4.1.4 Единицы аэродинамического сопротивления

Ранее установлено, что закон сопротивления при турбулентном движении воздуха по горным выработкам описывается равенством

h=R*Q² (4.20)

Тогда аэродинамическое сопротивление горной вы работки определится по формуле

R=(4.21)

Принимая h=1 кг/м², а Q=1 м³/с., получим R=кг*с²/м⁸. Единица с такой размерностью носит название киломюрг или большая единица сопротивления и обозначается-k. На практике иногда используют единицу в 1000 раз меньшую –мюрг. Обозначается-r.

R*1000=r (4.22)

Величина обратная корню квадратному из большой единицы сопротивления называется пропускной способности шахты или выработки

К=(4.23)

к_i=(4.24)

где К, к_i–соответственно, пропускная способность шахты и выработки, м³/с;

R, R_i-аэродинамическое сопротивление шахты и выработки, кμ.

Умножив числитель и знаменатель равенств (4.23) (4.24) на расход воздуха, получим

К=(4.25)

к_i=(4.26)

Из равенств (4.25), (4.26)следует, что величина К показывает сколько воздуха про ходит по шахте или выработке при депресии шахты H или выработки h_iравной 1 кг/м².

5. Шахтные вентиляционные сети и методы их расчета

5.1 Элементы шахтной вентиляционной сети

Совокупность связанных между собой выработок шахты, по которым движется воздух и вентиляторов называется вентиляционной сетью.

Вентиляционные сети изображаются в виде вентиляционных планов (схем проветривания) и аэродинамических схем (схем вентиляционных соединений).

На вентиляционных планах условными знаками отмечены направление воздушных потоков, вентиляционные сооружения, количество проходящего по выработкам воздуха, его скорость, поперечное сечение выработок, места установки датчиков контроля параметров рудничной атмосферы, телефонов, станций замера расхода воздуха, сланцевых и водяных заслонов, вентиляторов местного проветривания (ВМП) с указанием режима их работы и др. (рис.5.1).

Рис.5.1 Вентиляционный план (схема проветривания) шахты

Аэродинамическая схема-это упрошенный граф сети не отражающий пространственного расположения выработок, но сохраняющий взаимосвязь всех элементов сети. На рисунке 5.2 представлена аэродинамическая схема вентиляционного плана изображенного на рисунке 5.1.

Аэродинамические схемы применяются при расчетах вентиляционной сети. Направление путей утечек на таких схемах указывается штриховыми линиями.

Места соединения трех и более выработок называются узлами сети (на схемах обозначаются цифрами 1, 2, 3 и т. д.). Выработка (или цепь последовательно соединенных выработок) соединяющая два узла, называется ветвью (участки 3-4, 4-5-6-7, 3-10-11-12).

Часть схемы, ограниченная со всех сторон ветвями и не содержащая ветвей внутри себя, называется элементарным контуром, или ячейкой

Для любой замкнутой вентиляционной сети справедливо соотношение

В=К+У-1 (5.1)

где В-число ветвей;

К-число независимых контуров;

У-число узлов сети.

Из равенства (5.1) число независимых контуров определится по уравнению

К=В-У+1 (5.2)

Из равенства (5.2), следует, что число независимых контурных уравнений равно числу контуров.