- •Оглавление
- •Введение (лекция № 1)……………………………………….3
- •Часть I Рудничная атмосфера…………………………...10
- •9. Тепловой режим шахт (лекция № 9)…………………..105
- •Часть II Рудничная аэродинамика……………………..115
- •Часть III Проветривание шахт…………………………..222
- •Введение Лекция № 1
- •Предмет, содержание курса и его связь со смежными науками
- •21.1 Общие положения……………………………….276
- •Часть IV Промышленная вентиляция…………………296
- •22.1. Общие положения………………………………297
- •Значение курса в деле обеспечения чистоты и качественного состава воздуха в подземных сооружениях
- •Вклад отечественных ученых в дело развития “Рудничной аэрологии” как науки
- •Часть I
- •2.1 Атмосферный воздух.
- •2.1 Атмосферный воздух
- •2.2 Изменение состава и свойств воздуха при его движении по горным выработкам
- •Основные составные части рудничного воздуха
- •Ядовитые, взрывчатые и радиоактивные примеси рудничного воздуха
- •Литература
- •Лекция № 3 Метан, его происхождение и свойства
- •3.1 Физико-химические свойства метана.
- •1. Физико-химические свойства метана.
- •3.1 Физико-химические свойства метана
- •3.2 Происхождение и формы связи метана с горными породами
- •3.3 Метаноносность и метаноемкость угольных пластов и вмещающих пород
- •Лекция № 4 Метанообильность горных выработок и шахт
- •Виды выделений метана в шахтах.
- •4.3 Меры борьбы с выделениями метана.
- •Виды выделений метана в шахтах.
- •4.1 Виды выделений метана в шахтах
- •Неравномерность обыкновенного метановыделения
- •4.3 Меры борьбы с выделениями метана
- •4.4 Метанообильность шахт. Деление шахт на категории
- •Литература
- •Лекция № 5 Внезапные выбросы угля и газа в шахтах
- •5.5 Природа локальности выбросоопасности.
- •5.1 Классификация газодинамических явлений в шахтах
- •5.2 Основы теории внезапных выбросов угля и газа
- •5.3 Классификация шахтопластов по признаку выбросоопасности
- •Методы прогноза и способы предотвращения выбросоопасности
- •5.5 Природа локальности выбросоопасности
- •Литература
- •Лекция № 6 Борьба с выбросами угля и газа в шахтах
- •6.1 Общие положения
- •6.2 Отработка защитных пластов
- •6.3 Применение гидрорыхления угольного пласта
- •6.4 Бурение опережающих скважин, образование полостей и торпедирование угольного массива
- •6.5 Применение разгрузочных пазов
- •6.6 Предотвращение выбросов угля и газа при механизированном проведении подготовительных выработок
- •6.7 Способы вскрытия выбросоопасных пластов
- •Литература
- •Лекция № 7 Борьба с метаном методами дегазации
- •7.1 Классификация методов дегазации.
- •7.1 Классификация методов дегазации
- •7.2 Дегазация при проведении подготовительных выработок
- •7.3 Дегазация разрабатываемого пласта скважинами
- •7.4 Дегазация пластов гидроразрывом и гидрорасчленением
- •7.5 Способы дегазации спутников (сближенных пластов)
- •7.6 Дегазация выработанных пространств
- •7.7 Эффективность дегазации
- •Литература
- •Лекция № 8 Рудничная пыль
- •8.1 Общие сведения
- •8.2 Горючие и взрывчатые свойства угольной пыли
- •8.3 Факторы, оказывающие влияние на взрывчатость угольной пыли
- •8.4 Особенности взрывов угольной пыли в шахтах
- •Основные меры борьбы со взрывами угольной пыли в шахтах (пылевой режим)
- •Литература
- •Лекция № 9 Тепловой режим шахт
- •9.1 Общие сведения
- •9.2 Тепловой режим и тепловой баланс
- •9.3 Меры борьбы с высокими температурами в горных выработках
- •9.4 Подогрев подаваемого в шахту воздуха
- •Часть II
- •10.1 Общие сведения
- •10.2 Основные физические характеристики рудничного воздуха
- •10.3 Основные законы аэростатики
- •10.4 Режимы движения воздуха в шахтах. Критерий Рейнольдса
- •10.5 Основные законы аэродинамики
- •10.6 Типы воздушных потоков
- •Литература
- •Лекция № 11 Аэродинамическое сопротивление горных выработок
- •11.1 Основной закон движения воздуха по горным выработкам
- •11.2 Законы сопротивления
- •11.3 Виды сопротивлений
- •11.4 Единицы сопротивления. Эквивалентное отверстие
- •Литература
- •Лекция № 12 Шахтные вентиляционные сети и методы их расчета
- •12.1 Вентиляционная сеть. Вентиляционный план. Элементы шахтной вентиляционной сети
- •Законы расчета шахтных вентиляционных сетей
- •Литература
- •Лекция № 13 Виды вентиляционных соединений и их расчет
- •13.1 Последовательное, параллельное и диагональное вентиляционные соединения
- •13.2 Расчет сложного параллельного соединения
- •Литература
- •Лекция № 14 Расчет сложных вентиляционных соединений
- •14.1 Преобразование треугольника в звезду
- •Литература
- •Лекция № 15 Анализ работы вентиляторов на вентиляционную сеть
- •Графические методы расчета вентиляционных сетей
- •15.1 Работа одного вентилятора на сеть. Характеристика вентилятора и сети в графическом и аналитическом выражении
- •15.2 Совместная работа вентиляторов
- •Литература
- •Лекция № 16 Естественная тяга воздуха в шахтах
- •16.1 Причины обусловливающие возникновение естественной тяги
- •16.2 Расчет величины депрессии естественной тяги
- •16.3 Измерение величины депрессии естественной тяги на действующих шахтах
- •16.4 Влияние естественной тяги на состояние проветривания шахт
- •17.1 Причины, вызывающие необходимость регулирования
- •17.2 Отрицательное и положительное регулирование
- •17.3 Способы регулирования подачи воздуха в шахту
- •Литература
- •Часть III
- •Проветривание шахт
- •Лекция № 18
- •Проветривание подземных выработок при их сооружении
- •18.1 Общие сведения
- •18.2 Особенности проветривания при проходке стволов
- •18.3 Способы и схемы вентиляции стволов при проходке
- •18.4 Расчет количества воздуха, необходимого для
- •18.5 Расчет и выбор трубопровода и вентилятора для проветривания стволов
- •19.1 Способы проветривания тупиковых горных выработок
- •19.2 Расчет количества воздуха, необходимого для проветривания тупиковых выработок
- •19.3 Особенности проветривания длинных тупиковых выработок
- •Литература
- •Лекция № 20 Проветривание очистных выработок
- •20.1 Основные схемы проветривания очистных выработок
- •20.2 Расчет количества воздуха, необходимого для проветривания очистных выработок
- •20.3 Расчет максимально допустимой нагрузки на забой по газовому фактору
- •Литература
- •Лекция № 21 Проектирование вентиляции шахт
- •21.1 Общие положения.
- •21.1 Общие положения
- •21.2 Порядок проектирования проветривания шахт
- •21.3 Способы проветривания шахт
- •21.4 Выбор способов и схем проветривания шахт
- •21.5 Расчет расхода воздуха для проветривания шахты
- •21.6 Порядок выбора вентилятора главного проветривания
- •Часть IV
- •22.1. Общие положения.
- •22.1 Общие положения
- •Основные вредности промышленных предприятий и способы определения воздухообмена
- •22.3 Естественная вентиляция
- •22.4 Искусственная вентиляция
- •22.5 Методика расчета вентиляционной сети
- •22.6 Местная вентиляция
- •Литература
Литература
Бурчаков А.С., Мустель П.И., Ушаков К.З. Рудничная аэрология.- Недра, М.:Недра, 1971.- 376 с.
Пигида Г.Л., Будзило Е.А., Горбунов Н.И. Аэродинамические расчеты по рудничной аэрологии в примерах и задачах.- К.:УМКВО, 1992.- 400 с.
Лекция № 13 Виды вентиляционных соединений и их расчет
13.1 Последовательное, параллельное и диагональное
вентиляционные соединения.
13.2 Расчет сложного параллельного соединения.
Цель изучения темы
Изучение элементарных видов вентиляционных соединений и методов их расчета.
Студенты должны знать:
Виды простейших вентиляционных соединений, встречающихся в шахтной вентиляционной сети.
Методику расчета простейших вентиляционных соединений.
Вопросы для контроля и самоконтроля
Какое соединение горных выработок называется последовательным?
Какое соединение горных выработок называется параллельным?
Какое соединение горных выработок называется диагональным?
Как определяется общее сопротивление и депрессия последовательного соединения?
Как распределяется воздух в параллельном соединении выработок?
Как определяется общая пропускная способность параллельно соединенных выработок?
В чем состоит сущность расчета сложных вентиляционных соединений методом итераций?
Какое существует правило введения поправок при расчете сложных вентиляционных соединений методом итераций?
13.1 Последовательное, параллельное и диагональное вентиляционные соединения
Последовательное соединение выработок. Общее сопротивление Rобщ, депрессия Нобщ и эквивалентное отверстие Аобщ соединённых последовательно n выработок:
Rобщ = R1 + R2 + Rn; (13.1)
Hобщ = h1 + h2 + hn; (13.2)
учитывая,
что
,
из уравнения 13.1 следует равенство:
(13.3)
где Ri , hi , Аi – соответственно сопротивления, депрессии, и эквива-
лентные отверстия выработок, входящих в данное со-
единение.
Для последовательного соединения из n одинаковых выработок:
Rобщ
= n·R
;
Hобщ
= n·h
;
Аобщ=
,
(13.4)
где R , h , А – соответствующие параметры одной ветви.
Параллельное соединение выработок. При параллельном соединении n выработок (рис.13.1):
n
3
2
1
Рисунок 13.1 – Схема параллельного соединения
Hобщ = h1 = h2 = hn ; (13.5)
;
(13.6)
Aобщ = A1 + A2 + An. (13.7)
Распределение воздуха в параллельном соединении из двух ветвей определяется по формулам:
;
;
(13.8)
Расход воздуха в некоторой ветви (обозначаемой как 1-я) параллельного соединения из n ветвей:
.
(13.9)
Для параллельного соединения из n одинаковых струй (с равными сопротивлениями):
Rобщ=
;
Hобщ
= h
; Aобщ
= nA,
(13.10)
где R , h , А – соответствующие параметры одной ветви.
Простое диагональное соединение выработок. Общая депрессия диагонального соединения (между точками А и D , рис. 13.2) определяется по формулам:
;
(13.11)
.
(13.12)
Общее аэродинамическое сопротивление (между точками А и D):
,
(13.13)
где
;
.
D
R4;
Q4
R5
;Q5
R3
;Q3
R1
;Q1
R2
;Q2
A
B
C
Рисунок 13.2 – Схема простого диагонального соединения
При известном RAD общая депрессия диагонального соединения:
hAD = RAD Q2. (13.14)
Направление движения воздуха в диагонали ВС происходит от В к С при R2 /R1 R5/R4 и от С к В при R2 /R1 R5/R4. При R2 /R1=R5/R4 движение отсутствует.
В первых двух случаях распределение воздуха по ветвям простого диагонального соединения определяется графоаналитически, способом последовательных приближений или с помощью какого-либо вычислительного устройства; в третьем случае – по формулам параллельного соединения, получающегося при изъятии диагонали ВС.
Параллельно-последовательное соединение выработок. Распределение воздуха в соединении из четырёх ветвей (0, 1, 2, 3, рис. 13.3.):
;
;
(13.15)
;
,
где R0 , R1 , R2 , R3 – сопротивления соответствующих ветвей;
R012 – общее сопротивление соединения, состоящего из ветвей
0, 1, 2.
0
1
3
2
Рисунок 13.3 – Схема параллельно-последовательного соедине
ния
Депрессия соединения:
.
(13.16)
