|
ния выработанных пространств от призабойного пространства утечки воздуха через них обычно уменьшаются, а движение воздушной струи из турбулентного режима переходит в ламинарный режим. По данным Л.А. Пучкова [140] в 18% случаев режим движения воздушной струи в выработанных пространствах угольных шахт является турбулентным, в 24 % ламинарным и в 58 % переходным между ламинарным и турбулентным режимами. Утечки воздуха через выработанные пространства по данным Ф.С. Клебанова [136] составляют до 4080 % того объема воздуха, который поступает в забой. Считается, что в непроветриваемых выработанных пространствах движение воздушных масс практически отсутствует. Однако нет абсолютно герметичных шахтных сооружений, поэтому через перемычки всегда просачивается воздух. Кроме того, даже через уплотненные слои обрушенных пород наблюдается просачивание воздуха и, если выработанные пространства имеют значительную протяженность, через них теряются огромные объемы воздуха. К примеру, шахты ОАО «Севуралбокситруда» (г. Североуральск Свердловской обл.) связаны выработанными пространствами длиной по простиранию отрабатываемой залежи в несколько километров и шириной по падению залежи более 1,5 км с поверхностью. Согласно Н.Н. Мохиреву [143] через такие отработанные поля просачивается: на шахте 14-14 бис «Красная Шапочка» 32,6 % суммарной производительности главных вентиляторных установок (3 установки), на шахте «Черемуховская» 29,5 % суммарной производитель-ности ГВУ (3 установки), на шахте «Кальинская» 34,4 % суммарной производительности ГВУ (2 установки). Рудники и шахты, горные выработки которых имеют аэродинамическую связь с земной поверхностью через выработанные пространства, всегда были под пристальным вниманием исследователей, т.к. осуществить в них эффективное и устойчивое проветривание рабочих зон не удавалось. Виной тому большие неконтролируемые прососы воздуха с поверхности, которые делают вентиляционные сети шахт трудно управляемыми. Согласно [144] средняя величина этих практически не контролируемых прососов воздуха с поверхности 37 |
женность этой части выработанного пространства не превышает 200 м. Различная интенсивность утечек воздуха через выработанные пространства является причиной существования нескольких режимов движения воздуха в них [42]. Существуют следующие режимы движения воздуха: турбулентный, ламинарный и переходный между турбулентным и ламинарным. По мере удаления выработанных пространств от призабойного пространства утечки воздуха через них обычно уменьшаются, а движение воздушной струи из турбулентного режима переходит в ламинарный [67, 71, 13] По данным Л.А. Пучкова [98] в 18 % случаев режим движения воздушной струи в выработанных пространствах угольных шахт является турбулентным, в 24 % ламинарным и в 58 % переходным между ламинарным и турбулентным. Утечки воздуха через выработанные пространства по данным [56] составляют до 4080 % того объема воздуха, который поступает в забой. Считается, что в непроветриваемых выработанных пространствах движение воздушных масс практически отсутствует. Однако нет абсолютно герметичных шахтных сооружений, поэтому через перемычки всегда просачивается воздух. Кроме того, даже через уплотненные слои обрушенных пород наблюдается просачивание воздуха и, если выработанные пространства имеют значительную протяженность, через них теряются огромные объемы воздуха. К примеру, шахты ОАО «Севуралбокситруда» (г. Североуральск Свердловской обл.) связаны выработанными пространствами длиной по простиранию отрабатываемой залежи в несколько километров и шириной по падению залежи более 1,5 км с поверхностью. Согласно [75] через такие отработанные поля просачивается: на шахте 14-14 бис «Красная Шапочка» 32,6 % суммарной производительности главных вентиляторных установок (3 установки), на шахте «Черемуховская» 29,5 % суммарной производитель-ности ГВУ (3 установки), на шахте «Кальинская» 34,4 % суммарной производительности ГВУ (2 установки). 13 Рудники и шахты, горные выработки которых имеют аэродинамическую связь с земной поверхнос тью через выработанные пространства, всегда были под пристальным вниманием исследователей, т.к. осуществить в них эффективное и устойчивое проветривание рабочих зон не удавалось. Виной тому большие неконтролируемые прососы воздуха с поверхности, которые делают вентиляционные сети шахт трудно управляемыми. Согласно [20] средняя величина этих практически не контролируемых прососов воздуха с поверхности составляет 30 40 % дебита главных вентиляторных установок (ГВУ). В неглубоких шахтах этот воздух может участвовать в проветривании рабочих зон, что представляет определенную опасность, т.к. в нем могут содержаться вредные для здоровья человека компоненты. В глубоких шахтах этот воздух в проветривании рабочих зон не участвует, но на его циркуляцию затрачивается огромная энергия. Величина и направление движения утечек воздуха через выработанное пространство зависят от множества факторов, основными из которых являются: типы применяемых систем разработки; схема и способ проветривания выемочного участка; аэродинамические параметры выработанных пространств; наличие прилегающих выработок; наличие аэродинамической связи с другими зонами обрушения; депрессия участка [67, 29]. Выработанные пространства являются резервуаром свободного газа, находящегося под атмосферным давлением, близким к давлению воздуха в окружающих выработках. [97, 121, 13]. С изменением этого давления изменяется объем газовоздушной смеси в выработанном пространстве. Увеличение атмосферного давление сжимает смесь, вследствие чего часть пустот в выработанном пространстве заполняется воздухом из соседних выработок. Этот воздух создает движение из выработок в выработанное пространство, препятствующее выделению горючих и ядовитых газов. При уменьшение атмосферного давления происходит обратное: газовоздушная смесь расширяется и газовыделение из выработанного пространства увеличивается. Этот процесс носит периодический характер на достаточно большом промежутке 14 |