книги / Руководство по проектированию вентиляции угольных шахт

Рис. 11.5. Схемы проветривания выемочных участков с частично обособленным разбавлением, удалением вредностей цо источникам поступления и выдачей исходящей из лавы струн воздуха на массив угля (2-тпп)

Рио. II.в. Схемы проветривания выемочных участков с полным обособленным разбавлением, удалением вредностей по источникам поступления в рудничную атмосферу (3-й тип)

Рис. Ш.1. Устройство специальной линейки для расчета оптимальных поперечных сечений горных выработок

Поставив движки, как указано выше, находим h = 8 мм вод. ст. Величина F для последующего расчета панвыгоднейшего распределения

депрессии определяется на стороне Б специальной линейки, где расположены неподвижные шкалы 5, 8 и движки 6, 7. Расчет ведется в следующем порядке:

совмещается данное значение Q (движок 6) с показателем а (шкала 5); совмещаются значения I (движок 7) и ф (движок 6);

против стрелки движка 7 берется отсчет F па шкале 8.

На движке 7 имеются три стрелки. Отсчет можно брать по любой из них, однако следует пользоваться одной и той же стрелкой при расчете всех на­

Как при расчете с помощью таблиц, так и при расчете с помощью ли­

По этим данным находим S = 10 м2.

При расчете сечений выработок с помощью ЭВМ величина F[ рассчиты­ вается по формуле

Достоинства упрощенного способа расчета оптимальных сечений выра­ боток (упрощенного по методике, но точного по результатам) позволили разработать стандартную (т. е. пригодную для любой по сложности вентиля­ ционной сети) программу расчета сечений выработок с помощью ЭВМ.

Рассмотрим блок-схему программы расчета сечений выработок на ЭВМ <(Мпнск-22» (рис. II 1.2):

1. Формирование и засылка в рабочие ячейки начальных адресов ячеек всех массивов для дальнейшего использования.

2—3* Вычисление характеристик Ft всех выработок, S Fu и критерия £/

для всех направлений.

По первому адресу формируется номер направления (в восьмиричной системе счисления), массив направлений располагается в порядке убывания

ющего направления и кончая последней выработкой этого направления. При дальнейшем использовании этот блок производит поиск номера выра­ ботки в любом необходимом для расчета направлении.

5—7. Определение для найденной в массиве направлений очередной

выработки значений Fiy Ft/2 F //, паивыгодпейшей величины депрессии }ц

г

по формуле (7.19) и теоретического сечения выработки Si по формуле (7.20). 8. Засылка ограничений по минимально допустимому сечению выра­

работки за все периоды ее существования. Вычисляется ограничение по усло­ вию непревытпения допустимой скорости движения воздуха S iv = max Qi/ v:mi.

10. Окончательный выбор ограничений снизу £/ min = max {5J -n, S/Ü).

Выбирается большее из S j min и S iv.

11. Проверка теоретического сечения выработки Si на ограничение £/ min.

Предусмотрено несколько сравнительно простых алгоритмов для реали­ зации такого перехода.

Первый алгоритм используется для случая задания таблиц типовых сечений начальными и конечными значениями сечений и шагом их изменения.

Второй алгоритм используется для случая задания таблиц дискретным рядом значений сечений.

В этом случае проверяется условие

Sk-i — Sk —| Si — Sk |= Д£т,

2

где 5/г_ 1, Sk — ближайшее к оптимальному соответственно меньшее и боль­ шее типовое сечение выработки, м2.

Этим алгоритмом реализуется идея перехода к ближайшему типовому сечению.

14. Фиксирование выработки, сечение которой окончательно принято; фиксация ее заключается в том, что в массиве информации этой выработке присваивается особый признак — минус, который означает, что она уже была рассчитана.

15. Определение депрессии Л,-ф, принятой или рассчитанной в выработ­ ках других направлений, и накопление суммарной величины депрессии

по этим выработкам 2 hiф.

г

16. Проверка окончания i цикла по выработкам данного направления:

18. Проверка окончания счета по числу направлений. Если рассчитаны все направления, управление передается блоку 26, в противном случае — блоку 19.

19. Вычисление расчетной депрессии оставшихся выработок данного направления, за исключением принятых и рассчитанных в других напра­

2/*,ф = 0 — переход к блоку 24.

22.Обращение к блоку 4.

23.Проверка, зафиксирована ли выработка. Если зафиксирована — переход к блоку 16, если нет — к блоку 6.

24.Окончательное определение сечений выработок данного направления (обращение к блокам 6 и 7), за исключением принятых и рассчитанных в дру­ гих направлениях.

соотношения

(vo r - 1)0.8 Si max<Si<V°0’*Si max!

v0/ — число целое и положительное.

Сечение каждой из параллельных выработок равно

26.Засылка сечений S 0i и числа выработок v oi в соответствующие ячейки, печать результатов по ключу.

27.Восстановление зафиксированных выработок присвоением им знака

Плюс.

П Р И Л О Ж Е Н И Е IV

ОЦЕНКА УСТОЙЧИВОСТИ НАИБОЛЕЕ ХАРАКТЕРНЫХ ВАРИАНТОВ СХЕМ ПРОВЕТРИВАНИЯ ВЕНТИЛЯЦИОННЫХ УЧАСТКОВ

Выбор схемы проветривания, обеспечивающей необходимую степень устойчивости струй, имеет важное значение для обеспечения надежности проветривания и, следовательно, безопасности ведения горных работ.

Схемы проветривания участков, отвечающие требованиям, изложенным в п. 4.1, характеризуются более высокой степенью устойчивости по сравне­ нию с применяемыми схемами с последовательным разбавлением метана по источникам поступления. В схемах вентиляции уклопных и бремсберговых панелей с обычным возвратноточным проветриванием лав (рис. IV. 1) устой­ чивость повышена за счет обособленного проветривания наклонных кон­ вейерных выработок, герметизации бункеров на выемочных штреках, замены кроссингов обходными выработками со шлюзами, правильного выбора места установки регулирующих устройств и т. д. Еще в большей степени устойчи­ вость по направлению воздушных потоков повышается при переходе на прямо­ точное проветривание лав с выдачей исходящей струи по фланговым наклон­ ным выработкам и при использовании схем с обособленным разбавлением метана по источникам поступления в рудничную атмосферу. Ниже дана оценка устойчивости наиболее перспективных схем проветривания участков, построенных с учетом предъявляемых к ним требований.

Наиболее осложнены диагоналями схемы проветривания участков при панельной подготовке (рис. IV. 1—IV.8).

Для схемы, представленной на рис. IV. 1, наиболее низкую степень устойчивости движения воздуха имеют диагонали, образованные путями утечек через бутовые полосы, разделяющие свежую и исходящую струи лав смежных ярусов. Опрокидывание утечек воздуха, т. е. поступление исходящей струи в свежую струю верхней лавы, происходит при небольшом увеличении сопротивления вентиляционных штреков нижних лав (kR = 6 , 5 8 ) , т. е.

может произойти при нормальном ведении эксплуатационных работ. Опро­ кидывания таких утечек в первую очередь можно ожидать в схемах, в кото­ рых сечения выработок определены по условиям вентиляции и значительно превышают принимаемые по транспорту.

При подготовке ярусов одиночными штреками этот вид утечек и, следо­ вательно, связанная с ними неустойчивость отсутствуют в схемах проветри­ вания панелей. Недостаточной в схеме является устойчивость струй воздуха

влавах крыла, расположенных со стороны вспомогательного бремсберга. Опрокидывание их происходит при одновременно открытых или разрушенных дверях шлюзов, установленных на заездах из вспомогательного бремсберга

ввентиляционный штрек (15—76 или 11—64), и в сбойках между откаточным

№

ii вентиляционным штреками смежных ярусов (53—66 или 43—56), а также йри увеличении аэродинамического сопротивления участков вентиляционных Штреков (кл = 9 -т- 15), расположенных между указанными выше шлюзами

одного горизонта (76—78 или 64—66). Сопротивление участка штрека не­ большой длины может возрасти в случае загромождения его вагонами, раз­ личными материалами и т. д., в сечениях выработки, принятых по габаритам транспортных сосудов.

Чтобы повысить устойчивость струй в анализируемых лавах, сечение Указанных участков штреков должно быть на 25—40% больше сечения вы­ работки в целом. Кроме того, все шлюзы, расположенные на ветвях, опасных При уменьшении их сопротивления, должны оборудоваться блокировочными Устройствам»!, исключающими одновременное открывание обеих (или всех) Дверей сооружения. Таким образом, схемы проветривания такой конструкции (см. рис. IV. 1) могут применяться только при проведении специальных мер Но повышению степени устойчивости вентиляционных струй в диагоналях.

При отработке ярусов спаренными лавами (рис. IV.2) опрокидывание струй в любой из лав крыла, расположенных со стороны вспомогательного бремсберга, возможно только в аварийных случаях. Оно может произойти при открытых или разрушеппых дверях одного из шлюзов, установленных на заездах на вентиляционные штреки (11—12 или 4—7), при одновременном довольно существенном (kR = 95 — 103) увеличении аэродинамического

сопротивления одного из участков этих штреков (12—14 или 4—6), располо­ женного над наклонными выработками и примыкающего к открытому шлюзу (см. таблицу). Поскольку эти участки штреков охраняются целиками угля пли бутовыми полосами, сопротивления их могут увеличиться при завале выработки вследствие взрыва газа или пыли.

Более высокую степень устойчивости по сравнению с рассмотренной схемой имеет прямоточное проветривание лав с выдачей исходящей струи на фланговые наклонные выработки (рис. IV.3). При нормальном ведении горных работ опрокидывание воздушных потоков в диагоналях исключается. При авариях, связанных с обрушениями пород кровли и завалами выработок, а также с разрушениями вентиляционных сооружений, возможно изменение направления движения воздуха в лавах. Ветвями, опасными при увеличении их сопротивления, являются участки фланговых вентиляционных выработок, расположенные выше места поступления исходящей из выемочных участков струи воздуха. Чтобы произошло опрокидывание струи в лаве, аэродинами­ ческое сопротивление завала должно быть весьма большим (kR = 790),

примерно эквивалентным сопротивлению вентиляционной двери. Если одно­ временно с завалом будут открыты или разрушены двери шлюза, установлен­ ного на заезде из главного откаточного штрека в ту же фланговую выработку, то изменение направления движения воздуха в лаве происходит и при мень­ шей величине сопротивления завала (kR — 80 -т- 225). Во всех других слу­

чаях опрокидывание может произойти лишь при значительно больших зна­ чениях kR . Поскольку завалы с большим аэродинамическим сопротивлением

в горных выработках, охраняемых целиками угля или бутовыми полосами, происходят редко, вероятность опрокидывания струй воздуха в лавах даже при авариях довольно низкая.

Из схем с обособленным разбавлением метана по источникам поступления рассмотрим наиболее характерный вариант (рис. IV.4).

При подготовке ярусов одиночными штреками схема по степени устой­ чивости почти равноценна рассмотренному выше варианту (см. рис. IV.3), с той лишь разницей, что в аварийных режимах возможпо изменение напра­ вления движения воздушных потоков (kR = 350 -г- 500) на участке венти­

ляционного штрека, расположенном над целиком между лавами. Эти участки выполняют роль диагоналей-регуляторов, благодаря чему опрокидывание струй в лавах практически исключается.

При подготовке ярусов спарепнымп штреками появляются дополнитель­ ные диагонали, образованные утечками воздуха через бутовые полосы.

Ъ8