книги из ГПНТБ / Рудничная вентиляция учебное пособие для студентов горных вузов и факультетов канд. техн. наук М. Н. Бодягин.1960 - 23 Мб

потерь депрессии между этими пунктами и б) путем непосредст­ венного измерения депрессии между двумя пунктами.

В первом случае съемка производится барометрами повы­ шенной точности или депримометрами; во втором — микрома­

нометрами в сочетании с резиновой трубкой.

При замере абсолютных давлений между двумя пунктами сети барометром депрессия находится следующим образом.

Для горизонтальных выработок (рис. 163, а) депрессия равна разности отсчетов по барометру В, мм рт. ст., переведенной в мм вод. ст.:

Рис. 163. Схема замера депрессии выработки

или разности отсчетов по депримометру, умноженной на его по­ правочный коэффициент К,

h—Ki.D^ — D2), мм вод. ст.

Коэффициент К находится путем тарировки прибора, т. е.

сравнением его показаний с показаниями проверенного депримометра.

Для наклонных выработок при условии, что вто­ рая точка замера при проведении съемки по ходу струи распо­ ложена выше первой (рис. 163, б), депрессия равна

Тер — средний удельный вес воздуха на участке, кг)м3;

Н— разница высотных отметок пунктов измерения, м;

13,6 — уд. вес ртути.

279

где Dx и D2 — показания (депримометра.

В случае, если вторая точка замера при съемке по ходу струи

Очевидно, что на показания барометров при съемке оказы­ вает влияние изменение атмосферного давления. Поэтому при съемке барометрами необходимо вести контроль за изменением атмосферного давления и вносить поправку в результаты за­ мера в соответствии с изменением этого давления. Если баро­

метрическое давление в период производства замера возрастает, то поправка в виде разности двух показаний контрольного баро­

метра вычитается из отсчета прибора, и наоборот, при уменьше­ нии давления — прибавляется к отсчету по прибору. Поэтому

При измерении барометрами следует учитывать, что их пока­ зания несколько запаздывают при быстром изменении давле­ ния. Поэтому при измерении в горизонтальных и слабонаклон­ ных выработках барометр надлежит выдерживать в месте замера 20—30 мин., а при переходе с горизонта на горизонт — больше.

При измерении депримометром следует иметь в виду, что мениск жидкости в измерительной трубке 5—6 (см. рис. 129)

ставится на нуль вначале измерения и по ходу съемки будет менять свое положение. Если в ходе работы мениск в трубке

5—6 опустится или подымется до конца измерительной шкалы, то следует открыть кран 1, поставить мениск на нуль и снова закрыть кран 1, отметив в записях «мениск поднят (опущен) на h мм вод. ст.». Это изменение положения мениска должно быть учтено при обработке материалов съемки. Если в процессе съемки измерения нужно вести на нескольких горизонтах, то

280

производят сначала все замеры на одном, а потом на следующем,

горизонте поочередно, чтобы по возможности сократить пере­

ходы с горизонта на горизонт. Достоинством данного вида съемки является относительная простота производства работ,

недостатком — необходимость иметь для каждого пункта точные геодезические отметки, вести контрольные замеры барометриче­ ского давления и вычислять поправки.

При съемке микроманометром в сочетании с резиновой труб­ кой работа сводится к непосредственному замеру депрессии. При помощи резиновой трубки одно колено микроманометра (депрессиометра) соединяется с пунктом М\ (см. рис. 163, г), другое с пунктом Мг- Показания микроманометра (депрессиометра)

дают непосредственно значение h между пунктами М\ и М2. Поправок на превышение одного пункта над другим здесь не нужно, так как давление столба воздуха в выработке уравнове­ шивается давлением столба воздуха, имеющегося в трубке. Сле­

дует только иметь в виду, что воздух в трубке должен иметь ту

же температуру, что и в выработке, и поэтому при съемке, на­ пример в стволах, где изменение температуры по длине выработки значительно, трубку надлежит некоторое время до производства замера выдержать в выработке. Поэтому при за­ мере микроманометром поправка на изменение барометриче­ ского давления не нужна. Недостаток этого метода съемки •— значительная трудоемкость работ (необходимость для каждого стана измерений устанавливать прибор, растягивать и сверты­ вать трубки и т. п.).

Оба метода съемки имеют применение в практике. Выбор метода зависит от целей, задач и возможностей выполнения съемок. В практике работы шахт также имели место случаи, когда для целей депрессионной съемки использовалась сеть трубопровода сжатого воздуха. Если обеспечить сообщение та­ кой сети с атмосферой, то, присоединяя к сети депрессиометр в том или ином пункте шахты, можно определить депрессию от поверхности до этого пункта.

При выполнении депрессионной съемки по какой-либо вен­

тиляционной струе следует иметь в виду, что сумма замеров депрессии по струе от поверхности до вентиляционного канала

через всю шахту при отсутствии естественной тяги должна быть

равна депрессии, замеренной в стволе депрессиометром с по­ верхности. При наличии естественной тяги разница между ука­ занными депрессиями должна быть равна величине естествен­

ной тяги. Это объясняется тем, что депрессиометр при замере в стволе с поверхности естественной тяги не показывает, в то время как в депрессию отдельных участков депрессия естествен­

ной тяги входит.

Одновременно с депрессией при съемках измеряется и коли­ чество воздуха, проходящего через пункт замера. Это нужно для того, чтобы определить сопротивление каждого из элемен­

281

тов сети, в котором определена депрессия, и для определения мест и оценки размеров утечки воздуха.

Итоги депрессионных съемок могут быть по различному оформлены и использованы. Обычно итоги замеров сводятся

в таблицы распределения депрессии по выработкам, по которым строят кривые изменения депрессии h. по длине струи L в коор­ динатах h—L для наглядного представления о распределении депрессии по выработкам шахты. Однако такое оформление практически мало удобно, так как отражает только определен­ ный этап в состоянии проветривания, и потому данные съемки быстро теряют свою значимость.

Более правильно использовать данные съемок для опоеделе-

ния аэродинамических сопротивлений отдельных вентиляцион­ ных выработок и сводить эти данные в полные или упрощенные расчетные схемы вентиляционной сети шахты. Это удобнее с точки зрения использования материалов съемок для решения практических задач и позволяет накапливать данные по изуче­ нию вентиляционной сети шахты. Так, для схемы, представлен­ ной на рис. 145, необходимая для целей управления проветри­

ванием депрессионная съемка будет состоять в замере депримо-

метром давлений в пунктах 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 (пункт 8 распола­ гается в стволе шахты перед каналом вентилятора). Вводя соответствующие поправки в замеры, можно определить по их

результатам депрессии между всеми пунктами расчетной схемы (см. рис. 146), а при известных количествах воздуха в отдель­ ных элементах сети — найти сопротивления соответствующих участков.

Знание сопротивлений позволяет провести необходимое ре­ гулирование распределения воздуха в сети, как это показано в предыдущем параграфе. При дальнейшем развитии горных работ при показанной схеме будет меняться величина сопротив­ лений участков 2—5, 3—6, 4—7, 'но сопротивления участков 8—7, 7—6, 6—5, 1—2, 2—3, 3—4 — останутся неизменными. Следовательно, в дальнейшем понадобится определять только характер изменений указанных выше трех участков, для того чтобы иметь возможность своевременно корректировать расчет­ ную схему.

В ряде случаев при вентиляционных сетях большой слож­ ности можно упрощать депрессионную съемку, используя воз­ можности определения депрессии отдельных крупных участков шахты путем замера перепадов давлений через вентиляцион­ ные двери, разделяющие поступающую и исходящую струю.

Соответственно можно упрощать и расчетные схемы, выделяя отдельные участки или заменяя отдельные узлы в схеме их общим сопротивлением.

Кроме депрессионных съемок, для контроля распределения воздуха по шахте проводятся также и анемометрические съемки,

для проверки соответствия этого распределения фактическим по­

*282

Глава IX

МЕТОДЫ РАСЧЕТА ВЕНТИЛЯЦИОННЫХ СЕТЕЙ

Вся совокупность соединяющихся друг с другом горных вы­ работок шахты представляет собой единую вентиляционную сеть. Режим проветривания этой сети определяется сопротив­ лением составляющих ее элементов и характеристиками и рас­ положением источников тяги, включенных в сеть.

Принципиально аэродинамические расчеты по определению режима проветривания сети сводятся к установлению конкрет­ ных значений A, h и Q как для шахты в целом, так и для от­ дельных ее участков или источников тяги.

В зависимости от поставленной задачи расчеты могут быть

Во всех случаях за исходное принимается уравнение h = RQ" — RQ\

характеризующее взаимозависимость депрессии, сопротивления сети и количества воздуха при турбулентном режиме проветри­ вания.

Фактически уравнение h = RQ2 не всегда точно отражает закон сопротивления движения воздуха в шахтных выработках

(иногда п ¥= 2), но в расчет этого обстоятельства обычно не принимают, из нежелания усложнять расчеты, учитывая, что сами исходные данные для расчета являются в определенной

степени приближенными.

§ 44. ГРАФИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ РАСЧЕТА

Основным способом проветривания шахт является искус­ ственное проветривание при помощи вентиляторов.

Для последних соотношение между h и Q определяется

экспериментально и дается графически в виде характеристики

284

вентилятора — кривой в координатах h. — Q. Это положение

предопределило создание графических методов расчетов по определению режимов проветривания при одиночной и совмест­ ной работе вентиляторов. Характеристики вентилятора, естест­ венной тяги и сети (рис. 164) представляют собой графическое выражение (в координатах h—Q) соответствующих зависимо­ стей между величинами R, hn Q. Это позволяет все необходимые расчеты выполнять путем сложения и вычитания соответствую­ щих характеристик.

Основными положениями графического расчета сетей яв­ ляются следующие.

1. Общая характеристика соединения двух или более выра­ боток может быть определена путем суммирования их индиви­ дуальных характеристик:

а) по ординатам (рис. 165, а), если выработки соединены

ботки могут взаимно складываться или вычитаться по прави­ лам, указанным в п. 1.

На рис. 166, а приведен пример построения суммарной ха­ рактеристики вентилятора и естественной тяги, а на рис. 166,6 и в — суммарных характеристик соответственно двух последо­ вательно соединенных и двух параллельно соединенных венти­ ляторов.

3. При известных характеристиках (в координатах h — Q)

источника тяги и сети режим проветривания сети определяется координатами точки А пересечения этих характеристик

(рис. 167, а и б).

4. В случаях определения режима проветривания сложной сети при совместной работе нескольких вентиляторов задача

путем последовательного сложения — вычитания характеристик

источников тяги и элементов сети приводится к простому виду — к задаче на определение режима проветривания одиночной вы­ работки заданного сопротивления одиночным вентилятором.

Знание режима проветривания одного участка сети позволяет

определить режим проветривания для остальных его участков.

Как известно, полная характеристика вентилятора располо­ жена в I, II и IV квадрантах, однако фактически обычно имеют­ ся только характеристики, относящиеся к I квадранту, кото­ рыми и приходится пользоваться при практическом решении за­ дач.

Все эти общие принципы расчета в разного типа задачах могут быть по разному использованы и дополнены, что находит свое отражение в существовании нескольких вариантов графи-

285

Рис. 164. Характеристики сети и источников тяги

Рис. 165. Построение суммарных характеристик выработок

286

Рис. 167. Определение режима проветривания сети

287.'

Ческого решения одних и тех же задач: метода суммарных при­ веденных характеристик, активизированных характеристик

и др.

Ниже рассмотрены основные варианты графических мето­

дов расчетов.

1. Метод суммарных приведенных характеристик

Приведенной называется характеристика источника

тяги, трансформированная за счет вычитания из нее характери­ стики одного или нескольких участков сети.

Приведение характеристики источника тяги, данной для одлого участка или пункта включения в сеть, к другому участку

Полученная в результате этого приведенная характеристика (кривая С) представляет характеристику вентилятора, работаю­ щего уже только на сеть ВС (кривая D), режим проветривания которой определится координатами точки М пересечения харак­ теристики участка ВС с приведенной характеристикой вентиля­ тора. Депрессия исключенного из рассмотрения участка АВ опре­

рактеристики вентилятора к участку АВ, т. е. переход к схеме,

:288