Расчет величины депрессии естественной тяги

Для расчета депрессии естественной тяги могут применяться гидростатические или термодинамические методы. В первом случае определяется разность аэростатических давлений воздуха hе, кгс/м2 в двух стволах (выработках). Согласно формуле М.М. Протодьяконова,

 

hе=H·(gi-gj), (16.1)

 

где Н – вертикальная глубина шахты, м;

gi и gj – средний удельный вес воздуха соответственно в посту-

пающей и исходящей струе, кгс/м3.

 

 

Среднее значение g, кгс/м3 определяется из выражения

(16.2)

 

где p1 и p2– давление в начале и в конце выработки, кгс/м2;

t1и t2 – температура воздуха в начале и в конце выработки, 0С.

 

 

Величину t1 следует определять в стволе на глубине 20÷30 м.

По формуле В.Б. Комарова hе равно:

 

(16.3)

 

где p0 – барометрическое давление на уровне нулевой площадки,

кгс/м2;

Н - глубина шахты, м;

R – газовая постоянная;

t3 и t4 – средняя температура воздуха соответственно в воздухо-

подающем и воздуховыдающем стволах, 0С;

а1, а2 – коэффициенты, значение которых для различных средних

значений температуры определяется по графику (рис.16.2).

 

 

При глубине стволов более 100 м значение hе, полученное по формуле (16.3), следует умножать на коэффициент:

 

 

а·102

 

 
 

 


Рисунок 16.2 – Зависимость коэффициентов а1 и а2 от темпе-

ратуры

 

 
 

 

 


 

Рисунок 16.3 – Определение естественной тяги термодинамичес-

ким способом

 

Формулы (16.1) и (16.3) дают близкие значения hе, однако, при расчете по первой из них требуется больше замеров p и t для определения удельного веса воздуха.

Термодинамические методы основаны на представлении депрессии естественной тяги как работы единицы объема воздуха, совершаемой при движении его от входа в шахту до выхода из нее. Согласно формуле А.Ф. Воропаева,

(16.4)

 

где gср – средний удельный вес воздуха в шахте, принимаемый равным

1,2 кгс/м3;

Sк – площадь многоугольника abcde в координатах Н – Т

(рис. 16.3);

T=273+tц;

tц – температура центра тяжести площади Sк, 0С;

t1 и t2 – минимальная и максимальная температура на контуре

многоугольника, 0С.

 

Диаграмму изменения состояния воздуха в шахте можно построить также в координатах: давление – абсолютная температура, абсолютная температура – энтропия, давление – плотность воздуха. В последнем случае

hе= gср·S1, (16.5)

 

где S1 – площадь многоугольника в координатах p – V (V – удельный

объем).

 

 

Для нагорных рудников хорошие результаты дает формула:

(16.6)

 

где gср – среднеконтурный удельный вес воздуха, кгс/м3;

Н - разность отметок воздухоподающей и воздухоотводящей вы-

работок, м;

tн– температура наружного воздуха на отметке устья воздухопо-

дающей выработки, 0C;

tср– средняя температура рудничного воздуха, 0С.

Измерение величины депрессии естественной