Источники тяги, естественная тяга, ее расчет

Естественная тяга – движение воздуха по выработкам под влиянием естественных факторов: разности плотности воздуха, ветра, капежа. Энергия, которую получает единица объема воздуха от источников, вызывающих естественную тягу, называется депрессией естественной тяги, определение которой является основной задачей при изучении естественной тяги.

До появления вентиляторов (на многих шахтах и позже) естественная тяга была единственным средством проветривания шахт. В настоящее время Правилами безопасности запрещена вентиляция шахт за счет одной только естественной тяги из-за неустойчивости количества и направления движения поступающего в шахту воздуха и недостаточности его для вентиляции шахты. Однако естественная тяга во многих случаях играет существенную роль в вентиляции шахты. В зависимости от условий депрессия естественной тяги может достигать 20-25% депрессии вентилятора главного проветривания. В ряде случаев на шахтах были замерены значения дебита естественной тяги, достигающие 6000 м³/мин.

На шахтах депрессия естественной тяги может быть измерена. Существует несколько способов ее измерения.

Если к обеим сторонам перемычки, разделяющей сообщающиеся между собой выработки, подключить депрессиомер, то последний измерит депрессию естественной тяги (рис. 7.3а). При этом местоположение перемычки в системе выработок безразлично. Так, при расположении перемычки в положении I (см. рис. 7.3б) депрессия естественной тяги выразится в виде:

.

При расположении перемычки в положении II давление на ее верхнюю поверхность равно , давление на нижнюю поверхность равно . Тогда разность давлений

.

Аналогично можно показать, что при любом другом положении перемычки измеряемая через нее разность давлений также будет равна . Отсюда следует, что место расположения перемычки не влияет на величину депрессии. Поэтому для измерения депрессии может быть использована задвижка вентилятора (см. рис. 7.3в).

Депрессию естественной тяги можно измерить без использования перемычки. При этом депрессиометр располагается в произвольном месте вентиляционной сети (например, в выработке 2-3) (рис.7.4) и его колена соединяются шлангами с устьями стволов. Если плотность воздуха в стволе и в расположенном в нем шланге одинакова, то депрессиометр измерит депрессию естественной тяги, т.е. .

Депрессиометр можно располагать в любом месте выработки. При этом необходимо, чтобы его соединительные шланги были проложены от устья одного ствола до устья другого по всей длине выработки.

а

б

в

Рис. 7.3. Схемы к изменению депрессии естественной тяги с использованием перемычки, разделяющей сообщающиеся между собой выработки.

 

 

Рис.7.4. Схемы к измерению депрессии естественной тяги без использования перемычки.