Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Ответы к Госэкзамену по билетам.docx
Скачиваний:
116
Добавлен:
22.09.2019
Размер:
15.79 Mб
Скачать

2. Очистные работы. Типы очистных выработок. Элементы длинного очистного забоя. Производственные процессы и операции в очистном забое.

После вскрытия и подготовки месторождения или шахтного поля (ШП) приступают к его эксплуатации – т.е. непосредственно к добыче полезного ископаемого (ПИ).

Добычу ПИ подземным способом принято называть очистными работами. Эти работы ведутся в очистных выработках - длинных или коротких очистных забоях (лавах - более 15-30 м до 200-300 м и камерах - до 15-30 м).

Длинный очистной забой имеет два выхода в две независимые подготовительные выработки, которые называют концевыми участками очистного забоя (лавы).

Они являются началом (куда входит свежая струя воздуха) или концом (где выходит исходящая струя) очистного забоя.

В этих местах (т.е. на концевых участках лавы) выполняются определенные концевые операции (создание ниш, самозарубка комбайна и др.), которые обеспечивают возможность начала выемки новой полосы угля.

Места соединения очистной выработки с обслуживающими ее подготовительными выработками образуют сопряжения.

К элементам длинного очистного забоя относятся (см. рис. выше):

  • Забой лавы (1);

  • Призабойное пространство (2);

  • Выработанное пространство (3)

  • Сопряжения лавы с обслуживающими ее штреками (на рис. не обозначены).

Подготовка очистного забоя непосредственно к выемке угля заключается в проведении в пределах выемочного участка (этажа, яруса или столба) разрезной печи и последующего монтажа в ней очистного оборудования.

При начале отработки одна из стенок разрезной печи становится подвижной. В дальнейшем именно ее и называют очистным забоем.

Очистные работы включают следующие производственные процессы:

1) основные

  • очистная выемка ПИ;

  • крепление призабойного пространства;

  • работы по управлению горным давлением (управление кровлей).

2) вспомогательные - вентиляция, пылеподавление, водоотлив, доставка метериалов , перенос коммуникаций, освещение и пр.

Очистная выемка - главный процесс очистных работ. В длинных очистных забоях очистная выемка включает следующие основные операции:

  • отбойку ПИ от массива;

  • погрузку ПИ на забойный конвейер;

  • транспортировка ПИ по забойному конвейеру вдоль очистного забоя до откаточного штрека (ближайшей транспортной выработки).

В современной шахте эти процессы механизированы и выполняются с помощью следующих машин и механизмов: угольных комбайнов, передвижных скребковых конвейеров, передвижных механизированных крепей.

3. Рудничная аэростатика, физические свойства рудничного воздуха, законы аэростатики.

Температура воздуха. Температура – величина, характеризующая степень теплового состояния тела (газа) или скорость хаотического движения молекул (чем выше температура, тем больше скорость их движения, и наоборот). Температуру воздуха можно измерять по двум шкалам: Цельсия (°С) и абсолютной шкале Кельвина (К).

0 K= −273,15 °C или K = °C + 273,15.

Влажность воздуха. Влажность воздуха может быть абсолютной и относительной. Абсолютная влажность (f) - количество влаги, содержащейся в одном кубическом метре воздуха. Относительная влажность воздуха (%) - отношение парциального давления паров воды в газе (в первую очередь, в воздухе) к равновесному давлению насыщенных паров при данной температуре.

Плотность воздуха. Плотностью (ρ) воздуха называется количество его массы, заключающееся в единице объема.

, кг/м3

М – масса воздуха, кг;

V – объем воздуха, м3.

Удельный вес. Удельный вес (γ) – вес воздуха в единице объема.

Н/м3

G – вес воздуха, Н

G = Mg, Н

g – ускорение свободного падения, м/с2.

Тогда

, Н/м3.

Вязкость воздуха. Вязкость – свойство воздуха оказывать сопротивление касательным усилиям, возникающими между слоями воздуха перемещающимися параллельно друг другу с разными скоростями.

Причиной вязкости является внутреннее трение. Различают динамическую вязкость и кинематическую вязкость.

Динамическая вязкость (, коэффициент внутреннего трения) – сила трения между двумя слоями воздуха, отнесенная к единице площади, при градиенте скорости, равном единице; размерность кгсс/м2 , кг/(см) или Н·с/м2.

Сила этого трения по закону Ньютона

, Н·с/м2

где - коэффициент пропорциональности, или вязкость;

S - площадь трущихся слоев воздуха, м2;

- градиент скорости, т.е. изменение скорости в направлении перпендикулярном движению, м/(с·м) = с-1.

Отношение вязкости к плотности газа называется кинематической вязкостью, м2/с:

, м2

Давление воздуха. Давление воздуха является главной физической величиной, с которой приходится иметь дело при рассмотрении всех вопросов связанных с проветриванием рудника или шахты.

Давление, с которым имеют дело в аэростатике, называется аэростатическим; оно вызывается весом вышележащих слоев воздуха и зависит от высоты столба воздуха, площади, на которую он оказывает давление и удельного веса. Таким образом:

Pст = γ Н S, Н (Ньютон).

где:

Н - высота столба воздуха, м;

S – площадь на которую оказывает давление столб воздуха, м2;

γ - удельный вес воздуха, Н/м3.

Тогда давление на единицу площади:

Pст = Н, Н/м2 (Н/м2 = Па).

Поскольку γ = g, то

Pст = gН, Па.

Кинетическая энергия какого-либо объема движущегося воздуха:

E = , Дж.

где:

G – вес воздуха, Н;

U – скорость движения воздуха, м/с;

g – ускорение свободного падения, м/с2.

Энергия, отнесенная к единице объема:

E = =

где V – объем движущегося воздуха, м3;

Заменив γ на g, Е на Рск получим:

Рск = , Па.

Таким образом, полное давление:

P = Pст + Рск = gН + , Па.

Паскаль слишком маленькая величина поэтому для измерения давлений часто используется величина в 10 раз большая, нежели паскаль – декапаскаль (даПа). Необходимо отметить, что в рудничной аэрологии давление чаще всего выражают (h), тогда h = hст + hск.

Приращение давления с глубиной.

  • Уравнение равновесия (гидравлика) или , принимая

  • Уравнение равновесия газа (уравнение Эйлера)

  • Уравнение равновесия сил ; ; , где X, Y, Z – массовые силы, приложенные к граням или

  • Закон Архимеда определяет гидростатическую подъемную силу. Выталкивающая сила равна при yT – удельный вес тела большем yЖ – удельного веса жидкости – тело тонет, при меньшем - всплывает.