Файл: Клебанов, Ф. С. Аэродинамическое управление газовым режимом в шахтных вентиляционных сетях.pdf

Puc.l5 .Схемы течения'воздуха в вы­

ное количество воздуха, проходящего через поперечное сечение ла­ вы (схема 6).

Возможны три режима движения утечек воздуха в выработанном пространстве: ламинарный, Турбулентный и промежуточный. Режим дви­ жения характеризуется показателем степени п в законе сопротивле­ ния движению воздуха в выработанном пространстве. Величина пока­

вают между собой количества воздуха и утечки на выемочном участ­ ке, в явном виде входит величина

П1 = 2/п,

которая для ламинарного режима движения утечек воздуха nj =2, для турбулентного nj =1, для промежуточного 2 <П] <1.

53

Эта величина для действующего участка определяется эксперимен­ тально по результатам измерения величин 0 Л и q при двух различ­ ных подачах воздуха на данный участок

намического сопротивления выработанного пространства к аэродинами­ ческому сопротивлению примыкающих к нему выработок (сек/м^); р - безразмерный коэффициент утечек того же физического смысла, что и величина к.

Формулы (. II, 69), ( II, 70) 'обратны' (по показателю) к режиму течения утечек.

При промежуточном режиме движения утечек

На формирование газового режима в лаве и на участке в целом большое влияние оказывают утечки воздуха из лавы в выработанное пространство и, наоборот, приток воздуха из выработанного простран­ ства в лаву.

В схеме 2 величина притока воздуха из выработанного простран­ ства в лаву характеризуется той долей i j, которую составляют эти притоки по отношению к общей величине утечек воздуха в выработан-

54

ное пространство на данном участке

^Л.В- Фл.Н

ветственно на входе в лаву ("низ") и на выходе из лавы ("верх"). Следует заметить, что коэффициент ij представляет собой также

долю метановыделения из выработанного пространства в лаву, т.е. он численно равен тому коэффициенту с, о котором идет речь в [ 17] при рассмотрении вопроса о дебите газа из выработанного пространст­ ва в лаву.

В тех случаях, когда имеют место утечки воздуха из лавы в вы­ работанное пространство (схема 3), для характеристики их величины служит коэффициент

Фл.н ~ ^л.в

(11,75)

При проветривании участка по схеме 5 практически все количество воздуха, подаваемого на участок, поступает в лаву, т.е. на входе в лаву через поперечное сечение выработки проходит количество возду­ ха Qy По длине лавы часть воздуха уходит в выработанное простран­ ство, вследствие чего из лавы выходит меньшее количество воздуха

0п.в<0лл-

Для оценки утечек воздуха из лавы в выработанное пространство в данном случае служит коэффициент

Для участков, проветривающихся по схеме 6, величина утечек воз­ духа из лавы в выработанное пространство характеризуется коэффи­ циентом

Qv-Ол. min

где 0 Л min “ минимальное количество воздуха в поперчном сечении лавы.

При квадратичном режиме движения воздуха в выработанном прост­ ранстве (п =2, nj =1) коэффициенты >3 и Ц сохраняют пос­ тоянное значение при любой подаче воздуха на участок: при линейном режиме (n = 1, nj =2) указанные величины изменяются с изменением количества воздуха, подаваемого на участок.

55

Газовая статика выемочных участков. В наиболее общем виде га­ зовая статика выемочного участка характеризуется тремя величинами

мосфере выработанного пространства с в>п .

Соотношение между указанными концентрациями могут быть полу­

В данном случае период стабилизации газового режима в вырабо­ танном пространстве заведомо больше периода стабилизации газового режима в вентиляционной струе в выработках, примыкающих к выра­ ботанному пространству.

Очевидно, что неравенство (И,78) имеет преобладающее значение среди прочих соотношений, так как в большинстве случаев выработан­ ное пространство является коллектором значительного количества га­ за, поступающего из пластов-спутников. Однако не исключены также и остальные случаи.

Более детальный анализ газовой статики имеет целью дать метод определения составляющих газового баланса выемочного участка и не­ которых характерных параметров (таких, как концентрация газа в выработанном прострастве, дебит газа в лаве) на основе простейших измерений величин расходов воздуха и концентраций газа в вентиля-

•ционной. струе, омывающей выемочный участок.

Как известно, в некоторых случаях для определения составляющих газового баланса выемочного участка используют результаты так на­ зываемых поперечных газовых съемок. Существует две разновидности интерпретации результатов поперечных газовых съемок. Однако осно­ вания обеих интепретаций не могут считаться бесспорными, кроме то­ го, сам метод поперечных съемок связан с трудоемкими измерениями расходов воздуха и концентраций газа в таком нерегулярном воздухо­ воде, каким является современная механизированная лава:

Сказанное определяет необходимость разработки такого метода раз­ деления составляющих газового баланса, который был бы связан с легко осуществимыми и немногочисленными измерениями расходов воз­ духа и концентраций газа в нескольких характерных пунктах по ходу вентиляционной струи.

56

Результаты анализа газовой статики служат также обшей методи­ ческой основой для воздушных и газовых съемок на выемочных участи ках, проветриваемых по схеме 1, 2, 3, 5 (см. рис. 14, 15).

Величина усредненной концентрации газа в атмосфере выработанно­

участок, в лаву и общие утечки воздуха в выработанное пространство;

При линейном законе сопротивления движению воздуха в выработан­ ном пространстве в формуле (И,84) необходимо заменить р на kQ.

В схеме 2 (см. рис. 15,а), при которой происходит приток некото­ рого количества воздуха из выработанного пространства в лаву, коли­ чество газа в исходящей вентиляционной струе участка может быть выражено формулой

57