Файловый архив студентов. Файловый архив студентов.
1264 вуза, 4629 предмета.
/ Регистрация
FAQ Обратная связь Вопросы и предложения
Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Пермский национальный исследовательский политехнический университет
Предмет:
[НЕСОРТИРОВАННОЕ]
Файл:

книги / Рудничная вентиляция

..pdf
Скачиваний:
17
Добавлен:
12.11.2023
Размер:
18.73 Mб
Скачать
☆

Для

стволов, закрепленных металлическими

тюбингами,

 

а • 103 - 0,981 (0> 151 + 0 ( 2 2 ig [ 2s/(PcZ)]>*

’

(7.23)

где S — площадь поперечного сечения ствола, м3; Рс — периметр

ствола

в свету крепи,

м; I — расстояние между

центрами ре­

бер, м.

определения а

рекомендуются данные,

 

приведенные

Для

 

в табл. 7.28.

Коэффициенты сопротивления трения для типовых шахтных стволов приведены в табл. 7.29.

Рис. 7.4. Класси­ фикация схем армировок верти­ кальных стволов с жесткими провод­ никами (типовой проект «Южгипрошахт», 1980 г.)

Для типовых шахтных стволов (см. рис. 7.1) с расстрелами двутаврового профиля при использовании в качестве основной крепи бетона, бетонита, кирпичной кладки, железобетонных тю­ бингов значения коэффициентов сопротивления трения определены при расстоянии между расстрелами 4168 мм.

Коэффициент а для стволов зависит от их геометрических пара­ метров (диаметра), вида элементов армировки (расстрелов, кон­ солей, распорок, лестничного отделения, трубопроводов), про­ филя расстрелов, консолей и распорок, расположения расстре-

Т а б л и ц а 7.27

Значения коэффициента а для стволов, ва!фепленных монолитным бетоном

Площадь

Диаметр

 

а- 10е, H-CVM4,

при d0t

1«

 

поперечного

 

 

 

 

 

 

сечения

ствола,

0,00025

0,0005

0.001

0,0015

0,02

0,04

ствола, м1

м

12,6

4

1,62

1,82

2,11

2,32

2,5

2,9

19,6

5

1,55

1,76

2,02

2,2

2,34

2,74

28,3

6

1,5

1,7

1,95

2,41

2,'25

2,74

28,3

7

1,46

1,67

1,89

2,05

2,24

2,54

50,3

8

1,44

1,61

1,85

2,03

2,11

2,5

лов относительно друг друга по площади поперечного сечения ствола, расстояния между расстрелами вдоль ствола, типа крепи (табл. 7.30—7.32).

Методы снижения аэродинамического сопротивления шахтных стволов. Существующие конструкции жестких (рамных) армировок обладают большим аэродинамическим сопротивлением.

Т а б л и ц а 7.28 Значения коэффициента а для стволов, закрепленных тюбингами

Вид крепи

Диаметр

СС'Ю*,

ВнД крепи

Диаметр

а - 10»,

ствола D, м

Н.с*/м4

ствола D, м

Н.с*/м4

Тюбинги

4,5—6

9,8

Металличе-

4

11,3

ВНИИОМШС

0 - 8

8,8

ские тюбинги

5

9,8

Тюбинги

4 ,5 -6

13,7

 

7

9

стк

6—8

12,8

 

8

8

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а 7.29

Значения коэффициента сс-108, Н'С?/м*, для типовых шахтных стволов

Схемы

Диаметр

 

 

Xiарактеристика крепи

Тип ствола

моно­

тюбинги

тюбинги

армировки

ствола,

(см. рис. 7.1)

м

 

литный

ВНИИОМШС

стк

 

 

 

бетон

 

 

1

4,5

Н-126-67т-23

31,6

44

50,7

I

5

Н-126-67т-24

28,7

40,1

46,3

и

4.5

Н-126-67н-26

26,9

34,1

38,1

и

5

H-126-67н-27

24

31,3

35,2

II

5,5

Н-126-67т-28

26,5

32,8

36,7

II

6,5

Н-126-67т-31

25,4

31,7

35,6

III

5

Н-126-67т-2

23,9

34,4

40,1

III

5

Н-126-67т-3

26

37,4

43,6

III

6

Н-126-67т-4

23,5

32

37,2

III

6

Н-126-67т-6

25,2

23,7

38,9

III

6

Н-126-67т-7

26,9

35,3

40,5

III

6

Н-126-67т-10

30,1

38,4

43,5

111

6

Н-126-27Т-11

30,9

39,2

44,4

III

6

Н-126-67т-15

28,9

36,7

41,7

111

6

Н-126-67т-39

26,9

35,2

40,4

III

6

Н-126-67т-40

28,8

37,2

42,4

III

8

Н-126-67т-41

30,6

38,9

44,1

III

6

Н-126-67т-29 *

21,4

26,7

30,6

III

6,5

Н-126-67т-8

27,2

35,2

40,2

III

6,5

Н-126-67т-12

25,2

33,7

38,9

III

6,5

Н-126-67т-17

27,9

35,7

40,6

IV

5,5

Н-126-67т-32

22,7

29,9

33,8

V

6,5

Н-126-67т-30 *

26,2

32,5

36,4

V

7

Н-126-67т-16

33,3

41,9

47,3

VI

7

Н-126-67т-35

28,3

34,5

38,5

VI

7

Н-126-67т-36

32,5

38,8

42,7

VII

7,5

Н-126-67т-37

33,3

39,5

43,5

VII

7,5

Н-126-67т-38

35,2

41,5

45,4

VIII

8

Н-126-67т-22

39,2

47,3

52,4

III

6

Н-126-67т-4 *«

10,6

19

24,2

III

6

Н-126-67т-6 **

12,2

20,6

25,8

*Отсутствует лестничное отделение.

•• Удален центральный ряд расстрелов.

Эффективным способом снижения сопротивления стволов яв­ ляется замена двутаврового профиля расстрелов более аэроди­ намически совершенными.

Применяемые профили расстрелов можно рассматривать в сле­ дующей последовательности по степени уменьшения их влияния на аэродинамическое сопротивление: квадратный, двутавровый, прямоугольный, круглый, гексагональный, удобообтекаемый. За­ мена расстрелов двутаврового профиля на круглый или прямо­ угольный позволяет снизить аэродинамическое сопротивление стволов на 20—22 %, а на удобообтекаемый — в 2,2—2,5 раза. Удобообтекаемая форма профиля расстрелов может быть достиг.

94

Значения коэффициентов а для закрепленных бетоном типовых стволов рудников черной металлургии

Группа

 

 

Шаг

Степень за­

Номер

 

класси­

 

Диаметр

арми-

груженности

а - 10»,

Тип ствола

профиля

фикации

ствола,

ров-

площади

расстре­

Н*с*/м4

(см.

 

м

ки,

поперечного

лов

 

рис. 7.2)

 

 

мм

сечения

 

 

/

Вентиляционный

5,5

5000

0,0175

27а

14,6

/

»

6,5

5000

0,0752

27в

11,8

II

Вспомогательный

4

3126

0,223

27в

41,2

ш

>

4

2500

0,304

27в

141,3

IV

»

7

4000

0,141

27в

73,6

IV

1

6

2500

0,164

27в

111,8

V

Главный

6,5

4000

0,201

27в

67,7

V

Вспомогательный

7,5

4000

0,103

27в

44

V

»

6,5

4000

0,101

27в

43,2

V

»

7

3500

0,109

36с

58

VI

»

8

3500

0,124

36с

66,7

VI

»

6,5

4000

0,161

27в

70,1

VI

»

6

4000

0,186

27в

61,5

VI

»

7,5

3500

0,142

36с

69,7

VI

»

6

4000

0,168

27в

65,1

VI

»

6,5

4000

0,169

27в

61,2

VII

»

6

4000

0,115

27в

44,2

VII

»

6,5

3500

0,124

36с

66,7

VIII

»

8

4000

0,181

27в

58,6

Т а б л и ц а 7.31

Значения коэффициента а для закрепленных бетоном типовых стволов угольных шахт

Группа

 

Диаметр

Шаг

Степень загру­

о -10*.

Тип ствола

арми-

женностн пло­

классификации

ствола,

ровкн,

щади попереч­

Н.с»/и*

схем армировки

 

м

мм

ного сечения

 

/

Скиповой

5,5

4168

0,045

9,8

(см. рис. 7.3)

Клетевой

5

4168

0,208

48,1

II

II

»

5,5

4168

0,162

30,4

II

1

6,5

4000

0,064

11,8

II

»

6,5

4000

0,174

28,5

II

»

6,5

4000

0,063

13,7

III

>

8

4168

0,077

14,7

IV

»

6,5

4000

0,089

22,6

IV

»

7

4000

0,173

39,2

IV

»

6

4000

0,202

52

V

»

7

4168

0,092

23,5

VI

»

7,5

4168

0,075

19,6

VII

Скиповой

6,5

4000

0,087

20,6

VII

Клетевой

5

4168

0,244

77,5

VII

t

6

4168

0,124

21,6

Группа

 

Диаметр

Шаг

Степень загру­

 

Тип ствола

арми­

женности пло­

а . 10е,

классификации

ствола,

ровки,

щади попереч­

Н. сVM4

схем армировки

 

м

 

мм

ного сечения

 

 

 

 

 

VII

»

6

4168

0,182

47,1

VIII

Скиповой

6

4000

0,083

23,5

VIII

»

5,5

4000

0,1

23,5

VIII

»

6,5

4000

0,088

21,6

I X

3

8,5

4000

0,082

23,5

X

Скиповой

7

4000

0,064

18,6

X

»

6

4000

0,08

21,6

X

3

6,5

4000

0,073

24,5

X

»

7,5

4000

0,083

22,6

X

»

8

4000

0,099

24,5

X

3

7

4000

0,078

22,6

X I

3

5,5

4168

0,08

19,6

X I I

3

7

4000

0,081

28,5

X I I

*

7,5

4000

0,084

28,5

X I I

3

7,5

4000

0,078

26,5

X I I I

!

7

4000

0,093

28,5

X I I I

3

8,0

4000

0,094

27,5

I

ЖАС-И-ЗК

6

4168

0,076

14,2

(см. рис. 7.4)

 

 

 

 

 

II

ЖАС-И-4К

7

4000

0,123

29

III

ЖАС-Н-5Д

8

4000

0,091

26,8

IV

ЖАС-1У-6Д

6

4168

0,085

30,6

V

ЖАС-1У-7К

6,5

4000

0,088

30,3

VI

ЖАС-1МК

6

4168

0,133

33,2

VI

ЖАС-И-2Д

6

4168

0,133

47,3

VII

ЖАС-1У-8Д

7

4168

0,091

39,2

VIII

ЖАС-1У-9К

7

4000

0,076

29,9

VIII

ЖАС-1У-10К

7,5

4000

0,087

37,5

П р и м е ч а н и е . ЖАС — жесткая армировка ствола; II, IV — клетевой и ски, повой стволы, соответственно; К — коробчатый профиль расстрелов; Д — двутавровый профиль расстрелов. В клетевых стволах лестничное отделение состоит из цельносварных полков (рифленые листы), угольников и панелей ограждения (цельносварная рама о ме­ таллической сеткой).

Т а б л и ц а 7.32 Значения коэффициента а для стволов с новыми видами армировки

Схемаарми­ ровки(см. 7.5)рис.

Характеристика окемв

 

аОднорасстрельная армировка

клетевого ствола. Расстояние ме­ жду расстрелами и полками 4,168 му между опорами 3 м

Диаметр ствола, м

6,5

 

Характеристика

 

 

лестничного

 

 

отделения

g î

 

 

 

ÔS

Отшито сеткой

17

Отшито

всплошную

11,9

при

площади попе­

 

речного сечения лест­

 

ничного

отделения

 

5 =

1,98 ма

 

Схемаармнровкн(см. рис.7.5)

Характеристика схемы

 

бБезрасстрельная армировка кле­ тевого ствола с лобовым располо­ жением проводников. Расстояние между полками лестничного от­ деления 4,168 м, между опорами 3 м

вОднорасстрельная армировка скипового ствола. Расстояние ме­ жду расстрелами 4,168 м, между

опорами 3 м

гБезрасстрельная армировка ски­ пового ствола. Расстояние между

опорными скобами 2 м

дКонсольная армировка клетевого ствола с лобовым размещением проводников, шаг армировки

4,168 м

еКонсольно-распорная армировка

сраздельным креплением про­ водников

ж

Безрасстрельная

армировка с

 

с удлиненными

рамами клетей

вБлочная армировка клетевого ствола, состоящая из двух парал­ лельных П-образных рам

иБлочная армировка скипового ствола, состоящая из двух кон­ сольных А-образных рам с диаго­ нальными связями по вертикали и горизонтали

кБезрасстрельная армировка, со­ стоящая из узлов крепления ко­

робчатых проводников к стенке ствола на штангах УШС

АКанатная армировка

Ствол без армировки

Диаметр ствола, м

6

8

8

5

7

7

6,5

7

8

6

6

Характеристика

 

лестничного

й

отделения

 

 

ÔS

Отшито сеткой

8,5

Отшито

всплошную,

7,8

S = 1,29 м*

 

Лестничное отделение

11,7

отсутствует

 

То же

 

4

Сборные

металличе­

14,7

ские секции длиной

 

8 м

 

 

Лестничное отделение

17,7

отсутствует

 

То же

 

9,8

»

 

13,7

»

 

12,8

»

 

10,8

»

 

4,9

 

 

2,8

нута путем изменения прокатки профиля металлических расстре­ лов или применения обтекателей. Обтекатели изготовляют из полиэтилена, стеклопластика, нержавеющей стали и негорючей транспортерной резиновой ленты.

Установка обтекателей позволяет снизить аэродинамическое сопротивление ствола на 40—50 %.

При увеличении расстояния между расстрелами от 2 до 4— 5 м достигается снижение сопротивления на 20—25 %, а при уве­ личении его до 8 м — на 40—50 %. Дальнейшее увеличение этого

расстояния оказывает менее ощутимое влияние на аэродинами­ ческое сопротивление, а расположение расстрелов с интервалом более 12,5 м в целях снижения аэродинамического сопротивления стволов малоэффективно и нецелесообразно.

Доля сопротивления лестничного отделения, обшитого враз­ бежку, в общем сопротивлении ствола изменяется от 20 до 45 % в зависимости от отношения площади лестничных полков к пло­ щади ствола. При сплошной обшивке лестничного отделения даже с внутренней его стороны аэродинамическое сопротивление ствола снижается на 10—15 %, а при обшивке по расстрелу со стороны подъемного отделения — на 15—20% .

Аэродинамическое сопротивление стволов, обшитых всплош­ ную, на 15—35 % меньше, чем стволов, обшитых решетками.

Сплошная обшивка всего трубно-лестничного отделения со стороны подъемного отделения металлическими листами, прово­ лочной сеткой с покрытием из поливинилхлорида -(с двух сторон) или листами из винипласта, стеклопластика, позволяет умень­ шить аэродинамическое сопротивление на 20—45 %. На глубоких шахтах целесообразно заменять лестничное отделение (запасной выход для людей) инспекторским подъемом, предназначенным для той же цели.

Канатная армировка имеет существенное преимущество перед жесткой.

Аэродинамическое сопротивление стволов с канатными про­ водниками при отсутствии лестничного трубного отделения почти равно аэродинамическому сопротивлению ствола без армировки (при равных прочих условиях), т. е. в этом случае оно ниже в 8—10 раз.

Переход на лобовое и одностороннее расположение провод­ ников позволяет рационально расположить армировку в попе­ речном сечении ствола или частично отказаться от расстрелов и принять в качестве поддерживающих конструкций или провод­ ников кронштейны или небольшие консоли, укрепляемые в стен­ ках стволов. Это позволяет снизить аэродинамическое сопротив­ ление на 60—85 %.

Применение блочной конструкции армировок, разработанной Криворожским горнорудным институтом совместно с комбина­ том Кривбассшахтопроходка, Норильским горно-металлургиче­ ским комбинатом и институтом Кривбасспроект, состоящей из двух параллельных рам с жесткими связями как по вертикали, так и по горизонтали, позволяет уменьшить аэродинамическое сопротивление в 2—3 раза.

Канатная, консольная и блочная армировки являются основ­ ными способами снижения аэродинамического сопротивления вер­ тикальных шахтных стволов.

Наилучшую аэродинамическую характеристику имеют безрасстрельные схемы армировки, позволяющие снизить аэроди­ намическое сопротивление в 3 раза и более (см. табл. 7.36).

7.3.

Местные сопротивления

 

7.3.1.

Внезапное расширение потока

 

Коэффициент местного сопротивления внезапного расшире­

ния выработки

 

 

6Р = 1р.гл(1 +а/0,01),

(7.24)

где £р. гл — коэффициент местного сопротивления при внезапном расширении воздухопровода с гладкими стенками, отнесенный к скорости i>! в узком сечении.

Его значения при коэффициенте сопротивления трения выра­

ботки

а =

0,002 Н • с2/м4

в

зависимости

от

отношения

площади

узкого

сечения S, к площади широкого

сечения

Sa составляют:

SJ/SJ

1

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0

Èp. гл

0

0,01

0,04

0,09

0,16

0,25

0,36

0,49

0,64

0,81

1

Значения коэффициента | р. гл» отнесенного к скорости потока v. в широком сечении S2, в зависимости от отношения S2/S1 состав-

ЛЯЮТ1

 

 

 

 

 

 

 

SjSt

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

Êp. гл

0

0,25

1

2,25

4

6,25

9

Sj/St

5

6

7

8

9

10

11

Èp гл

16

25

36

49

64

81

100

Аэродинамическое сопротивление внезапного расширения

 

RP = lpP/2Sl.

 

 

 

(7.25)

7.3.2.

Внезапное сужение потока

 

 

 

 

Коэффициент внезапного сужения

для

выработки

 

 

ёо = ёо. гл (1 +

а/0,013),

 

 

(7.26)

где £с. гл — коэффициент

местного сопротивления

при

внезап­

ном сужении потока в гладком трубопроводе, отнесенный к ско­ рости x>i в узком сечении.

Значения коэффициента £с. гл в зависимости от отношения пло­

щади узкого сечения S i

к

площади широкого сечения S 2;

 

Sj/Sa

1

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

le, гл

0

0,05

0,1

0,15 0,2

0,25

0,3

0,35

0,4

0,45

Аэродинамическое сопротивление

 

 

 

 

 

 

 

 

Я» =

Ècp/2SÎ.

 

 

 

 

(7.27)

99

7.3.3. Повороты потока

Коэффициент местного сопротивления шероховатой выработки при прямом угле поворота с острыми кромками при отношении высоты выработки Н, м, к ее ширине В, м, равном 0,2—1,

£п. m =

(In. гл -1~ 28,54а) -Q(35 o,65///fr ’

(7.28)

при Н/Ь = 1ч-2,5

 

 

In. а

= (In. гл + 28,54а) Ь/Н,

(7.29)

гДе In. гл — коэффициент местного сопротивления поворота глад­

кого трубопровода; £п. гл =

k6 \ k — коэффициент пропорциональ­

ности, k = 1,73-10"4;

б — угол поворота,

градус.

 

при Н/b =

Для любых углов поворота с острыми кромками

= 0,24-1

 

 

 

 

 

 

 

 

In. ш = [ (In. ГЛ +

28,54а) 0,35 + 0,65Н/Ь ]

 

 

(7.30)

при Н/Ь = 1 — 2,5

 

 

 

 

 

 

 

 

1п.ш = [(In. гл

+ 28,54а) Ь/Н1X,

 

 

(7.31)

где X — коэффициент,

учитывающий

угол

поворота

струи.

Значения коэффициента X в зависимости от угла поворота струи

составляют:

 

 

 

 

 

 

 

 

угол поворота, градус

10

30

45

60

90

110

120

140

X

0,05

0,19

0,33

0,51

1

1,63

1,98

2,43

7.3.4. Сопротивление кроссингов

 

 

 

 

 

 

Общий коэффициент местного

сопротивления

кроссинга

 

 

!обШ= 1с +

!тР +

1р>

 

 

 

(7-32)

где £с — коэффициент,

учитывающий внезапное сужение потока;

! тр — коэффициент, учитывающий трение воздуха о стенки трубы: | тр = XL/d; X — коэффициент трения воздуха о стенки трубы; L — длина трубы, м; d — диаметр трубы, м; £р — коэффициент, учитывающий внезапное расширение струи.

Для снижения аэродинамического сопротивления трубчатых кроссингов устанавливают коллектор и диффузор.

Общий коэффициент местного сопротивления такого крос­ синга

£общ — бкол + !тр + £диф'+ !р>

(7.33)

где !кол> !диф — соответственно коэффициент местного сопротив­ ления коллектора и диффузора.

100

Соседние файлы в папке книги
Помощь Обратная связь Вопросы и предложения Пользовательское соглашение Политика конфиденциальности