Файл: Слепых, В. Ф. Прогнозный расчет вентиляционных систем рудников.pdf

31—32, 42, 44, 45, 51, 55, 57 и «Покро». Число ветвей в таких объединенных схемах составляло от 200 до 650, а совместно работающих на одну сеть вентиляторов достигало восьми. Соответственно возросло до 260 и число независимых конту­ ров, определяющих количество совместно решаемых уравне­ ний при расчете распределения воздуха в системах. Однако наибольшей сложностью из обследованных нами обладала объединенная схема проветривания Миргалимсайского и За­ падного рудников Ачисайского комбината [6] . Число ветвей в ней было около тысячи при 425 независимых контурах. Управлять такой системой чрезвычайно трудно, а без исполь­ зования вычислительной техники просто невозможно.

Не отличается простотой и вентиляционная сеть рудни­ ков им. X X I I съезда КПСС и Зыряновского объединения в единую систему. Их сеть состоит более чем из 700 ветвей.

Схемы проветривания таких обособленных рудников, как Текели, Белоусовский, Иртышский, намного проще, хотя чис­ ло ветвей в них значительно (достигает 350).

Приведенный анализ касается количественных характе­ ристик вентиляционных систем в целом. Если рассматривать их с точки зрения значимости ветвей, можно установить и ряд других, практически интересных положений. Из табли­

целом невелики—не превышают 20—25% от общего числа ветвей. Но необходимо учесть, что в этом случае указаны эквивалентные ветви утечек, т. е. утечки с откаточных штре­ ков и ортов через серию рудоспусков или старых выработок сводились к одной эквивалентной ветви [7] . Пути утечки воздуха в очистных блоках в общую схему не входят, так как блоки представлены эквивалентными ветвями [8] . Если учитывать все пути утечек воздуха, то по каждому горизон­ ту число их может достигать 50—100. Так, на рудниках Джезказгана при обычной камерно-столбовой системе разра­ ботки число рудоспусков, подлежащих изоляции, достигает 90—100 [5, 9, 10]. Аналогичная картина наблюдается на Миргалимсайских и Зыряновских рудниках при системах разработки с обрушением и панельно-поточной. Отсюда вид­ но, почему при относительно незначительных дебитах возду­ ха по ветвям утечек общие потери его по рудникам бывают высокими.

Важной количественной характеристикой сложной сети является среднее число ветвей 7ПІ, приходящееся на один узел nt. Поскольку каждая ветвь схемы инцидентна двум узлам, в общем случае величина отношения kn равна

11

где для простого параллельного соединения численное зна­ чение коэффициента kn равно 2, а сложного параллельного— числу параллельных ветвей, поскольку

У простого диагонального соединения (с одной диаго­ налью) значение коэффициента разветвленности kn равно 2,5. Необходимо указать, что диагональное соединение обра­ зуется из простого параллельного включением ветви, соеди­ няющей их на участке между разделением и слиянием пото­ ков воздуха. В соответствии с этим, определив общее количество ветвей простого диагонального соединения через их степени и заменив число узлов через число диагоналей md, получим

Как видно, с приближением графа сети к полному число ветвей, приходящееся на один узел, стремится в пределе к количеству узлов без единицы.

Таким образом, коэффициент kn — обобщающая величи­ на, характеризующая разветвленность любой сети; мы наз­ вали его коэффициентом разветвления сети.

Приведенные значения коэффициента для рассматрива­ емых вентиляционных систем (табл. 1) говорят о том, что почти все схемы весьма разветвленные. Поскольку четкого разграничения между параллельным и диагональным типом соединения по величине kn сделать нельзя, можно только предполагать, что указанные схемы относятся к сложным

12

диагональным. Это предположение вытекает из того, что вен­ тиляционных систем только с параллельным соединением ветвей практически нет.

Преобладающий тип соединения легче установить непосредственно по графу сети. На примере приведенных схем проветривания шахты 55 ДГМК (рис. 1 а) и Централь­ ного блока рудника Миргалимсай комбината «Ачполиметалл» (рис. 1 б) очевидна их сложность. Особенно это отно­ сится к схеме Центрального блока рудника Миргалимсай, где явно выражены сложные диагональные соединения. Часто в диагональные ветви попадают места очистных ра­

ников является их сложность в количественном и качествен­

параметрами — сопротивлением и количеством проходящего воздуха. Установленные значения коэффициентов аэродина­ мического сопротивления выработок для указанных рудни­ ков Казахстана сравнимы между собой (табл. 2) и с опубли­ кованными данными [3, 12, 13, 14]. Однако если учесть, что зачастую длины участков выработок, на протяжении кото­ рых дебит потока воздуха не меняется, незначительны, то и величины аэродинамических сопротивлений таких участков будут невелики. На практике они колеблются от нескольких единиц до десятых долей мюрга. На рудниках с самоходной техникой, где поперечные сечения штрекообразных вырабо­ ток доходят до 13—18 м2, величины сопротивлений могут понижаться до сотых и тысячных долей мюрга. Это харак­ терно и для камер.

Естественно, что наличие большого числа ветвей с весь­ ма малыми сопротивлениями при развитой разветвленности сети приводит к незначительному общему эквивалентному сопротивлению всей вентиляционной системы рудника, следствием чего являются относительно малые депрессии рудников. Даже при достаточно больших общих дебитах воз­ духа депрессии рудников не превышают 400 мм вод. ст.

Резюмируя изложенное, можно сказать, что основными особенностями вентиляционных систем современных рудни­ ков, существенно влияющими на управление проветривани­ ем, являются :

13