Характеристики шахтной вентиляционной сети.

Шахтная вентиляционная сеть представляет собой сово­купность разветвленных подземных горных выработок, омы­ваемых воздухом. Расход воздуха Q, который может пройти через нее, зависит от аэродинамического сопротивления сети R и от разности давления на входе и выходе из сети (депрес­сия шахты) h=RQ².

Особенностью шахтной вентиляционной сети является не­постоянство ее аэродинамического сопротивления при экс­плуатации шахты, которое зависит от длины, сечения и чис­ла горных выработок, их шероховатости, типа сопряжений их между собой, неплотностей между параллельными выработ­ками и т. д. При эксплуатации шахты непостоянен также расход воздуха Q, который изменяется с изменением добычи полезного ископаемого, количества вредных газов, величины утечки воздуха в горных выработках и др. Аэродинамическое сопротивление вентиляционной сети шахты колеблется в ши­роких пределах. При центральной системе вентиляции сопро­тивление сети изменяется по отношению к первоначальному в 4—10 раз, а при диагональной — в 1,5—2,5 раза. Необхо­димый шахте расход воздуха изменяется в 1,5—4 раза, по­этому изменяется существенно и статическое давление (в 2— 6 раз).

Для каждой вентиляционной сети зависимость между раз­личными расходами воздуха и давлениями, если пренебречь естественной тягой, может быть представлена в виде квадра­тичной параболы с вершиной в начале координат, называе­мой характеристикой вентиляционной сети в начальный и конечный периоды работы шахты.

В режимах проветривания угольных и рудных шахт име­ется существенное различие. На угольных шахтах дебит или остается постоянным, или нарастает только с переходом на нижележащие горизонты. На рудниках, по условиям произ­водства, необходимо после взрывных работ в течение не­скольких часов (2—2,5 ч) подавать удвоенное, по сравнению с нормальным проветриванием в остальное время смены, количество воздуха, что предъявляет особые требования к ре­гулированию рудничных вентиляторных установок.

Часто для удобства расчета вентиляционную сеть заменя­ют эквивалентным отверстием, понимая под последним квад­ратное (иногда круглое) отверстие в тонкой стенке таких размеров, чтобы при одинаковой с сетью разности давлений через эквивалентное отверстие проходило такое же количе­ство воздуха, как и через всю сеть.

Эквивалентное отверстие выражается в квадратных мет­рах, его определяют из выражения

А = 1,19

где Q—расход воздуха через сеть, м³/с; h—общешахтная депрессия, Па. Величина эквивалентного отверстия вентиляционной сети в процессе работы горного предприятия непрерывно изме­няется вследствие изменения протяженности, формы и раз­меров горных выработок. При центральной схеме проветри­вания в связи с удлинением вентиляционной сети в течение срока службы предприятия отношение максимального экви­валентного отверстия к минимальному составляет 1,5—2,3; при диагональной схеме, где удлинение вентиляционных пу­тей незначительно, 1,2—1,5.

Величина эквивалентных отверстий вентиляционных сетей на существующих предприятиях находится в пределах 0,5— 6 м². C уменьшением эквивалент­ного отверстия сети производительность вентилятора умень­шается, а развиваемое им давление возрастает. На практике в шахтной вентиляционной сети почти всегда действует есте­ственная тяга воздуха. Она тем больше, чем глубже шахта и чем больше разница в температурах воздуха в подающем и вытяжном стволах. В глубоких шахтах при значительной разности температур она может достигать 1000 Па. Величина естественной тяги не зависит от расхода возду­ха в вентиляционной сети.