Файл: Патрушев М.А. Проветривание высокомеханизированных лав.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 12.07.2024
Просмотров: 100
Скачиваний: 0
Значения коэффициента kK3 определяли при &3=1
k |
|
Qд “Ь Qji.h |
Qh.h |
(22) |
ИЗ |
Qa. |
|
||
|
|
|
|
|
Режим, движения утечек воздуха -исследовался в че |
||||
тырех лавах. |
Общие сведения |
о них и расчетные пара |
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
ния от 1,036 до 1,88, т. е. во |
|
|
„ |
|
|
||||||
всех |
случаях |
имел |
место |
|
|
|
|
|
|||
комбинированный |
|
режим |
|
|
|
|
|
||||
фильтрации утечек воздуха |
|
|
|
|
|
||||||
по выработанному простран |
|
|
|
|
|
||||||
ству. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Анализ |
полученных дан |
|
|
|
|
|
|||||
ных |
показал, что в лавах с |
|
|
|
|
|
|||||
поддержанием |
вентиляцион |
|
|
|
|
|
|||||
ной |
выработки |
кострами |
|
|
|
|
|
||||
(рис. 17, а, кривая 2), |
буто- |
|
|
|
|
|
|||||
кострами (кривая 1) режим |
|
|
|
|
|
||||||
движения |
утечек |
близок к |
|
|
S |
|
|
||||
турбулентному |
|
(п=1,80— |
|
|
|
|
|
||||
1,88); в лавах с поддер |
|
|
|
|
|
||||||
жанием |
выработки |
буто |
|
|
|
|
|
||||
выми |
|
полосами |
— ближе |
|
|
|
|
|
|||
к |
|
ламинарному |
(п= |
|
|
|
|
|
|||
= 1,036—1,11). |
Комбиниро |
|
|
|
|
|
|||||
ванный |
режим |
движения |
|
|
|
|
|
||||
утечек воздуха |
через |
выра |
|
|
|
|
|
||||
ботанное |
пространство подт |
|
|
|
|
|
|||||
тверждается расположением |
Рис. 17. Графики зависимос |
||||||||||
кривых 1—4 на рис. 17,6. |
ти lgAe.ri от lgQyT (а) |
и lg/ |
|||||||||
Известно, |
что при ламинар |
|
— |
от lgRe |
(б): |
панели |
|||||
ном режиме движения воз |
] |
восточная |
лава |
||||||||
№ |
б; |
2 — 8-я западная |
«бис* |
||||||||
духа |
|
экспериментальные |
лава; |
3 — коренная западная |
|||||||
точки |
должны 'лежать на |
«бис» |
лава; 4—^-я западная |
||||||||
|
|
лава |
|
|
44
Т а б л и ц а 8. Общие сведения об экспериментальных участках и расчетные параметры фильтрации воздуха через выработанное пространство лавы
Лава Шахта
Пласт
тП1 ТПя.к Я ,
мм м
|
ст. |
а д |
рт. |
м |
|
р |
м |
г |
Р , |
t, |
|
СЧ |
|
|
СЧ* |
д |
|
|
м |
|
|
|
* |
|
|
|
О) |
о |
|
|
и |
и |
|
|
|
СЧ |
|
|
с |
сж |
|
|
CU |
С |
»■** |
|
«се |
О) |
Породы непо средственной кровли |
Способ под держания вы |
работки |
8-я запад |
«Зуевская» |
k 3 |
1,20 |
4.3 |
400 |
19,7 |
768,0 |
0,122 |
1,65 . 10_ 6 |
9,8 . 10 ~ 8 |
10-4 |
0,218 |
Глинистый |
Костры, |
ная «бис» |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
сланец |
2 ряда |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
средней |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
крепости |
|
Восточная |
Им. Бажанова |
|
1,71 |
12,0 |
1012 |
39,9 |
826,14 |
0,123 |
1,56 . 10 “ 6 |
9.8 . 10 ~ 8 |
10-4 |
0,125 |
» |
Бутоко- |
панели |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
стры, 2 |
Ks 6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ряда |
5-я запад |
«Чайкино» |
т ъ |
1.74 |
12,0 |
651 |
28,0 |
791,85 |
0,122 |
1.61 . 10~ 6 |
9,8 . 10 ~ 8 |
10-4 |
0,127 |
» |
Бутовая |
ная |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
полоса |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
шириной |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 м |
Коренная |
Им. Калинина |
hrj |
и |
8,0 |
755 |
31,4 |
801,70 |
0,122 |
1,60 . 10 "" |
0,6 . Ш- 8 |
IQ "4 |
0,121 |
Песчано- |
Бутовая |
запад |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ГЛИНИСТЫЙ |
полоса |
ная «бис» |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
сланец |
шириной |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
средней |
6 м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
крепости |
без окон |
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
Тип изолятора |
JL, * - i |
L |
^9KBi М |
|
^экв |
||||
|
F |
|
||
Костры, бутокостры |
1—1,13 |
4,8 |
40—50 |
|
Бутовые полосы |
1,4 |
6,5 |
60 |
|
Бутовые полосы при пря |
|
|
|
|
мом порядке отработ |
0,95 |
4,9 |
55 |
|
ки |
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
енные в координатах |
Нв |
а). Следова- |
QyT (рис. 18, |
~Qут
тельно, при фильтрации утечек воздуха" через вырабо танное пространство имеет место двучленный закон со-
46
противления. Причем, члены |
|
|||||||
его |
не складываются, |
а выч1и |
|
|||||
таются. |
С теоретической точ |
|
||||||
ки |
зрения |
это |
закономерно, |
|
||||
так как при сложении |
инерци |
|
||||||
онных и вязкостных составляю |
|
|||||||
щих |
закона |
сопротивления |
|
|||||
подразумевается |
их независи |
|
||||||
мость друг от_друга. |
|
как |
|
|||||
|
В |
действительности, |
|
|||||
указывает И. А. Парный |
[3&], |
Ьуч |
||||||
с увеличением скорости |
|
филь |
Qyq |
|||||
трации |
|
инерционная |
состав |
|
||||
ляющая |
растет, |
а вязкостная |
|
|||||
снижается. |
Двучленный |
закон |
|
|||||
сопротивления принимает |
вид: |
|
||||||
ha.n = R'QyT-R "Q * yT, |
(23) |
|
•и— |
пЕГ |
|
||
□ |
|
|||
га |
|
|
|
|
л |
L |
XJ |
■ ■ ■ |
|
г |
|
д |
||
t |
|
л7 |
|
|
V4 |
|
|
где R' и R" — коэффициен |
Рис, 18. Графики зависи |
||||||
мости ~ 2 от QуТ (а) и |
|||||||
ты, характеризующие |
аэроди |
||||||
намическое |
сопротивление со |
h |
^ У? |
(6): |
|||
ответственно |
при ламинарном |
-q |
от Qуч |
||||
Ч у ч |
|
||||||
и турбулентном движении воз |
1 — восточная лава панели |
||||||
духа. |
|
|
|
№ 6; |
2 — 8-я |
западная |
|
|
закон |
сопро |
«бис» |
лава; 3 — коренная |
|||
Двучленный |
«бис» |
лава; 4 —5-я запад |
|||||
тивления при данных |
схемах |
|
ная лава |
|
|||
проветривания |
соблюдается |
|
|
|
также и при рассмотрении движения воздуха в целом
по участку (рис. 18,6), но кривые наклонены |
вправо. |
При неплотных изоляторах (кривые 1, 2) имеет |
место |
зависимость |
(24) |
Луч = R"Q2y4 — R'Qyn- |
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:
А„ = /?'<?у, + R "Q 2y4- |
(25) |
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
|
зующийся |
|
более или менее |
||||
|
стационарными |
|
аэрогазоди- |
||||
|
намическими процессами. |
||||||
|
Воздух, |
поступающий к |
|||||
|
очистному |
забою Q0 в |
пер |
||||
|
вый период (рис. |
19, а), |
раз |
||||
|
деляется |
на три |
потока: по |
||||
|
ток, движущийся |
по |
лаве |
||||
|
Qл (ветвь 3—1); поток, про |
||||||
|
ходящий |
через |
погашаемую |
||||
Рис. 19. Принципиальная схема |
выработку и разрезную печь |
||||||
движения газовоздушных пото |
Qx (ветвь 3—4—2), |
и поток |
|||||
ков в первый (а) и второй (б) |
утечек через выработанное |
||||||
периоды работы лавы |
пространство QyT.После под- |
||||||
|
вигания лавы на расстояние |
||||||
11—|— в результате уплотнения пород |
зона |
4'—2'—2—4 |
|||||
становится воздухонепроницаемой. Фильтрация |
воздуха |
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