать водоотливные, дегазационные и другие трубы, проложенные по выработкам, при соблюдении герметичности трубопровода и равенства температуры воздуха в трубах и выработках.

Если резиновые трубки проложены лишь по части выработок, то

H_е=h_зам+(R₁+R₂)·Q², (16.7)

где h_зам – величина депрессии, замеренная микроманометром, кгс/м²;

R₁ и R₂ – аэродинамическое сопротивление участков, не охвачен-

ных резиновыми трубками;

Q – количество воздуха, проходящего по этим участкам за счет ес-

тественной тяги.

16.4 Влияние естественной тяги на состояние проветривания шахт

Для измерения h_е необходимо остановить вентилятор, после чего может быть применен любой из способов. В качестве перемычки может быть использован шибер, которым перекрывается канал вентилятора. Депрессия естественной тяги может измеряться микроманометром (рис. 16.4). или определяться по формуле после измерения барометром давления по обе стороны шибера.

При наличии нескольких вентиляторов необходимо их остановить одновременно и проводить измерения у каждого вентилятора.

h_е

Шибер

Рисунок 16.4 – Измерение депрессии естественной тяги через

шибер канала вентилятора

При косвенном способе расчета депрессии естественной тяги при работающем вентиляторе определяют количество воздуха Q₀, поступающего в шахту при совместном действии вентилятора и естественной тяги, и депрессию вентилятора h_в; затем вентилятор останавливают и измеряют количество воздуха Q_е, поступающего в шахту только под действием естественной тяги. Депрессия естественной тяги определяется из системы уравнений:

(16.8)

h_е=R·Q_е²,

где R – сопротивление всей шахты.

Перед h_е принимается знак плюс при движении воздуха по каналу в том же направлении, что и при работающем вентиляторе, и знак минус – при изменении направления движения воздуха.

Если вентилятор полностью не останавливают, а лишь изменяют режим его работы, система уравнений (16.8) примет вид:

h_в1h_е=R·Q₁²; (16.9)

h_в2h_е=R·Q₂²,

где h_в1 , h_в2, Q₁ и Q₂ – депрессия вентилятора и количество воздуха,

проходящего по каналу вентилятора соответ-

ственно при первом и втором режимах работы

вентилятора.

При графической оценке совместного действия вентилятора и естественной тяги алгебраически суммируются по ординатам характеристики вентилятора и естественной тяги (рис. 16.5) (приближенно h_е принимается не зависящей от расхода воздуха). Положительная естественная тяга увеличивает, отрицательная – уменьшает количество воздуха, поступающего в шахту (Q₁Q₀; Q₂Q₀).

+h

h_e

h_e

2

1

+h_e

3

0

Q₂ Q₀ Q₁ Q

-h_e

-h

Рисунок 16.5 – Влияние h_е на работу вентиляторов главного про-

ветривания

1. характеристика вентилятора;

2, 3 – соответственно суммарная характеристика вентилято-

ра при положительной и отрицательной естественной

тяге;

Q₀ – количество поступающего в шахту воздуха при отсутст-

вии естественной тяги;

Q₁, Q₂ – расход воздуха соответственно при положительной

и отрицательной естественной тяге.

Аналитическое определение количества воздуха, поступающего в шахту при совместном действии вентилятора и естественной тяги, производится по формуле:

или (16.10)

где a, b – экспериментальные коэффициенты линейного уравнения

характеристики вентилятора;

a₁, b₁ – то же квадратичного уравнения;

R - аэродинамическое сопротивление сети, на которую работает

вентилятор.

Количество воздуха, поступающее в шахту за счет естественной тяги (Q_е) и работы вентилятора (Q_в):

(16.11)

Q_в=Q_o – Q_е, (16.12)

где Q₀, h₀ – суммарное количество воздуха и депрессия.

Литература

4. Ушаков К.З., Бурчаков А.С., Пучков Л.А., Медведев И.И. Аэрология горных предприятий.- М.:Недра, 1987.- 421 с.

5. Абрамов Ф.А., Бойко В.А., Гращенков Н.Ф. и др. Справочник по рудничной вентиляции.- М.:Недра, 1977.- 328 с.

6. Бурчаков А.С., Мустель П.И., Ушаков К.З. Рудничная аэрология.- М.:Недра, 1971(1978).- 376 с.

Лекция № 17

Регулирование распределения воздуха в шахтной

вентиляционной сети

17.1 Причины, вызывающие необходимость регулирова-

ния.

17.2 Отрицательное и положительное регулирование.

17.3 Способы регулирования подачи воздуха в шахту.

Цель изучения темы:

Изучение теоретических основ и практических путей регулирования подачи воздуха в шахту и перераспределения его в вентиляционной сети.

Студенты должны знать:

1. Причины необходимости регулирования подачи возду-

ха.

2. Способы регулирования подачи воздуха.

Вопросы для контроля и самоконтроля

1. Какие причины вызывают необходимость регулирования подачи воздуха в шахту и перераспределения его в сети?

2. Какими способами осуществляется регулирование подачи воздуха в шахту?

3. Какие способы регулирования относят к отрицательным?

4. Какие способы регулирования относят к положительным?

5. Какой закон положен в основу расчета аэродинамического сопротивления и депрессии вентиляционного окна?

6. Каким образом определяется поперечное сечение окна при регулировании?