книги / Рудничная вентиляция
..pdfПлощадь |
Расстояние |
а к»10е, |
Н*с*/м4, |
при ширине |
|
Площадь |
||
|
ленты, |
мм |
|
|
поперечно |
|||
поперечно |
между кре |
|
|
|
||||
го сечения |
пежными |
|
|
|
|
|
го сечения |
|
выработки, |
рамами, |
м |
|
|
|
|
|
выработки, |
м* |
|
700 |
800 |
9 о а |
|
1000 |
1200 |
м* |
|
0,4 |
15 |
17,9 |
22,1 |
|
12,8 |
15,6 |
|
|
0,54 |
22,2 |
25,1 |
28,3 |
13,1 |
18,7 |
15 |
|
8 |
0,6 |
23,2 |
26,8 |
29,3 |
14,8 |
19,5 |
||
0,72 |
27 |
29,9 |
33,9 |
19,2 |
— |
|
||
|
0,8 |
29,7 |
32 |
35 |
|
20,3 |
21,6 |
|
|
0,9 |
30,3 |
33,8 |
38,1 |
|
21 |
24,4 |
|
|
1,08 |
32,4 |
36,6 |
41,3 |
21,8 |
25,5 |
|
|
|
0,4 |
13,4 |
15,5 |
19 |
|
_ |
— |
|
|
0,54 |
20,2 |
21,9 |
24,8 |
|
— |
— |
|
9 |
0,6 |
21,4 |
23 |
25,6 |
|
— |
— |
|
0,72 |
24,6 |
26,9 |
29,8 |
|
— |
— |
|
|
|
0,8 |
27,5 |
29 |
30,7 |
|
— |
— |
|
|
0,9 |
27,9 |
30 |
32,7 |
|
— |
— |
|
|
1,08 |
29,7 |
32 |
36,5 |
|
— |
— |
|
|
0,4 |
11,1 |
13,7 |
16,6 |
21 |
26,3 |
|
|
|
0,54 |
18,6 |
19,2 |
22 |
|
24 |
29 |
|
10 |
0,6 |
19,8 |
19,5 |
23 |
|
25 |
30,3 |
|
0,72 |
22,5 |
24,3 |
26,7 |
29 |
— |
|
||
|
0,8 |
25,7 |
26,5 |
27,3 |
|
30 |
33,2 |
|
|
0,9 |
26 |
27 |
29,7 |
31 |
34,2 |
|
|
|
1,08 |
27,5 |
28 |
32,6 |
33 |
36,7 |
|
|
|
0,4 |
_ . |
12 |
15 |
|
18,7 |
23,1 |
|
|
0,54 |
— |
17 |
19,7 |
21 |
25,9 |
|
|
и |
0,6 |
— |
18,1 |
20,7 |
22,2 |
26,8 |
|
|
0,72 |
— |
22,3 |
24 |
|
26,2 |
— |
|
|
|
0,8 |
— |
23,5 |
25 |
|
26,7 |
29,7 |
|
|
0,9 |
— |
24,1 |
26,6 |
27,8 |
30,7 |
|
|
|
1,08 |
— |
25,8 |
29,5 |
29,5 |
33,4 |
|
|
Таб лица |
7.20 |
|
|
|
|
|
|
|
Значения коэффициента сск для выработок, закрепленных двутавровыми |
||||||||
балками и оборудованных ленточными конвейерами |
|
|
|
|||||
Площадь |
Расстояние |
*]к» 10е, |
Н-с*/м4, при ширине |
|
Площадь |
|||
поперечно |
между кре |
|
ленты, |
мм |
|
|
поперечно |
|
го сечения |
пежными |
|
|
|
|
|
го сечения |
|
выработки, |
рамами, |
м |
800 |
900 |
|
гооо |
1200 |
выработки, |
м* |
|
700 |
|
м1 |
||||
|
0,4 |
27,4 |
_ |
17 |
|
20,9 |
27,5 |
|
|
0,54 |
35,9 |
— |
23 |
|
24,8 |
30 |
|
5 |
0,60 |
37,4 |
— |
24 |
|
28,4 |
31,7 |
12 |
0,72 |
44,2 |
— |
28,7 |
30,6 |
33,2 |
|||
|
0,8 |
46 |
— |
29,8 |
31,8 |
34,4 |
|
|
|
0,9 |
48,1 |
— |
33 |
|
34,4 |
35,1 |
|
|
1,08 |
51,1 |
— |
34 |
|
36,4 |
36 |
|
Значения коэффициента а к для выработок, закрепленных металлической крепью из специального профиля и оборудованных ленточными конвейерами *
Площадь |
Расстояние |
ак. 10е, H-CVM4, при ширине |
|
Площадь |
|||
поперечно |
между кре |
|
|
ленты, мм |
|
|
поперечно |
го сечения |
пежными |
|
|
|
|
|
го сечения |
выряботкн» |
рамами, м |
700 |
80Q |
9оа |
1000 |
1200 |
выработки, |
м* |
|
м* |
|||||
5 |
0,5 |
28/25 |
|
19/16 |
24/16 |
25/20 |
12 |
0,75 |
26/22 |
____ |
17/15 |
22/15 |
22/19 |
||
|
1 |
25/20 |
|
16/13 |
19/14 |
19/18 |
|
6 |
0,5 |
24/23 |
31/27 |
|
23/16 |
21/18 |
13 |
0,75 |
23/19 |
30/23 |
____ |
21/14 |
19/18 |
||
|
1 |
22/18 |
27/21 |
— |
18/13 |
17/17 |
|
7 |
0,5 |
21/20 |
28/24 |
36/26 |
22/14 |
19/17 |
14 |
0J5 |
20/17 |
26/20 |
33/25 |
19/12 |
16/16 |
||
|
1 |
19/15 |
23/18 |
31/22 |
16/12 |
14/16 |
|
8 |
0,5 |
19/18 |
24/21 |
31/23 |
21/13 |
17/16 |
15 |
0,75 |
18/15 |
23/18 |
29/22 |
21/11 |
14/15 |
||
|
1 |
17/13 |
20/16 |
27/19 |
15/11 |
22/15 |
|
9 |
0,5 |
17/16 |
22/19 |
27/21 |
|
|
|
0,75 |
16/14 |
20/16 |
25/20 |
— |
— |
|
|
|
1 |
15/11 |
18/14 |
24/17 |
" |
|
|
10 |
0,5 |
16/13 |
19/17 |
24/18 |
28/20 |
32/24 |
|
0,75 |
14/12 |
18/15 |
22/18 |
26/18 |
29/23 |
|
|
|
1 |
14/10 |
16/13 |
21/16 |
23/17 |
25/20 |
|
и |
0,5 |
|
17/16 |
21/17 |
26/19 |
28/22 |
|
0,75 |
— |
15/13 |
20/16 |
24/17 |
25/21 |
|
|
|
1 |
|
14/11 |
18/14 |
21/16 |
22/19 |
|
* В числителе приведены значения а к*10* при поперечных лежнях, в знаменателе — при продольных.
Значения |
коэффициента а к для выработок, |
|
|
|||
закрепленных спецпрофилем СВП-27 и оборудованных конвейерами |
||||||
Площадь |
Число |
а к*10*, |
Н‘С*/м4, при |
ширине |
ленты[, мм |
|
поперечного |
|
|
|
|
||
сечения |
выра |
рам |
800 |
900 |
1000 |
1200 |
ботки, |
м* |
на 1 м |
||||
6,9 |
1 |
25 |
26 |
29 |
43 |
|
7,9 |
1 |
23 |
24 |
26 |
37 |
|
8,8 |
1,0 |
22 |
23 |
24 |
33 |
|
9,9 |
1 |
21 |
21 |
23 |
30 |
|
10,6 |
1 |
20 |
21 |
22 |
28 |
|
11,9 |
1 |
19 |
20 |
21 |
26 |
|
13,2 |
1 |
18 |
19 |
20 |
24 |
|
15,3 |
1 |
17 |
18 |
18 |
21 |
|
16,6 |
2 |
18 |
19 |
20 |
23 |
|
1 |
16 |
16 |
17 |
19 |
||
|
|
2 |
18 |
19 |
20 |
23 |
Значение коэффициента а к для выработок с подвесными кон вейерными установками на 15—20 % меньше, чем тех же выра боток с конвейерами, установленными на лежнях.
7.2.6. Наклонные стволы, закрепленные сборной железобетонной крепью
Для наклонных стволов с углами падения до 25°, закреплен ных универсальными ребристыми плитами УРП, коэффициенты сопротивления трения могут быть взяты в зависимости от пло щади их сечения по табл. 7.16, а для стволов с большим углом наклона — по табл. 7.23.
В табл. 7.24 приведены значения коэффициентов а к для на клонных стволов шахты № 2 рудника им. Кирова Кривбасса, представляющие собой две уникальные выработки длиной по 3000 м с площадью поперечного сечения около 20 ма. Эти стволы оборудованы конвейерными установками КЛС-2000, объемными кабельными решетками на 20—30 кабелей и тремя трубопрово дами диаметром по 200 мм.
Участки стволов, закрепленные монолитным бетоном с при менением механизированной опалубки, отличаются повышенной шероховатостью с неровностями и выступами высотой до 10 см. Участки с тюбинговой крёпью имеют равномерную ребристую поверхность, а при креплении торкрет-бетоном — такую же, как и в незакрепленных выработках.
При движении ленты конвейерной установки, загруженной кусковатой рудной массой, навстречу потоку воздуха значение коэффициента а на 6 % выше, чем при неработающем конвейере.
Значения коаффициента а для наклонных стволов, закрепленных сборными железобетонными ребристыми плитами
со средней стойкой (сплошная замкнутая крепь прямоугольного очертания)
Угол наклона |
|
Ширина |
Высота |
Площадь |
Продоль |
а -10*. |
|
|
выступов |
поперечно |
|||||
ствола, градуо |
|
плит, м |
шерохова |
го сечения |
ный калибр |
Н* с * /и А |
|
|
|
|
|
тости, и |
ствола, м* |
крепи' |
|
Главного: |
|
|
0,32 |
0,08 |
6,14 |
4 |
47,7 |
30 |
|
|
|||||
60 |
|
|
0,32 |
0,09 |
6,6 |
3,6 |
45 |
Вспомогательного: |
|
0,32 |
0,09 |
6,6 |
3,6 |
46,3 |
|
30 |
|
|
|||||
60 |
|
|
0,32 |
0,09 |
6,6 |
3,6 |
48,8 |
Т а б л и ц а |
7.24 |
|
|
|
|
|
|
Значения коэффициента Оц для наклонных стволов шахты J4 2 |
|
||||||
рудника им. Кирова |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
Площадь |
|
а -10*. Н»с*/м4 |
|
|
|
|
|
Пери |
|
|
|
Характеристика |
крепи |
поперечно |
при отсут |
при нали |
|||
го сечения |
метр, м |
||||||
|
|
|
|
ствола, ма |
|
ствии кон |
чии кон |
|
|
|
|
|
вейера |
вейера |
|
|
|
|
|
|
|
||
Монолитный |
бетон |
с |
грубы |
18,7 |
17 |
13 |
18 |
ми следами от опалубки |
18,9 |
16,6 |
15 |
21 |
|||
Чугунные тюбинги конструк |
|||||||
ции метрострой |
|
|
19,1 |
17,6 |
17 |
21 |
|
Торкрет-бетон по сетке в со |
|||||||
четании с анкерной |
крепью |
|
|
|
|
||
Аэродинамическое сопротивление выработки может быть сни жено в 2—3 раза за счет уменьшения шероховатости крепи (сгла живания неровностей путем заполнения «каверн» пенопластом или пенополиуретаном, облицовки поверхности листовыми полимер ными материалами), укладки шпал заподлицо с бетонным основа нием пути, смещения конвейера к боку выработки, удаления кабельной решетки и рассредоточения кабелей по периметру выработки на кронштейнах.
7.2.7. Влияние загромождения и извилистости выработок
При загромождении выработок породой, лесом и другими материалами рекомендуется увеличивать значения коэффициента а:
при умеренном загромождении (воздухопроводы, водопровод ные трубы, небольшое количество породы на почве) на 0,001;
при среднем загромождении (вентиляционные трубы, большое количество верхняков, частые вывалы породы, сужение сечения) на 0,003;
при сильном загромождении (большие вывалы породы, скоп ление крепежных материалов, труб или оборудования, частые сужения) на 0,01.
При умеренной извилистости значения коэффициента а сле дует увеличивать на 0;002, при средней — на 0,003 и при силь ной — на 0,005.
7.2.8. Горные выработки гидрошахт
Гидрооборудование загромождает выработки и вызывает уве личение их аэродинамического сопротивления.
Для выработок гидрошахт с бетонной крепью а - 10® = 6,4-=- -=-21 Н-с2/м4, с тюбинговой — а . 10® = 10,8-ь13,7 Н-с2/м4.Для выработок, закрепленных металлическими арками, а - 10® = 15,7-г-
-i-17,7 |
Н с 2/м4, |
неполными |
крепежными рамами |
из круглого |
леса — а - 10® = |
21,6-7-26,5 Н-с2/м4. Пульпоспускные печи имеют |
|||
а 10® = |
49 H CVM4, a выработки, проведенные комбайном без |
|||
крепления, а • 10® = 10,8 Н |
с2/м4. |
направления |
||
При |
открытом гидротранспортировании, когда |
|||
движения пульпы и воздуха совпадают (при прямотоке), значе ние коэффициента а остается неизменным, а при движении пульпы навстречу струе (при противотоке) значение коэффициента а увеличивается: на 14 % — при средней производительности ги дротранспортирования и на 34 % — при максимальной.
Для снижения аэродинамического сопротивления выработок гидрошахт необходимо лотки (желоба) закрывать трапами или легко открывающимися крышками; водоводы и пульповоды ук ладывать в специальную нишу в почве выработки; монорельсо вый путь подвешивать на анкерах или рамах из спецпрофиля.
7.2.9. Лавообразные выработки
Коэффициент сопротивления трения лавообразных выработок с индивидуальной крепью (с коридорным расположением стоек
в диапазоне изменения продольного и поперечного шагов стоек
2— 10)
|
|
a = ( l , 4 7 1 g ^ |
+ 0,785)p -^ -§2- + |
aTp, |
(7.19) |
||
где |
в! — продольный шаг |
(ех = |
IJА); |
е2 — поперечный |
шаг |
||
(е2 = |
IJd) li, /2 — соответственно |
продольное и |
поперечное рас |
||||
стояния |
между стойками; |
d — диаметр |
стойки; |
р — плотность |
|||
воздуха; |
Rr — гидравлический радиус; |
Sp/S„ — отношение пло |
|||||
щади сечения в свету к площади сечения вчерне; а тр — коэффи циент, обусловленный трением воздуха о бока выработки.
86
Значения коэффициента а для лавообразных выработок, оборудованных механизированными крепями
Очистной |
|
Мощ |
Площадь |
Площадь |
а- 10е, |
H-CVM- |
Тип крепи |
ность |
сечения ла |
сечения ла- |
|
в свету |
|
комплеко |
пласта, |
вы вчерне, |
ны в свету |
вчерне |
||
|
|
и |
м* |
крепи, ма |
крепи |
|
км ю з |
М103 |
0,7 |
3,24 |
1,5 |
61 |
35 |
КД80 |
Д80 |
1,2 |
5,56 |
2,5 |
56 |
31 |
0,8 |
4 |
1,5 |
85 |
41 |
||
КМК97Д |
МК97 |
1,2 |
6 |
2,5 |
78 |
38 |
0,7 |
2,63 |
1,8 |
63 |
33 |
||
КМ98 |
МК98 |
1,2 |
4,51 |
3,2 |
57 |
31 |
0,7 |
2,8 |
1,8 |
63 |
33 |
||
«Донбасс Мэ |
м к д м |
1,2 |
4,9 |
3,8 |
55 |
29 |
0,8 |
3,98 |
1,5 |
108 |
63 |
||
КМ87УМЭ |
М87УМЭ |
1,2 |
4,32 |
2,5 |
97 |
57 |
1,05 |
3,74 |
2,8 |
61 |
30 |
||
КМ87УМП |
М87УМП |
1,95 |
6,9 |
4,8 |
53 |
26 |
1.1 |
3,9 |
2,3 |
59 |
35 |
||
КМ87УМН |
М87УМН |
1.4 |
5 |
4,6 |
55 |
28 |
1,05 |
3,74 |
2,3 |
62 |
33 |
||
КМ87УМА |
М87УМА |
1,95 |
6,9 |
4,6 |
53 |
27 |
1,25 |
4,5 |
2,6 |
57 |
31 |
||
КМ87ДГА |
М87ДГА |
1,95 |
6,9 |
4,3 |
54 |
29 |
1,3 |
4,6 |
2,6 |
57 |
31 |
||
КМ88 |
М88 |
1,9 |
6,8 |
4,3 |
53 |
28 |
1 |
3,85 |
2,5 |
58 |
34 |
||
К1МКС |
1МКС |
1,9 |
7,32 |
4,5 |
51 |
29 |
1,1 |
4,6 |
2,5 |
71 |
36 |
||
к м т |
МТ |
1,9 |
8,1 |
4,8 |
63 |
31 |
1,1 |
4,4 |
2,4 |
69 |
35 |
||
1МКМ |
1МКМ |
2 |
8 |
4,7 |
61 |
29 |
1,4 |
5,6 |
2,3 |
59 |
30 |
||
МК75 |
МК75 |
1,75 |
7 |
3,8 |
57 |
26 |
1,6 |
6,4 |
2,8 |
58 |
29 |
||
о к п |
Т13К |
2,2 |
8,8 |
3,9 |
55 |
27 |
1,9 |
4,9 |
2,7 |
87 |
26 |
||
2ОКП70 |
о к п |
2,9 |
7,6 |
5 |
63 |
21 |
2,3 |
5,3 |
3,27 |
60 |
18 |
||
КМ130 |
КМ130 |
3,5 |
8,4 |
5 |
40 |
15 |
2,5 |
11,6 |
4,7 |
71 |
39 |
||
1УКП |
1УКП |
3,5 |
16,3 |
8 |
65 |
32 |
1,2 |
5,1 |
2,5 |
57 |
25 |
||
2УКП |
2УКП |
2,5 |
10,6 |
5 |
42 |
19 |
2,2 |
9,4 |
5 |
46 |
21 |
||
Пневмобаллонная крепь |
4,2 |
17,85 |
9 |
38 |
14 |
|
0,45 |
— |
1,57 |
____ |
75 |
||
ДГИ |
0,5 |
— |
1,8 |
— |
89 |
|
Для механизированных крепей с коридорным расположением стоек коэффициент сопротивления трения определяется по фор муле
а = .{ [ ( ° ,314 |
0,186/, |
)тг]+[2(1'47|*тгЬг+ |
|
||
г 1 — 0,158/, |
|
(7.20)
+ М 8 5 ) ^ ] } Ж |
+ “ '■■■ |
где 12 — длина ячейки, образованной соседними верхняками и лежнями; Sx — площадь поперечного сечения призабойного про странства, ограниченная лежнем и верхняком.
Коэффициент а для лав пологого и наклонного падения при различных формах стоек определяется по формуле
_ |
, 0,6с*#/> (4,499— 0,332e!) |
S* |
(7.21) |
“ - « T p i |
p j - |
» |
где cx — коэффициент лобового сопротивления стойки; Я — суммарная длина стоек, установленных в одном поперечном ряду, м; b — ширина (диаметр) стойки, м; Рл — периметр лавы, м; S/Sx — коэффициент, учитывающий загромождение лавы.
Коэффициенты сопротивления трения лавообразных выработок, оборудованных механизированными крепями, приведены
втабл. 7.25.
7.2.10.Вентиляционные скважины
Коэффициенты сопротивления трения для вентиляционных скважин приведены в табл. 7.26.
При искривлении профиля скважин, смещении обсадных труб в местах стыковки секций коэффициент а увеличивается на 40—
45%.
Аэродинамическое сопротивление обводненных скважин воз
растает в 2—3 раза.
7.2.11. Стволы
Шахтные стволы представляют собой весьма сложные и разно образные аэродинамические системы вследствие загромождения их элементами армировки (расстрелами, лестничными отделениями, трубопроводами и т. п.).
Применяются следующие отличающиеся друг от друга кон структивные решения и соответственно принципиальные схемы армировки стволов: жесткая (рамная) металлическая (рис. 7.1, 7.2, 7.3, и 7.4); жесткая (рамная) смешанная (металлические рас-
88
Та б лица 7.26
Значения коэффициента а для вентиляционных скважин
<*•10*, Н-с'/м*, Д л я с к в а ж и н Д иам етром , м
склс Срокбыны, 0,4
1 2,8
23,2
33,7
44,2
54,8
65,3
75,9
8—10 6,4
0,5 |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
1 |
1,2 |
1,4 |
1,6 |
1.8 |
2,7 |
2,6 |
2,5 |
2,4 |
2,3 |
2,2 |
2,1 |
2,1 |
2 |
3 |
2.9 |
2,8 |
2,8 |
2,7 |
2,6 |
2,5 |
2,4 |
2,3 |
3,5 |
3,3 |
3,2 |
3,1 |
2,9 |
2,8 |
2,8 |
2,7 |
2,6 |
4 |
3,8 |
3,6 |
3,5 |
3,3 |
3,1 |
3 |
2,9 |
2,8 |
4,5 |
4,2 |
4 |
3,9 |
3,6 |
3,5 |
3,3 |
3,2 |
3,1 |
5 |
4,7 |
4,5 |
4,3 |
4 |
3,8 |
3,6 |
3,5 |
3,4 |
5,5 |
5,2 |
4,9 |
4,7 |
4,4 |
4,2 |
4 |
3,8 |
3,7 |
5,9 |
5,5 |
5,2 |
5 |
4,7 |
4,4 |
4,2 |
4,1 |
3,9 |
а - 10', Н'С'/ы4, для екважнн диаметром, и
Срок быск ны,ле |
2.1 |
2,3 |
2.4 |
2,6 |
|
||||
1 |
2 |
1,9 |
1,9 |
1,9 |
2 |
2,3 |
2,2 |
2,2 |
2,1 |
3 |
2,5 |
2,5 |
2,4 |
2,4 |
4 |
2,8 |
2,8 |
2,7 |
2,6 |
5 |
3,1 |
2,9 |
2,8 |
2,8 |
6 |
3,3 |
3,2 |
3,1 |
3 |
7 |
3,6 |
3,5 |
3,3 |
3,3 |
8—10 |
3,8 |
3.7 |
3,6 |
3,5 |
2.8 |
3 |
3.2 |
3,4 |
3,6 |
3.8 |
4 |
1,8 |
1,8 |
1,8 |
1,7 |
1,7 |
1,7 |
1,7 |
2,1 |
2 |
2 |
2 |
2 |
1,9 |
1,9 |
2,3 |
2,3 |
2,3 |
2,2 |
2,2 |
2,2 |
2,1 |
2,6 |
2,5 |
2,5 |
2,5 |
2,4 |
2,4 |
2,4 |
2,8 |
2,8 |
2,7 |
2,7 |
2,6 |
2,6 |
2,6 |
3 |
2,9 |
2,8 |
2,8 |
2,8 |
2,8 |
2,8 |
3,2 |
3,1 |
3,1 |
3 |
3 |
2,9 |
3,9 |
3,4 |
3,3 |
3,3 |
3,2 |
3,1 |
3,1 |
3 |
стрелы и деревянные проводники, деревянные расстрелы и ме таллические проводники); консольная; консольно-распорная; блочная; безрасстрельная и канатная (рис. 7.5).
Для шахтных стволов, закрепленных бетоном, бетонитами, кирпичной кладкой,
a-10s |
147 |
|
(7.22) |
|
(1,74 + 2 lg [£>/(2d0)])a |
’ |
|||
|
|
|||
где D — диаметр выработки, м; d0 — средняя |
величина выступа |
|||
шероховатости, м. |
|
|
|
|
Коэффициенты аэродинамического сопротивления стволов с указанными видами крепи приведены в табл. 7.27.
Учитывая, что стенки шахтных стволов со временем загряз няются и шероховатость их увеличивается, следует приведенные в табл. 7.27 значения удваивать. Эти значения соответствуют также стволам, закрепленным бетонитами и кирпичной кладкой.
Рис. 7.1. Схемы расположения рас стрелов в стволах
Рис. 7.2, Классифи кация типовых шахтных стволов для рудников МЧМ (типовой проект *Кривбасспроекта»)