Элементы шахтной вентиляционной сети

Вентиляционная сеть. Вентиляционный план.

Лекция № 3.

Совокупность связанных между собой горных выработок шахты, по которым движется воздух, называется вентиляционной сетью. Вентиляционные сети шахт изображаются в виде планов и схем. Вентиляционным планом называется вычерченный в масштабе план горных выработок, на котором стрелками указано направление движения воздуха (рис.1). На шахтных вентиляционных планах указываются также скорость и количество воздуха в выработке, ее сечение, места расположения замерных станций и др.

Вентиляционный план необходим для контроля проветривания шахты, а также служит источником ряда данных для расчета вентиляции (длина выработок, их сечение, места утечек и т.п.). При расчетах вентиляционный план может быть заменен вентиляционной или аэродинамической схемой, представляющей собой упрощенное внемасштабное изображение вентиляционной сети, в котором взаимное расположение элементов, соответствующих путям движения воздуха, тождественно их расположению в шахте (рис. 2). Обычно на схемах вентиляции изображаются только выработки, по которым движется воздух; для точных расчетов на них указываются также и пути утечек (штриховые линии на рис. 2).

Рисунок 1 – Пример вентиляционного плана шахты

 

 

9’

8’’’

8’’

8’

7’’

5’

5’

4’

Рисунок 2 – Пример вентиляционной схемы шахты

 

 

Места соединения трех и более выработок называются узлами сети(точки 3, 6, 6', 9, 9',13 на рис 12.2). Выработка (или цепь последовательно соединенных выработок), соединяющая два узла, называется ветвью(участки 1-2-3, 3-4-5-6, 6-7-8-9, 9-10-11-12-13, 13-14-15). Часть схемы, ограниченная со всех сторон ветвями и не содержащая ветвей внутри себя, называется элементарным контуром или ячейкой(участки 6-7-8-9-8'-7'-6 и т.п.).

Все вентиляционные сети шахт делятся на два основных класса: плоские и объемные (пространственные).

Плоской называется сеть, которую можно изобразить на плоскости так, что ее ветви будут пересекаться только в узлах. Если же ветви сети пересекаются и на участках между узлами (т.е. появляются дополнительные узлы, отсутствующие в натуре), то для устранения этих лишних пересечений схеме придают объемный характер, и такие сети называются объемными.

Для любой замкнутой сети справедливо соотношение Эйлера:

L=M+N –1, (1)

 

где L – число ветвей;

M – число ячеек или число независимых контуров;

N – число узлов в сети.

 

 

В зависимости от взаимного расположения выработок в схеме различают три основных вида соединений: последовательное, параллельное и диагональное(рис 3). При последовательном соединении конец предыдущей выработки соединяется с началом последующей, при параллельном соединении выработки имеют общие точки начала и конца; при диагональном соединении выработки между их общим началом и концом соединяются одна с другой одной или несколькими диагоналями. Если между диагоналями нет аэродинамической связи, соединение называется простым диагональным, если такая связь существует – сложным.

В вентиляционных схемах современных шахт, как правило, сочетаются все основные виды соединений.

Рисунок 3 – Пример вентиляционных планов и схем

 

а – последовательное соединение горных вырабо-

ток;

б – параллельное соединение;

в – однодиагональное;

1-9 – точки начала и конца выработок.

 

Основной задачей исследования вентиляционных сетей является: нахождение распределения воздуха по их ветвям; в ряде случаев требуется также определить общее сопротивление сети.