книги из ГПНТБ / Шепелев С.Ф. Газовость промышленных взрывчатых веществ на рудниках

Продолжение таблицы 21

В. М. Низовкин

121

Продолжение таблицы 21

122

Г л а в а V

ГАЗОВЫДЕЛЕНИЕ ИЗ ОБРУШЕННЫХ РУД И ПОРОД

Теоретические предпосылки к расчету газовыделения из обрушенных руд

Предположим, что в камере с объемом пустот F0, м3 производится массовый взрыв, при котором отбивается не­ который объем руды. После взрыва свободный объем этой камеры составит V м3 и его проветривание осуществляет­ ся турбулентной струей. При непрерывном газовыделении из обрушенной руды в количестве Ъм?/сек за время dt в воздух, очевидно, добавится некоторое количество вред­ ных газов

bdt. (V.1)

Если количество поступающего в выработку воздуха равно Q м3/сек и концентрация газов в нем составляет С о, то за время dt в камеру дополнительно поступит вредных примесей

а за это же время струей равной массы будет удалено

где с — средняя концентрация газов в камере в данный момент времени.

Согласно В. Н. Воронину [11], коэффициент турбулент­ ной диффузии частично загазованной струи связан с коэффициентом турбулентной диффузии чистой струи k следующим соотношением:

(V.4)

Тогда выражение (V.3) можно преобразовать следующим образом:

(QfeC+QC'o—QkC'0)dt. (V.5)

124

а разность между количеством газов, вынесенных струей за время dt, и количеством вновь добавившихся должна составить изменение массы вредных примесей в объеме ка­ меры, т. е.

Осуществив несложные математические преобразова­ ния, будем иметь следующее равенство:

С другой стороны,

fQk

j Q(t)Jm d t dt = Jmc0+Ъ)еj ™ dtd t . (V.12)

Подставляя полученные зависимости в (V.10), нетрудно прийти к выражению

125

Если считать, что камера проветривается чистым возду­ хом, т. е. С о = 0, то

Однако здесь возможно несколько частных решений. Рас­ смотрим некоторые из них. Пусть V = const и не зависит

а его решение

После математических преобразований получим

(V.15)

При начальных условиях f = 0; С=Со

С° = ^ + С1И С х = С о - ^ .

Подставляя последние зависимости в (V.15), получим

(V.16)

Рассмотрим второй вариант. Пусть V меняется со вре­ менем по закону

где V — первоначальный объем пустот в камере до нача­ ла выпуска;

п — коэффициент разрыхления руды.

126

Интенсивность выделения газов изменяется согласно зави­ симости Ъ= аа. Подставляя значения V и Ъ в выражение (V.14), будем иметь следующее решение:

Рассмотрим вариант, когда b зависит непосредственно

от объема газа в руде и меняется во времени, т. е.

Вместе с тем Иг.р изменяется по закону

127

где Уг-Р— объем газов в руде;

F 0-r—- первоначальный объем газов в руде на начало

Подставив (V.23) и (V.22) в (V.21) и продифференцировав полученное выражение, будем иметь

128

Для проверки полученных зависимостей непосредст­ венно в производственных условиях на ряде горнорудных предприятий Казахстана была проведена серия специаль­ ных опытов, результаты которых достаточно хорошо со­ гласуются с вышеприведенными теоретическими предпо­ сылками.

Некоторые результаты оценки производственных экспериментов по газовыделению из обрушенных взрывами руд и пород

Выпуск отбитой руды из камер обычно сопровождает­ ся выделением ядовитых газов через вентиляционные вы­ работки на вышележащие горизонты, а также непосредст­ венно в выработки горизонта скреперования. Таким обра­ зом, общее количество газов F 0.r, оставшихся в камере после взрыва и выделившихся в процессе выпуска руды из блока, должно быть равно

V 2r— то же, выделившихся в выработки горизонта скреперования.

Для определения численных значений У1г и V2T при вы­ пуске руды пробы загазированного воздуха отбирались че­ рез определенные промежутки времени и затем обрабаты­ вались в лаборатории ВГСО. По данным изменения во времени концентрации ядовитых газов (СОусл, %) подсчи­

тывается площадь под кривой C—f(t) и определяется об-

щий объем газов, прошедших через вентиляционные вы­ работки, прилегающие к блоку

где п — площадь под кривой;

С— процентное содержание СОусл на единицу пло­ щади ;

Q — количество воздуха, проходящее через выработ­ ку;

t — масштаб координаты времени.

Выделение газов на орт скреперования происходит нерав­ номерно из-за изменения количества проходящего воздуха и интенсивности выпуска руды. Помимо того, газы выде­ ляются из руды, уже выпущенной из дучек в основном при скреперовании. Поэтому целесообразно подсчитать количество выделившихся газов в единицу времени, а за­ тем, зная время, необходимое для выпуска горной массы из камеры, определить VZr

где V'T— объем газов, выделяющихся в единицу време­

ни;

t — время, необходимое для выпуска оставшейся горной массы из камеры.

Величину V'r нетрудно рассчитать по формуле

Зная производительность скреперных установок или виб­ ровыпуска, а также количество отбитой руды, можно под­ считать время, необходимое для выпуска оставшейся гор­ ной массы из камеры

где . Рр— вес отбитой руды;

А— производительность скреперных установок или вибровыпуска.

130