10.3.4. Регулирование распределения воздуха положительными способами.

Регулирование уменьшением сопротивления выработок.

Одним из основных способов положительного регулирования распределения воздуха является уменьшение аэродинамического сопротивления отдельных ветвей и шахты в целом. Это достигается либо снижением коэффициента аэродинамического сопротивления , либо уменьшением длины выработкиL, либо увеличением площади поперечного сечения выработки S.

Рассмотрим движение воздуха в параллельном соединении ветвей по схеме представленной на рис.10.5. Предположим, что по условиям производства требуется увеличить подачу воздуха в ветвь R₂ и одновременно снизить подачу воздуха в ветвь R₁.

Распределение воздуха в соединении до регулирования определяется соотношением

R₁ Q=R₂ Q (10.35)

где R₁, R₂ - аэродинамическое сопротивление ветвей до регулирования;

Q₁, Q₂ – количество воздуха в ветвях R₁, R₂ до регулирования.

Из равенства (10.35) определяем аэродинамическое сопротивление ветви R₂ до регулирования

R₂=R₁ (Q₁/Q₂)² (10.36)

Обозначим Q₁/Q₂=m₁, тогда поучим

R₂=R₁ m (10.37)

Увеличению количества воздуха в ветви R₂ должно соответствовать такое уменьшение аэродинамического сопротивления, при котором будет выдерживаться соотношение

R₁ (Q)²=R (Q)² (10.38)

где R₁, Q - соответственно аэродинамическое сопротивление и количество воздуха в ветви R₁ после регулирования;

Q.-.количество воздуха в ветви R₂ после регулирования.

Из выражения (10.38) получаем требуемое значение аэродинамического сопротивления ветви R₂ для заданного распределения расходов воздуха.

R=R₁ (10.39)

Обозначим Q/Q=m₂, тогда получим

R=R₁ m (10.40)

С учетом равенств (10.35) (10.40) получаем зависимость для определения необходимой величины уменьшения аэродинамического сопротивления ветви R₂

ΔR₂=R₂ - R=R₁ (m - m) (10.41)

Если уменьшение сопротивления ветви R₂ достигается за счет увеличения поперечного сечения выработки посредством перекрепления, то величина поперечного сечения выработки после перекрепления определится следующим образом.

Аэродинамическое сопротивление ветви R₂ до и после перекрепления определяется равенствами

R₂= (10.42) R= (10.43)

где - соответственно, коэффициент аэродинамического сопротивления выработки до и после перекрепления. Как правило, изменение этого коэффициента при перекрепления выработок незначительно и при расчетах можно принимать;

P₂, P - соответственно, периметр выработки до и после перекрепления;

L - длина выработки;

S₂, S - соответственно, поперечное сечение выработки до и после перекрепления.

В равенствах (10.42), (10.43) выразим периметр выработки через поперечное сечение по формуле

P= (10.44)

где С – коэффициент равный 3.86 при арочной и 4.16 при трапециидальной форме поперечного сечения крепи.

С учетом выражения (10.44), равенства (10.42), (10.43) будут иметь вид

R₂= (10.45) R= (10.46)

Разделив равенство (10.45) на равенство (10.46) получим

(10.47)

Из равенства (10.47) определим поперечное сечение выработки после перекрепления

S=S₂ (10.48)

Так как R₂=R₁ m, а R=R₁ m, получим

S=S₂ (10.49)

Регулирование с помощью вспомогательных вентиляторов.

Согласно ПБ регулирование при помощи вспомогательных вентиляторов, устанавливаемых в шахте, разрешается только в не газовых шахтах.

Рассмотрим пример регулирования расхода воздуха по крыльям шахтного поля при помощи вспомогательного вентилятора для схемы проветривания представленной на рис.10.6.

Рис.10.6 Схема к расчету распределения воздуха в простом параллельном соединении при помощи вспомогательного вентилятора.

Заданы сопротивления ветвей схемы представленной на рис.10.6. Шахта проветривается главным вентилятором, депрессия которого Н₁. Для увеличения подачи воздуха в крыло R₁ в этом крыле установлен вспомогательный вентилятор, депрессия которого Н₂. Необходимо определить общее количество воздуха, поступающего в шахту Q₀ и количество воздуха по крыльям шахтного поля Q₁, Q₂. Схема, представленная на рис.10.6 может быть преобразована к виду представленному на рис.10.7

Рис.10.7 Схема вентиляционных соединений к расчету распределения воздуха в простом параллельном соединении при помощи вспомогательного вентилятора

Схема, представленная на рис.10.7 описывается следующей системой уравнений

R₁ Q+ (R₀+R₃) Q=H₁+H₂ (10.50)

R₂ Q+ (R₀+R₃) Q=H₁ (10.51)

Q₀=Q₁+Q₂ (10.52)

Обозначим

(R₀+R₃) Q=h, (10.53)

тогда из равенств (10.50), (10.51) и (10.53) получим

Q₁= (10.54)

Q₂= (10.55)

Q₀= (10.56)

Подставляя значения Q₁, Q₂, Q₀ в равенство (10.52) получим

=+ (10.57)

Из равенства (10.57) определяем значение h, а по уравнениям (10.54) (10.56) (10.55) Q₁, Q₂, Q₀.