14. Рециркуляционная схема проветривания карьеров. Расчет количествовоздуха участвующий при рециркуляционной схеме проветривания карьеров.

Рециркуляционная схема движения получает развитие при углах откоса подветренного борта карьера более 200. При этом всегда часть карьера находится в зоне действия прямых потоков, совпадающих с направлением ветра на поверхности. По своей структуре рециркуляционная схема весьма близка к рециркуляционно-прямоточной, но характеризуется меньшим по сравнению с первой участком, на котором наблюдается движение воздуха, совпадающее с направлением поверхностного ветра. Схема считается рециркуляционной, если нижняя часть карьера (по подошве) полностью находится в зоне движения обратных потоков. Соответственно рециркуляционно-прямоточная схема характеризуется наличием в нижней части карьера движения воздуха в прямом и обратно направлениях.

Структура воздушного потока при рециркуляционной схеме движения воздуха в карьера показана на рис. 7.2. Деформация потока в пределах карьера происходит за счет его расширения и образования пограничного слоя между линиями ОР и ОР2 со спутным направлением движения воздуха. Вдоль плоскости, проходящей по линии ОАК , скорость потока равна скорости ветра за пределами карьера .

Внешняя граница пограничного слоя (линия ОС), на которой горизонтальная составляющая равна нулю, имеет угол наклона . За пределами внешней границы наблюдается движение воздуха, обратное направлению ветра. В результате между спутным и обратным потоками возникает циркуляция воздуха.

Распределение скоростей в поперечном сечении пограничного слоя

, (7.5)

При этом

, (7.6)

где - безразмерный параметр; - координаты рассматриваемой точки;

- коэффициент структуры струи. При , .

15. Выбор способов проветривания.

При выборе способа вентиляции шахты оцени­вается возможность подачи в шахту необходимого количества воз­духа при принятом способе. Например, при всасывающем способе в случае расположения вентилятора на скиповом стволе воз­можно засорение канала вентилятора штыбом и увеличение его сопротивления. Последнее приводит к уменьшению количества поступающего в шахту воздуха. Принятый способ вентиляции должен обеспечивать минимальные утечки воздуха. Например, при нагнетательно-всасывающем способе в шахте существует об­ласть, где давление воздуха близко к атмосферному. Если при этом данная область имеет аэродинамическую связь с поверхно­стью, то утечки воздуха через эти каналы связи (на поверхность или с поверхности) будут минимальны (меньше, чем при других способах вентиляции). В случае использования многих полуста­ционарных всасывающих вентиляторных установок на шурфах имеют место значительные подсосы воздуха с поверхности вслед­ствие недостаточной герметизации устьев шурфов.

Применение одной стационарной вентиляторной установки, работающей на нагнетание, обеспечивает уменьшение поверхностных утечек воздуха. В ряде случаев способ вентиляции может влиять и на подземные утечки.

Способ вентиляции должен обеспечивать использование мини­мального числа вентиляторов главного проветривания, так как параллельная их работа затрудняет их реверсирование и управ­ление вентиляцией (особенно при пожаре). Способ вентиляции должен также обеспечивать минимальную пожароопасность шахты, быстрое и надежное реверсирование вентиляционных струй, предупреждение обмерзания вентиляторов и стволов.

Способ вентиляции оказывает влияние на чистоту подаваемого к рабочим местам воздуха. Так, при нагнетательном способе вен­тиляции через скиповый или конвейерный ствол в горные выра­ботки шахты будет поступать запыленный воздух.

Всасывающий способ вентиляции применяется на газообиль­ных угольных шахтах. На рудных шахтax он применяется до глу­бин примерно 1500 м. При наличии аэродинамической связи с дневной поверхностью применять этот способ не рекомендуется вследствие возможного загрязнения выработок газами, находя­щимися в лежащих выше горных породах и приземном слое.

Нагнетательный способ применяется на угольных шахтах с малой газообильностью, с небольшим аэродинамическим сопро­тивлением, при отработке горизонтов, расположенных на неболь­шой глубине от дневной поверхности (Подмосковный бассейн).

Нагнетательно-всасывающий способ применяется при большом аэродинамическом сопротивлении шахты, разработке склонных к самовозгоранию полезных ископаемых, при наличии аэродина­мической связи горных выработок с дневной поверхностью. На рудных шахтах этот способ применяется при секционировании шахты на 2–3 участка и глубине до 2000 м.