книги из ГПНТБ / Патрушев М.А. Проветривание высокомеханизированных лав

П р и м е ч а н и е . Типы изоляторов расположены в порядке нарастания их плотности или аэродинамическо­ го сопротивления.

4».

а

Рис. 15. Изменение дебита воздуха (а) и метана (б) по длине выработки

/

5—8 вылолажи'Ваются, коэффициент г0 снижается до

0.015—0,019.

Таким образом полученные средние значения коэф­ фициента позволяют достаточно хорошо описать харак­ тер изменения дебита воздуха и метана по длине венти­ ляционной выработки. Максимальное отклонение опыт­ ных точек от расчетных, вычисленных по упрошенной формуле (13), составляет в среднем ±5% . Аналогично находим среднее значение коэффициента у (формула

(14).

Вид зависимости изменения удельных утечек воздуха по длине выработки определяется схемой проветривания участка, фильтрационными свойствами обрушенных по­ род в выработанном пространстве и изолятора. Поэто­ му у находили с учетом этих факторов. Значение коэффициентсГ у так же, как и г0 уменьшается с ростом плот­ ности изолятора. Коэффициент, учитывающий утечки воздуха на выходе его из очистного забоя, зависит от плотности изолятора и загромождения поперечного се­ чения вентиляционной выработки напротив очистного забоя

43

Значения коэффициента kK3 определяли при &3=1

метры фильтрации приведены в табл. 8 . На основании полученных данных графически определены режимы движения утечек воздуха через выработанное простран­ ство указанных лав (рис. 17).

Опытные точки при некотором их разбросе в отдель­ ных режимах проветривания достаточно хорошо ложат­ ся на линии, угол наклона которых составляет 46—62°, что соответствует значениям показателя режима движе­

44

Т а б л и ц а 8. Общие сведения об экспериментальных участках и расчетные параметры фильтрации воздуха через выработанное пространство лавы

СЛ

прямой, расположенной под углом 135° к оси абсцисс, а при турбулентном — на прямой, параллельной ей

[38].

. Таким образом, результаты экспериментальных ис­ следований подтверждают правильность принятого при выведении основного уравнения (1 0 ) комбинированного режима движения утечек воздуха по выработанному пространству. Параметры фильтрации воздуха, характе­ ризующие геометрические размеры зоны утечек ело, оп­ ределяются, в основном, величиной аэродинамического сопротивления изолятора вентиляционной выработки и конструкцией схемы про/ветривания (табл. 9).

Т а б л и ц а 9. Значения параметров и их отношений, характеризующих зону утечек воздуха через выработанное пространство

Так, площадь зоны фильтрации при прямоточной схе­ ме проветривания и поддержании выработки кострами, бутокострами составляла 196—205 м2, а при бутовых по­ лосах—212—275 м2. Во втором случае была значитель­ но больше и длина зоны фильтрации воздуха (267—385 м вместо 202—231 м при неплотных изолято­ рах). Это говорит о более рассредоточенном выносе воз­ духа и газа в вентиляционную выработку при плотных изоляторах. На основании исследований получены сред­ ние значения параметров фильтрации утечек воздуха через выработанное пространство, входящие в двучлен­ ный закон сопротивления и характеризующие геомет­ рию зоны фильтрации в зависимости от способа поддер­ жания вентиляционной выработки.

SiKcnepиментальные точки ложатся на линии, постро­

~Qут

тельно, при фильтрации утечек воздуха" через вырабо­ танное пространство имеет место двучленный закон со-

46

также и при рассмотрении движения воздуха в целом

При снижении плотности изолятора R' в выражении (24) стремится к нулю. Так, кривая 2 (8 -я западная «бис» лава пл. /г3), построенная для случая поддержания выработки кострами, при продолжении совпадает с на­ чалом координат, в то время как кривая 1 (бутокастры) пересекает ось абсцисс. С ростом аэродинамического .со­ противления изолятора кривые 3, 4 выполаживаются и пересекают ось ординат. В этом случае закон сопротив­ ления принимает вид:

4 7

Это свидетельствует, что при плотных изоляторах возрастает значение R' двучленного закона сопротивле­ ния.

Влияние способа охраны на распределение воздуха и метана по длине выработок, примыкающих к выработанному пространству

Наблюдения за газовюздушным режимом экспери­ ментальных участков в течение времени их отработки показали, что это время можно разделить на два перио­ да, имеющие свои аэрогазодинамические особенности. Первый период включает в себя время от начала рабо­

ты очистного забоя .до сформирования практически постоянной зоны утечек воз­ духа, после чего начинается второй период, характери­

через обрушенные породы происходит в зоне 3—1—2'—4' почти постоянной длины /2 (рис. 19, б).

С момента раскрытия эксплуатационных трещин в породной толще кровли и установления связи с пластомспутником в вентиляционную выработку через разрез­ ную печь выносится 25—55% от общего количества воз­ духа, подаваемого на участок Qy4 (рис 20, а), и 30—70% метана, выделяющегося в выработанное пространство /в.п

48

ление обрушенных пород. Такими изоляторами являют­ ся бутовые полосы, чураковые стенки, различного рода уплотняющие «рубашки». Величину удельного аэроди­ намического сопротивления изолятора можно найти по формуле

где Лиз—перепад давления воздуха через изолятор, мм вод. ст.;

Q — расход воздуха, проходящего через полосу изолятора длиной /из, мУсек;

Ь— ширина изолятора, м;

т— мощность пласта, м;

п— показатель режима движения воздуха через

изолятор.

Величина гиз изменяется как во времени, так и в про­ странстве, т. е. зависит от скорости подвигания очистно­

будет снижаться (за один и тот же промежуток време­ ни), а чем дальше от лавы, тем оно выше. Зависимость гиз от указанных факторов влечет за собой изменение режима фильтрации воздуха через изолятор: от турбу­ лентного на участке, примыкающем к очистному забою, до ламинарного на некотором расстоянии от него. Поэто­

где &п.из' — коэффициент проницаемости изолятора, м2; 1'т — макрошероховатость изолятора, м; Рпз — площадь изолятора между двумя замерны­

ми станциями, м2.

Из формул (26) и (27) вытекает следующая - связь' между проницаемостью изолятора и его удельным аэро­ динамическим сопротивлением:

50