Струйное проветривание тупиковых выработок: На примере калийных рудников тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.15.11, кандидат технических наук Чистяков, Алексей Николаевич

• Чистяков, Алексей Николаевич
• кандидат технических наук
• 1999

Оглавление диссертации кандидат технических наук Чистяков, Алексей Николаевич

ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ИЗУЧЕННОСТИ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Анализ схем проветривания тупиковых горных выработок

1.2. Анализ способов пылеподавления при механизированной отбойке руды на калийных рудниках

1.3. Цель и задачи исследования

2. ПРОЦЕССЫ МАССОПЕРЕНОСА В ТУПИКОВОЙ ВЫРАБОТКЕ ПРИ

СТРУЙНОМ ПРОВЕТРИВАНИИ.

2.1. Динамика полуограниченной стеснённой струи, направленной в сторону устья тупиковой выработки.

2.1.1. Параметры полуограниченной струи

2.1.2. Развитие основного участка струи в стеснённых условиях

2.1.3. Образование циркуляционно-контурного движения в тупиковой выработке

2.2. Поля скоростей в тупиковой выработке при струйном проветрива нии

2.3. Исследование процесса массообмена в пограничном слое встреч ных потоков и циркуляционных контуров

2.4. Выводы по главе

3. ФИЗИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ МАССОПЕРЕНОСА В ТУПИКОВОЙ ВЫРАБОТКЕ ПРИ НАЛИЧИИ ДВИЖУЩЕГОСЯ ИСТОЧНИКА СТРУИ.

3.1. Методика физического моделирования.

3.1.1. Критерии подобия физического моделирования

3.1.2. Погрешность экспериментальных исследований

3.1.3. Описание моделей и средств измерения

3.2. Результаты моделирования

3.3. Выводы по главе

4. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА МАССОПЕРЕНОСА В НАТУРНЫХ УСЛОВИЯХ ПРИ НАЛИЧИИ ДВИЖУЩЕГОСЯ ИСТОЧНИКА СТРУИ.

4.1. Методика натурных исследований.

4.1.1. Цель и задачи натурных исследований

4.1.2. Порядок проведения исследований

4.1.3. Методика производства замеров

4.1.4. Погрешности измерений аэродинамических характеристик

4.2. Результаты натурных исследований.

4.2.1. Условия проведения натурных исследований

4.2.2. Расход воздуха при разных схемах проветривания

4.2.3. Пылевая динамика при разных схемах проветривания

4.2.4. Газовая динамика при разных схемах проветривания

4.3. Методика расчёта и выбора средств струйного проветривания тупиковых выработок

4.4. Выводы по главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ЛИТЕРАТУРА

ПРИЛОЖЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Струйное проветривание тупиковых выработок: На примере калийных рудников»

ВВЕДЕНИЕ.

Актуальность работы. Добыча калийных руд, в настоящее время, осуществляется механизированным способом с применением проходческих комбайнов Урал и ПК, и в большей степени (до 60 %) производится в тупиковых камерах. Производительность комбайновых комплексов в значительной мере определяется эффективностью проветривания тупиковых выработок.

В настоящее время проветривание, главным образом, осуществляется нагнетательным способом, который не обеспечивает эффективной вентиляции и имеет существенные недостатки, связанные с необходимостью прокладки и поддержания в надлежащем состоянии нагнетательного трубопровода.

Нередко отставание трубопровода от забоя достигает 50 метров и более, а коэффициент доставки воздуха при длине выработки около 200 метров не превышает 0,4. Всё это приводит к значительному увеличению концентрации взвешенной и растворённой примеси в забое, которая часто в несколько раз превышает предельно допустимую величину.

Пыле-осаждающие приспособления малоэффективны, требуют частого обслуживания, быстро забиваются и сами становятся источниками пылеобразования.

Тупиковые выработки в один комбайновый ход на калийных рудниках, как правило, не превышают 200 метров (300 метров в редких случаях). Скорость их проходки составляет не более 20 смен. Затраты времени на обслуживание вентиляционной системы неоправданно велики и занимают около 1/7 всего времени отработки тупиковой выработки.

Поэтому работа, направленная на поиск высокоэффективных способов проветривания тупиковых выработок при одновременном снижении затрат и трудоёмкости операций, является для калийных рудников чрезвычайно актуальной.

Основная идея диссертационной работы заключается в том, что при использовании струйного проветривания с помощью дополнительного, циклично перемещающегося источника тяги, может быть достигнуто существенное повышение интенсивности выноса газов и пыли по всей длине тупиковой горной выработки.

Цель работы. Создание высокоэффективного способа проветривания тупиковых горных выработок, при одновременном снижении энергетических, материальных и трудовых затрат.

Основные задачи исследования:

• определить теоретически, исследовать на модели и в натурных условиях параметры полуограниченной стеснённой струи и аэродинамику воздушных потоков в тупиковой выработке при работе стационарного источника;

• изучить процесс переноса взвешенной и растворённой примеси при струйном проветривании тупиковой выработки;

• усовершенствовать аэродинамические параметры проветриваемой тупиковой выработки по всей длине, с целью интенсификации выноса и снижения концентрации пылегазообразной примеси;

• определить влияние стационарного и движущегося источников струй на процесс выноса газа и пыли, и оптимизировать их совместную работу.

Методы исследования.

При выполнении работы использовались методы: инженерного анализа, научного обобщения, математического моделирования, лабораторных и промышленных экспериментов, обработки результатов на ПЭВМ.

Основные научные положения, выносимые на защиту.

• Аэродинамические параметры полуограниченной стеснённой струи и циркуляционно-контурная структура воздушных потоков в тупиковой

горной выработке, возникающая при работе стационарного струйного источника, расположенного в забое.

• Массоперенос растворённой и взвешенной примеси при струйном проветривании тупиковых выработок осуществляется путём массообмена на границах циркуляционных контуров.

• Дополнительный движущийся источник струи в процессе перемещения по тупиковой горной выработке создаёт собственные циркуляционные контуры, что в процессе взаимодействия с основными контурами приводит к существенной интенсификации выноса растворённой и взвешенной примеси.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается: соответствием полученных результатов и установленных закономерностей с данными, полученными другими авторами и их методами; удовлетворительной сходимостью результатов аналитического решения, физических (лабораторных) и натурных (шахтных) экспериментов.

Научная новизна.

• Определены параметры полуограниченной стеснённой струи, создаваемой стационарным источником, расположенным в забое тупиковой выработки. Доказано, что в результате развития основного участка струи в стеснённом пространстве образуются несколько циркуляционных контуров, захватывающих всю длину выработки.

• Установлено, что вынос растворённой и взвешенной в воздухе примеси от забоя к устью выработки осуществляется за счёт процессов массообмена в пограничных слоях циркуляционных контуров, созданных активной струёй.

• Показано, что дополнительный источник струи, установленный на движущемся по выработке самоходном вагоне, создаёт свои циркуляционные контуры массопереноса.

В реальных условиях тупиковых горных выработок возникает непрерывная суперпозиция стационарных и нестационарных аэродинамических и концентрационных полей, в результате которой существенно возрастают все показатели массопереноса.

По мере удаления движущегося источника струи от забоя, его роль в общем процессе массопереноса непрерывно возрастает и при определённых условиях становится доминирующей.

Практическое значение и реализация результатов работы.

Предложен способ и средства беструбного активного проветривания тупиковых горных выработок, позволяющие интенсифицировать массо-перенос.

Показано, что дополнительный, циклично перемещающийся по выработке источник тяги, позволяет существенно (в среднем на 30 %) снизить концентрацию пыли и газа как в забое, так и по всей длине тупиковой горной выработки.

Использование беструбного способа проветривания, с применением стационарного в забое и движущегося по выработке источников струй, позволил снизить концентрацию пыли в забое , по сравнению с нагнетательным, на 50...70 %.

Разработаны конструкции струйных источников для комбайнов различного типа и самоходного вагона; способы их размещения; методика расчёта и выбора аэродинамических параметров движущегося источника.

Разработаны методические рекомендации по выбору производительности взаимодействующих стационарного и движущегося источников. Рекомендации переданы на рудники Верхнекамского и Старобинско-го месторождений и в настоящее время используются при внедрении предложенного струйного способа проветривания тупиковых горных выработок.

Апробация работы.

Основные положения диссертации докладывались на научной сессии Горного института УрО РАН «Комплексное освоение недр Западного Урала» (Пермь, 1998). Отдельные разделычдиссертации докладывались на Международном симпозиуме SRM-95 «Проблемы безопасности при эксплуатации месторождений полезных ископаемых в зонах градопро-мышленных агломераций» (Екатеринбург, 1997), на Международной конференции 1997 г. «Горные науки на рубеже XXI века» (Екатеринбург, 1998), на Всероссийской научно-практической конференции «Социально-экологические принципы гармонизации и активизации созидательной деятельности людей в промышленных центрах» (Березники, 1997), на Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы образования, научно-технического развития и экономики Уральского региона» (Березники, 1996), на техническом совещании при главном инженере Второго Солигорского рудоуправления (1996), на техническом совещании при главном инженере Первого Соликамского рудоуправления (1996), на научно-практической конференции «Научно-педагогическое наследие профессора И. И. Медведева» (Санкт-Петербург, 1999).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 работ, получено одно авторское свидетельство и одно положительное решение на изобретение.

Объём работы. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, заключения, приложений. Содержание работы изложено на 180 страницах машинописного текста, и содержит 48 рисунков, 17 таблиц, список использованных источников из 110 наименований, 5 страниц текста приложений.

1. СОСТОЯНИЕ ИЗУЧЕННОСТИ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ

ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Анализ схем проветривания тупиковых горных выработок.

V-

1. Естественное проветривание за счёт конвективной молекулярной и турбулентной диффузии.

, Этот способ используется без применения средств вентиляции на негазовых шахтах при проведении выработок длиной не более 10 метров. [1,2,95,96].

При молекулярной диффузии распространение вещества происходит вследствие взаимного перемешивания молекул и она существует как в неподвижном, так и в подвижном воздухе. При турбулентной диффузии происходит обмен объёмами, содержащими диффундирующие среды.

Турбулентное движение воздуха сопровождается конвективной, турбулентной и в незначительной степени молекулярной диффузией. Процесс турбулентной диффузии протекает в сотни раз интенсивнее, чем молекулярной. Конвективный перенос осуществляется движущимся воздухом, поэтому направление конвективного потока совпадает с направлением средней скорости потока. С увеличением средней скорости движения воздуха, интенсивность конвективного переноса увеличивается. Диффузионный поток всегда направлен в сторону уменьшения его концентрации, а градиент концентрации - в сторону её увеличения.

Естественному воздухообмену в тупиковых камерообразных выработках уделяли внимание многие авторы: В. Н. Воронин, А. М. Карпов, К. М. Арискин, В. Л. Божко, С. Н. Осипов и другие [16, 26, 27, 47, 74]. По результатам их исследований, основными источниками возникновения естественного проветривания являются: силы вязкого сдвига, вызванные сквозным потоком, проходящим перпендикулярно тупиковой выработке; градиент плотности, вызванный разницей температур и концентраций газа в забое и в устье тупиковой выработки.

Так же было определено, что в выработке наблюдается циркуляцион-но-контурный характер движения воздуха, причём интенсивность движения в контурах снижается от места их индуцирования.

Более подробно этот вопрос рассмотрен з работе Красноштейна А. Е. и Файнбурга Г. 3. [55]; и сделано заключение, что движение в протяжённой тупиковой выработке «представляет собой суперпозицию адвективного и вихревого течения, индуцируемого как силами плавучести, так и силами вязкого сдвига». Отмечено, что при малом выделении горючих газов, их скопления в забое не наблюдается. При интенсивном выделении вредностей в забое в больших количествах, естественное проветривание тупиковых выработок, за счёт диффузионных процессов, для снижения концентрации малоэффективно.

Хотя процессы естественного проветривания при малых выделениях вредностей в забое обеспечивают достаточную вентиляцию, принудительная остаётся более эффективной и надёжной.

Естественный диффузионный процесс выноса вредностей из тупиковой выработки даже при циркуляционно-контурном характере движения воздушных потоков, должен учитываться при создании более эффективного принудительного проветривания.

2. Проветривание выработок за счет общешахтной депрессии.

При этом способе проветривание выработок осуществляется за счет депрессии, развиваемой вентилятором главного проветривания, или естественной тяги [1, 30, 52, 70, 96]. Подача воздуха в забой тупиковых выработок осуществляется с применением: продольных перегородок; вентиляционных труб; скважин и шурфов (восстающих); параллельных выработок.

а). Проветривание выработок с использованием продольных перегородок применяется когда к забою нужно подать большое количество воздуха, так как сопротивление выработки сравнительно невелико.

В этом случае выработка делится продольной перегородкой на две части, по одной воздух подается к забою, по другой- удаляется загрязненный. В практике известны случаи проветривания таким способом тупиковых выработок длиной до 250 метров.

В настоящее время продольные перегородки используются довольно редко, так как данный способ имеет существенные недостатки:

• загромождение выработки, что затрудняет транспортирование горной массы и материалов;

• большой расход строительных материалов на возведение перегородки;

• увеличение общего сопротивления вентиляционной сети шахты;

• высокая стоимость проветривания.

И хотя по правилам безопасности проветривать при помощи продольной перегородки разрешается выработки длиной не более 60 метров, сущность разделения выработки на две части для поступления большого количества свежего и выноса загрязнённого воздуха, а так же наличие непрерывной струи в забое- является положительным моментом, который можно использовать при создании нового способа проветривания тупиковых выработок.

б). Проветривание тупиковых забоев производится вентиляционными трубами, пропущенными через перемычку. Сущность и достоинства данного способа остаются те же. Не смотря на то, что исключается загромождение проветриваемой выработки и не требуется много времени для подвески вентиляционных труб, сопротивление последних сравнительно велико, поэтому длина проветриваемой тупиковой выработки значительно снижается.

в). Если тупиковая выработка проводится на небольшом расстоянии от выработки вышележащего или нижележащего горизонта, которая может служить для подачи свежего воздуха в забой или для отвода отработанного (в зависимости от направления главного вентиляционного потока),

то для её проветривания через некоторое расстояние пробуривают скважины диаметром 200-400 мм. Этот способ даёт возможность проведения выработок большой длины, так как пробуренные скважины делят тупиковую выработку на короткие тупиковые участки. Невозможность подачи больших количеств воздуха в забой, в связи со значительным сопротивлением скважин, и увеличение стоимости проветривания, вследствие необходимости бурения большого количества скважин, делают применение данного способа нецелесообразным. Кроме снижения длины тупиковой выработки, путём деления её на несколько участков, в этом способе отсутствуют какие-либо положительные моменты, которые можно использовать для создания более эффективного и менее дорогостоящего способа проветривания.

г). Вентиляция протяжённых выработок с помощью вспомогательных параллельных выработок применяется когда выработки проводят по полезному ископаемому. Одновременно с проведением основной выработки параллельно проводят другую выработку, служащую для удаления загрязненного воздуха. Через определенные промежутки (10-20 метров) выработки сбиваются между собой. В сторону забоя свежий воздух движется по основной выработке. Для подачи воздуха к забоям могут использоваться продольные перегородки, вентиляционные трубы или вентиляторы местного проветривания. Этот способ проветривания широко применяется при разработке угольных и реже рудных месторождений.

В данном случае используется сущность предыдущего способа- разбиение тупиковой выработки на более короткие тупиковые участки, что приводит к увеличению трудоёмкости и значительным материальным расходам на возведение перемычек.

3. Проветривание выработок сжатым воздухом. На металлических рудниках для проветривания глухих выработок иногда используют энергию сжатого воздуха, подводимого от компрессора [30, 52, 96].

Этот способ проветривания мало эффективен, так как не обеспечивается быстрое очищение тупиковой выработки по всей её длине от взвешенной и растворённой примеси. Количество поступающего сжатого воздуха мало по сравнению с тем количеством, которое необходимо для создания минимальной средней скорости движения воздуха (0,15 м/с), обеспечивающей установившийся турбулентный режим вентиляционной струи. К тому же данный способ имеет высокую стоимость: на сжатие 1

о

м воздуха расходуется электроэнергии больше, чем на подачу того же объема воздуха вентилятором. Поэтому целесообразнее энергию сжатого воздуха использовать для проведения тупиковых выработок с помощью специальных устройств - эжекторов и пневмовентиляторов.

4. Проветривание тупиковых выработок с помощью вентиляторов местного проветривания. Оно может осуществляться [1, 30, 52, 70, 96] нагнетательным, всасывающим, комбинированными способами.

а). Нагнетательный способ вентиляции является наиболее распространённым, а на газовых шахтах и рудниках обязательным и единственным [31, 89].

Проветривание тупиковых комбайновых выработок нагнетательным способом производится с помощью серийного вентилятора местного проветривания, установленного в сквозной выработке с пригодной для проветривания воздушной струей или на скважине из такой выработки и подсоединенного к нему трубопровода [48, 58]. Воздухоподающий трубопровод собирается из секций легких труб и располагается вдоль проветриваемой выработки, в том числе подвешивается к кровле или стенкам выработки. Отставание конца вентиляционного става должно быть не более 10 метров от рабочего места машиниста комбайна.

Проветривание эффективно, если расстояние от конца трубопровода до забоя не превышает I, определяемой по формуле В. Н. Воронина:

К4^, (1.1)

где: в - площадь поперечного сечения выработки, м2.

При соблюдении этого условия в призабойной зоне не будет образовываться застойных зон.

По правилам безопасности на газовых щахтах конец трубопровода, должен располагаться на расстоянии от забоя I < 8 м., в не газовых и рудных шахтах на расстоянии I < 12 м. и I < 10 м. соответственно [31].

Для предотвращения рециркуляции, то есть повторного всасывания загрязненного воздуха, правила безопасности предписывают устанавливать вентилятор на расстояние I > 10 метров от устья проветриваемой выработки на свежей струе. При этом подача вентилятора должна быть не более 70 % расхода воздуха, движущегося по сквозной выработке.

С точки зрения физической сущности процесса, для предотвращения рециркуляции необходимо, чтобы скорость движения воздуха у вентилятора была более 0,15 м/с, то есть более скорости диффузии. Исходя из этого рециркуляция, будет исключена при условии:

°~°в>0,15 м/с. (1.2)

где: О- количество воздуха, проходящего по выработке за счет общешахтной депрессии (м3/с); Ов- производительность нагнетательного вентилятора (м3/с); Бк- площадь поперечного сечения выработки где установлен вентилятор (м2).

Утечки воздуха при нагнетательном проветривании в отличие от всасывающего, являются до некоторой степени даже полезными, так как они способствуют разжижению газопылевого облака, проходящего по выработке. Однако при проветривании тупиковых выработок большой длины утечки воздуха недопустимы, так как с увеличением длины трубопровода общее количество утечек увеличивается, что ведет к уменьшению количества воздуха, подаваемого в забой.

При создании нового способа проветривания тупиковой выработки необходимо сохранить достоинства нагнетательного способа, а именно: интенсивное проветривание выработки, осуществляемое активной турбулентной струёй, имеющей большую начадьную скорость истечения, что исключает образование застойных зон в призабойной пространстве; в призабойное пространство, где сосредоточено оборудование и находятся люди, а так же имеет место наибольшие газовыделения из свежеобнаженного массива, со стороны рабочих мест машиниста комбайна и самоходного вагона поступает свежий воздух, что облегчает создание безопасных условий труда.

б). Всасывающий способ проветривания применяется на угольных и рудных шахтах не опасных по газу [31].

Проветривание тупиковых выработок всасывающим способом производится в двух вариантах: вентилятор местного проветривания устанавливается в выработке со свежей струей и работает на всасывание в вентиляционный трубопровод, находящийся в проветриваемой выработке; ВМП устанавливается непосредственно в тупиковой выработке вблизи от забоя и удаляет загрязнённый воздух по вентиляционному трубопроводу [56, 58].

Вентилятор, расположенный на сквозной струе и подсоединенный к вентиляционному трубопроводу, работает на всасывание, создавая в трубопроводе разряжение, за счет которого загрязненный воздух из забоя движется по трубопроводу по направлению к вентилятору и выбрасывается в исходящую струю, а свежий воздух поступает в забой непосредственно по выработке. Эффективность проветривания выработки всасывающим способом зависит от расстояния между концом всасывающего трубопровода и забоя- чем ближе он расположен к забою, тем быстрее проветривается выработка. По мере увеличения этого расстояния в призабойной части образуется застойная зона и продолжитель-

ность проветривания выработки резко возрастает.

Эффективное проветривание призабойной зоны обеспечивается при расстоянии от конца всасывающего трубопровода до забоя (м):

1= О/бл/Б, (1.3)

где: Б - площадь поперечного сечения выработки, м2. Максимальное расстояние от конца всасывающего трубопровода до забоя: и^Зл/в. (1.4)

Всасывающий способ проветривания тупиковых выработок большой длины, вследствие существенных его недостатков ненадежен и поэтому применение его ограничено, а на газовых шахтах запрещено.

Достоинства всасывающего способа необходимо учесть при создании более активного способа, а именно: газы, образовавшиеся близ забоя, не распространяются по выработке, а засасываются в исходящий воздух в вентиляционных трубах и выбрасываются в сквозную исходящую струю, большая часть выработки менее загазована.

в). Комбинированный способ проветривания чаще применяется при скоростной проходке на негазовых шахтах. В них сочетаются достоинства нагнетательного способа (активное перемешивание газов в призабойной зоне) и всасывающего (ограниченный объем проветривания).

Применяется несколько вариантов комбинированного способа проветривания.

В случае использования одного вентилятора он работает вначале на всасывание, а после удаления высококонцентрированного газового облака (при буровзрывных работах) из забоя по трубопроводу, вентилятор переключается на нагнетание.

При использовании двух вентиляторов- нагнетательный и всасывающий вентиляторы располагают в сквозной свежей струе. Всасывающий вентилятор должен иметь несколько большую производительность, чем нагнетательный.

Иногда всасывающий вентилятор (основной) устанавливается на сквозной струе вблизи устья выработки и работает на всасывание. Второй (вспомогательный) снабжается коротким нагнетательным трубопроводом и устанавливается в выработке на расстоянии 50...70 метров от забоя и переносится вслед за его продвижением. Расстояние от забоя до конца трубопровода должно быть не более (м): 1=4^Б, (1.5)

Назначение вспомогательного вентилятора- способствовать более интенсивному перемешиванию загрязнённого и чистого воздуха непосредственно у забоя и перемещению их к всасывающему трубопроводу.

Для предотвращения рециркуляции воздуха, подача нагнетательного вентилятора должна быть на 20...30 % меньше количества воздуха, которое поступает во всасывающий трубопровод.

Значительно реже применяют схемы, когда два вентилятора работают на один трубопровод. Сначала в забое включают вентилятор, который по трубе отсасывает воздух с высокой концентрацией вредностей. После остановки всасывающего вентилятора включают нагнетательный, подающий по той же трубе свежий воздух в забой, где происходит активное перемешивание и разбавление оставшейся части взвешенной и растворённой примеси, которая удаляется по выработке. Применяют и другие схемы, пытаясь усовершенствовать комбинированные способы, но всё это ведёт к дополнительным финансовым затратам и не исключает присущие им недостатки [78].

Сущность комбинации отсоса загрязнённого воздуха и активного перемешивания путём использования мощной турбулентной струи позволяет:

• интенсивно выносить основную массу загрязнённого воздуха, а вредности, оставшиеся в небольшом количестве в призабойном пространстве, рассредатачивать по длине выработки;

• осуществлять быстрое проветривание, то есть снижение концентрации вредностей.

5. Комбинированные схемы проветривания.

Осуществляются путём комбинации предыдущих способов проветривания.

а). Проветривание при помощи продольна^ перегородки и вентилятора местного проветривания. При этой схеме почти вся выработка проветривается за счет общешахтной депрессии, для чего вдоль выработки возводится продольная перегородка из кирпича, бетона и т.п., которая отстает от забоя на 50... 100 метров. И только тупиковая часть выработки проветривается вентилятором местного проветривания.

Эффективность такой схемы может быть обеспечена только при условии высокой воздухонепроницаемости перегородки.

Недостатки способа заключаются в больших материальных и трудовых затрат на возведение продольной перегородки и её поддержание на время проходки выработки. При проведении выработок небольшого сечения этот способ нецелесообразен из-за загромождения выработки продольной перегородкой.

б). Проветривание при помощи скважин и вентиляторов местного проветривания. При этой схеме проветривания с поверхности или вышележащего горизонта бурят скважины или проходят шурфы (восстающие) для сокращения длины тупиковой части выработки и приближения свежей струи к забою. Таким образом выработка проветривается за счёт общешахтной депрессии, а для проветривания тупиковой части выработки устанавливается вентилятор местного проветривания.

На рудниках Верхнекамского месторождения калийных солей для проветривания тупиковых выработок при проходке комбайновых комплексов применяется нагнетательный способ проветривания. Расчет количества воздуха, необходимого для проветривания тупиковой выработки и выбор ВМП производится согласно «Инструкции по расчету количества воздуха, необходимого для проветривания Верхнекамских калийных рудников».

1. 2. Анализ способов пылеподавления при механизированной отбойке

руды на калийных рудниках.

Если при проветривании тупиковых выработок на калийных рудниках для разбавления взрывоопасных газов и поддержания безопасной кон-

V-

центрации требуется незначительное количество свежего воздуха (на самых газоносных пластах АБ и Вк не более 0,5 м3/с) и особых проблем не наблюдается, то пылевой обстановке уделяется особое внимание. Взвешенные пылевые частицы являются агрессивной средой, а достичь санитарных норм (10 мг/ м3) практически невозможно, так как фоновая концентрация пыли в свежем воздухе, по многолетним наблюдениям, превышает эту величину. Поэтому важной задачей, при механизированной отбойке руды, является максимальное снижение концентрации пыли на рабочих местах машинистов комбайна и самоходного вагона.

Существуют два направления для решения этой задачи: в первое- использование дополнительных обеспыливающих устройств; ш второе рассматривает снижение запылённости путём создания эффективной вентиляции выработок и управления воздушными потоками в них.

1. Использование дополнительных средств пылеподавления. а). Гидрообеспыливание и конденсационное пылеподавление [34, 36, 64, 76, 80]. Для борьбы с пылью могут быть применены различные способы гидрообеспыливания [82, 86]: орошение форсунками механического действия; пневмогидроорошение (ПГО); воздушно-механическая пена; водовоздушное душирование, обеспечивающее равномерное насыщение водяным аэрозолем призабойной зоны и очагов пылевыделения [76].

Проходческие комбайны, у которых основное место пылеобразования -исполнительный орган, изолированный оградительным щитом, являются одним из наиболее целесообразных объектов применения пены. Эффективным способом, требующим минимального расхода воды, является способ пылеподавления паром низких параметров, получаемым в парогенераторах электродного и тэнового типа.

Электродный парогенератор безинерционный [80], работает на проточной технической или питьевой воде, имеет высокую производительность, минимальные габариты (размещается в корпусе пускателя или АФВ), незначительный вес (до 10 кг), удобен в эксплуатации.

V-

При свободной площади сечения выработки до 8 -10 м2 (комбайны ПК-8, Урал -10 КС) пар целесообразно выпускать в призабойную зону перед щитом со стороны нагнетательного трубопровода. При такой схеме подачи пар поднимается к кровле выработки, проходит над конвейером комбайна, охлаждается, и опускается с противоположной стороны, изолируя свободное пространство около щита. При большой площади свободного сечения выработки (комбайн Урал-20 КС) целесообразно выпускать пар за оградительный щит в нижней части в зоне работы бермовых фрез. Подача пара обязательна к пунктам загрузки руды в самоходный вагон.

При высокой эффективности пылеподавления гидрообеспыливание и конденсационное пылеподавление имеет существенные недостатки: хоть и не существенное, но неизбежное повышение температуры и относительной влажности воздуха в выработке; а так же дополнительные материальные, энергетические и трудовые затраты на установку и обслуживание прибора (доставка воды, использование электроэнергии, затрата времени на обслуживание установки), что ведет к снижению производительности комбайнового комплекса.

б). Пылеотсос и пылеулавливание.

При нагнетательной схеме проветривания тупиковых выработок рекомендуется система сухого пылеулавливания [39, 40] для условий применения комбайна ПК-8. С некоторыми изменениями, в частности, без дополнительного вентилятора, устанавливаемого на бункере-перегружателе, установка применяется на комбайнах Урал -10 КС, Урал-20 КС. В качестве материала для фильтров рекомендуется "молескин" и "хлорин", обладающие степенью очистки, соответственно: 80 и 90 % при производительности вентилятора 0,35...1,5 м3/с.

Для обеспыливающего проветривания разработаны и другие устройства пылеулавливания, работающие по принципу фильтрации воздуха и пылеотделения [39], но все они имеют те же достоинства и недостатки. Пылеулавливание, как способ борьбы с пылью имеет следующие пре-

ч

имущества по сравнению с гидрообеспыливанием: удаление из атмосферы тонкодисперсной пыли, преимущественно размером не менее 5... 10 мкм, которая плохо подавляется водой; устранение переувлажнения горной массы и воздуха в забое; меньшие затраты на изготовление, на установку и обслуживание, высокий коэффициент очистки воздуха (п = 0,999).

Но пылеулавливающие установки требуют частой очистки, что связано с временным прекращением проходческих и очистных работ. При забивании фильтров, резко (в 5... 10 раз) увеличивается их аэродинамическое сопротивление, следовательно, уменьшается производительность пыле-отсасывающих установок, при этом они сами становятся источниками образования пыли. Пылеулавливающая установка обеспечивает наибольшее снижение запыленности, если количество отсасываемого установкой воздуха больше, либо равно количеству воздуха, необходимого для проветривания подготовительной выработки, причём кратность 1 ...1,3 является оптимальной. Снижение кратности до 0,9 приводит к уменьшению эффективности пылеулавливания до 82 %.

2. Эффективная обеспыливающая вентиляция выработок и управление пылевыми потоками.

а). Рассредоточенная аспирация.

Система рассредоточенной аспирации предназначена для защиты машинистов комбайна и самоходного вагона от пылевых потоков, образующихся при отбойке горной массы исполнительным органом и перегрузки руды с конвейера комбайна в бункер-перегружатель [68]. Принцип защиты зоны работы машиниста комбайна основан на предотвращении распространения пылевых потоков от мест пылевыделения за счет соз-

дания рассредоточенных зон всасывания пылевого облака [37, 38, 87].

При эффективном удалении пыли от рабочих мест, система рассредоточенной аспирации приводит к дополнительным затратам, плюс те же проблемы с обслуживанием тканевого фильтра при его использовании. А при отводе запыленного воздуха по трубопроводу, удаление забоя приводит к уменьшению производительности системы, б). Душирование рабочего места приточным воздухом.

Душирование рабочего места чистым приточным воздухом, рекомендуется с целью уменьшения скорости воздуха, изменения его направления для подачи непосредственно на машиниста комбайна, изоляции зоны дыхания от пыли [76].

В качестве душирующего воздухораспределителя рекомендуется цилиндрический тканевый патрубок, который крепится на кольцо прорезиненной трубы и служит продолжением вентиляционного воздуховода. Половина патрубка, обращенная к стенке выработки, выполняется из воздухонепроницаемой ткани, другая половина, обращенная в сторону комбайна - из разрежённой (тарной) ткани с небольшим сопротивлением выходу воздуха. Конец патрубка заглушается.

Основным условием для максимального снижения запыленности, является необходимость перемещения душирующего патрубка вслед за комбайном с учётом обязательного и постоянного опережения рабочего места не менее чем на 1,5 метра и отставания от забоя в исходном положении не более 2 метров.

Для этого используется дублирующий патрубок. Перемещение насадка приводит к дополнительным затратам времени и усложнению цикла работ, в ввиду частых остановок комбайна.

Необходимо выделить положительные моменты, которые можно использовать при создании нового более эффективного способа проветривания: машинист комбайна всегда находится в зоне действия свежего воздуха; небольшая скорость воздушных струй на рабочем месте.

в). Управление пылевыми потоками.

Установка предназначена для защиты зоны работы машиниста комбайна от пылевых потоков, образующихся при отбойке руды исполнительным органом, а так же для снижения уровня запыленности воздуха при выполнении вспомогательных технологических операций [41, 79].

Защита зоны работы машиниста комбайна основана на предотвращении поступления пылевых потоков от источников пылевыделения, за счёт всасывающего действия вентилятора и эжекционного эффекта воздушной струи, которая истекает из скошенной в сторону забоя конфузор-ной насадки.

Устройство для управления пылевыми потоками применяется в лавах. Расстояние от входного сечения всасывающего патрубка не более 3 метров от зоны управления комбайном и мест наиболее интенсивного пылевыделения.

Конфузор предназначен для увеличения эжектирующего эффекта и дальнобойности свободной струи, создаваемой вентилятором, что способствует также улучшению проветривания забоя, переносу наиболее запыленного воздуха в призабойное пространство между комбайном и вентиляционным штреком на значительное расстояние от комбайна.

Сущность приближения факела всасывания к источникам пылевыделения, что позволяет обеспечить заранее заданную направленность пылевых и воздушных потоков, а также отнесение зоны смешения запыленного и свежего воздуха за рабочее место машиниста комбайна, можно использовать при создании нового обеспыливающего способа проветривания.

в). Эффективное обеспыливающее проветривание.

Обеспыливающее проветривание определяется двумя основными факторами: разжижением аэрозоля чистым воздухом под действием турбулентной диффузии и вытеснением витающей пыли из проветриваемого пространства.

Эффективность обеспыливающего проветривания зависит от выбора скорости движения воздушного потока в горной выработке, которая должна соответствовать оптимальной скорости движения воздуха для данных микроклиматических условий в забое и не превышать критические значения скорости воздуха, при которых происходит значительное вовлечение в воздушный поток уже осевших на почву, кровлю и стенки выработки пылевых частиц.

Критические значения скорости воздушного потока при естественной влажности пыли равной 0,5 %, были определены в работе [64] и составляют:

и для сильвинита 1,8...2,0 м/с; в для каинита и галита 1,8 м/с; ш для карналлита 3,6 м/с.

Расчет критической скорости (м/с) срыва пыли воздушным потоком с учётом изменения относительной влажности воздуха, при соответствующем изменении влажности пыли в интервале от 0,5 до 2,0 % может быть приведен по формулам [24, 64].

Для сильвинитовой пыли:

Ч„ „=0,33, (1-е)

V = ""в (1.7)

с рк р. / ' \ /

ч л

Для карналлитовой пыли:

0,0018 • УУВ

где: \Л/В- относительная влажность воздуха (%); а- коэффициент аэродинамического сопротивления выработки (кгс. с2/м4).

С учётом вышеизложенного, оптимальные скорости движения воздуха по пылевому фактору составляют для выработок проходимых: по карналлиту 0,5...3,6 м/с; по сильвиниту 0,6...2,0 м/с; по каиниту, заберу и галиту 0,5... 1,8 м/с.

При этом верхние пределы оптимальной скорости соответствуют значением внешней влажности пыли равной 2,5 %, а нижние - 0,5 %.

Для проветривания тупиковых выработок рекомендуется минимальная эффективная скорость по выносу пылило,4 м/с [35, 81]. Отсюда ста-

•к.-

новится ясно, что выполнить эти условия при длине тупиковой выработки более 100 метров нагнетательным или всасывающим способами с одним вентилятором местного проветривания очень практически невозможно, так как для тупиковой выработки поперечным сечением Юм2 количество воздуха, подаваемого в забой, должно составлять: ш по сильвиниту 240... 1200 м3/мин.; в по каиниту, зуберу и галиту 240...900 м3/мин.; в по карналлиту 240...2160 м3/мин.

Для выработок сечением 20 м2 эти значения увеличатся вдвое.

Обеспечить оптимальную скорость исходящего потока по всей длине выработки сложно. Но поскольку снижение запылённости напрямую зависит от скорости потока и при этом не требуется дополнительных материальных и трудовых затрат, то этот факт целесообразно учитывать при создании нового обеспыливающего способа проветривания.

На основании проведённого анализа способов проветривания и снижения запылённости, для тупиковых выработок, проводимых комбайнами типа- Урал, ПК был предложен активный, беструбный способ проветривания.

Сущность способа заключается в создании мощной турбулентной струи направленной к устью тупиковой выработки и отбрасывающей большой объём загрязнённого воздуха из призабойного пространства [9,10,11,88].

Используется вентилятор пылеотсоса комбайна, а для создания мощной турбулентной струи используется эжекторная установка типа ППВУ или ЗУАП, которая располагается так же на комбайне или бункере-перегружателе.

Применение данного способа требует меньших затрат, так как не используется трубопровод. Позволяет интенсивно перемешивать большие массы загрязнённого и чистого воздуха в призабойной зоне, и тем самым значительно снизить концентрацию взвешенной и растворённой примеси

«V-

на рабочем месте машиниста комбайна. Удаление загрязнённого воздуха происходит по выработке, в зоне работы машиниста самоходного вагона, поэтому важным условием является местоположение входящего свежего потока- со стороны рабочих мест.

Эжекторная установка типа ППВУ (подземная передвижная вентиляторная установка) или ЗУАП (забойная установка активного проветривания), которая располагается на некотором расстоянии от вентилятора на комбайне или бункере-перегружателе, позволяет не только увеличить начальный расход в струе, но и направленно аспирировать витающую пыль с рабочего места машиниста комбайна [9, 10, 11, 110]. Пыль в данном случае выносится из забоя как за счёт турбулентной диффузии, так и под действием инерционных сил, заданных вентиляторной установкой. Кинетическая энергия струи, как и интенсивность возможных крупномасштабных вихрей уменьшается к устью, поэтому при значительном снижении концентрации пыли в призабойном пространстве, в остальной части выработки она может быть выше, по сравнению с нагнетательным способом. Машинист самоходного вагона, при движении по выработке, находится в запылённой зоне. Исключить этот недостаток позволит увеличение интенсивности движения воздуха в каждом циркуляционном контуре, путём размещения в каждом из них аналогичной вентиляторной установки. Это привело бы к значительным затратам и загромождению выработки. Поэтому предлагается периодическая интенсификация воздушных потоков по всей длине тупиковой выработки, путём использования движущегося источника струи. Осуществить это позволяет расположение вентиляторной установки на самоходном вагоне, цикличное перемещение которого обусловлено технологией транспортировки руды из забоя.

1.3. Цель и задачи исследования.

Анализ известных способов проветривания тупиковых выработок показал, что при механизированной комбайновой отбойке руды возможными к применению, менее дорогостоящими и "наиболее эффективными являются способы с применением вентиляторов местного проветривания и вентиляционных трубопроводов. Но они имеют ряд общих недостатков.

Невозможно соблюдать оптимальный расход подаваемого в забой воздуха. При длине тупиковой выработки до 60 метров сопротивление трубопровода мало, и производительность вентиляционной системы превышает расчётную оптимальную величину. При увеличении длины выработки аэродинамическое сопротивление трубопровода возрастает, соответственно увеличиваются утечки и снижается количество свежего воздуха, подаваемого в забой. Чем дольше находится в проходке выработка, тем больше вероятность нарушения трубопровода, ввиду непрерывного перемещения самоходного вагона, производства других технологических операций и низкой его износостойкости. Большие энергетические затраты, приходящиеся на один кубический метр воздуха, так как аэродинамическое сопротивление трубопровода в 100...250 раз выше сопротивления горной выработки такой же длины. Значительные трудозатраты на монтаж-демонтаж вентиляционной системы. Время на обслуживание вентиляционной системы занимает около 1/7 всего времени отработки тупиковой выработки. Большие финансовые затраты, в ввиду большой стоимости и быстрой изнашиваемости трубопровода.

Дополнительное использование средств пылеподавления приводит к дополнительным материальным, энергетическим и трудовым затратам, при их не очень высокой производительности пылеподавления.

Цель работы. Создание высокоэффективного способа проветривания тупиковых горных выработок, при одновременном снижении энергетических, материальных и трудовых затрат.

Перечисленные недостатки заставляют исследовать возможность применения струйного проветривания тупиковых выработок, который позволит осуществлять интенсивное проветривание и значительное снижение концентрации вредностей в забое.

Неизбежное снижение кинетической энергии струи и интенсивности возможных циркуляционных контуров, может привести к некоторому повышению концентрации растворённой и взвешенной примеси в остальной части выработки, по сравнению с нагнетательным способом.

Решить эти проблемы позволит движущийся источник струи, расположенный на самоходном вагоне, перемещение которого по выработке обусловлено технологией транспортировки руды из забоя. В процессе перемещения он позволит интенсифицировать движение воздушных потоков, а следовательно массоперенос по всей длине тупиковой выработки.

Основные задачи исследования:

• определить теоретически, исследовать на модели и в натурных условиях параметры полуограниченной стеснённой струи и аэродинамику воздушных потоков в тупиковой выработке при работе стационарного источника;

• изучить процесс переноса взвешенной и растворённой примеси при струйном проветривании тупиковой выработки;

• усовершенствовать аэродинамические параметры проветриваемой тупиковой выработки по всей длине, с целью интенсификации выноса и снижения концентрации пылегазообразной примеси;

• определить влияние стационарного и движущегося источников струй на процесс выноса газа и пыли, и оптимизировать их совместную работу.

2. ПРОЦЕССЫ МАССОПЕРЕНОСА В ТУПИКОВОЙ ВЫРАБОТКЕ ПРИ

СТРУЙНОМ ПРОВЕТРИВАНИИ.

Для проветривания тупиковой выработки предлагается использовать турбулентные струи. Как известно, развити&струи связано со снижением её кинетической энергии, поэтому надёжнее использовать струи направленные от забоя к устью, так как максимальная интенсивность её действия будет в зоне выделения вредностей. Используемое технологическое оборудование в тупиковой выработке, занимает значительную площадь поперечного сечения, и делает более целесообразным применение настилающихся струй, которые получили название полуограниченных.

2.1. Динамика полуограниченной стеснённой струи, направленной

в сторону устья выработки.

2.1.1. Параметры полуограниченной струи.

Рассмотрим основные закономерности изобарической струи, вытекающей параллельно гладкой стенке из плоской щели шириной Ь0. С другой стороны струя соприкасается с безграничным потоком окружающей среды, скорость которой ин меньше начальной скорости струи 11н. Изучая развитие такой струи, В.Е. Грум-Гржимайло впервые отметил явление настильности, суть которого заключается в увеличении её дальнобойности вследствие уменьшения объема подсасываемого в струю воздуха из окружающей среды. Позднее исследованиями в этой области занимались многие учёные: Аубакирова В. Р. и Трофименко А. Т., Абрамович Г. Н., Батурин В. В., Вулис Л. А. и Кашкаров В. П., Воронин В. Н., Гиневский А. С., Миткалинный В. И., Максимов Г. А., Шлихтинга Г., Садовская Н. Н., Лойцянский Л. Г., Шерстюк А. Н. [5, 28, 50, 61, 62, 69, 101, 102].

Необходимым условием для расчёта параметров такой струи является то, что внешняя среда и струя имеют одни и те же физические свойства и являются несжимаемыми, а в начальном сечении на свободной границе происходит изменение скорости от и0 до 11н.

Толщина пограничного слоя на стенке равна нулю, то есть пограничный слой на обеих границах струи начинает развиваться в начальном сечении. В сечении, где осуществляется смыкание струйного пограничного

слоя и пограничного слоя на стенке, заканчивается начальный участок

•t-

течения, длина которого обозначается через хн = L0.

В сечении с координатой хп начинается основной участок струи, в котором осевая скорость Umax изменяется от значения U0 до UH. Область течения между сечениями с координатами хн и хп представляет собой переходный участок, толщина струи в котором нарастает примерно по тому же закону, что и в начальном участке.

Таким образом, условия развития полуограниченной струи, распространяющейся параллельно твердой поверхности, отличаются от аэродинамической обстановки в другой половине свободной струи, развивающей во встречном потоке, лишь одним фактором: наличием пристенного пограничного слоя. Поэтому для начального участка полуограниченной струи остаются справедливыми полуэмпирические уравнения газодинамики, полученные Г. Н. Абрамовичем . Длина начального участка такой струи находится из условия смыкания внутренней границы пограничного слоя yi и границы пристенного пограничного слоя 8, то есть:

1-о ~ хн _ Ь0,

8Н ____ 1- m

Л

+ 0,27-——(0,416 + 0,134т) 1 + т

(2.1)

где: 5Н- толщина пристеночного пограничного слоя в конце начального участка; т = йн/й0- параметр спутности потоков, при движении источника скорость на внешней границе струи увеличится на скорость его перемещения т = ин±ии/и0 (знак минус при движении в противоположную истечению струи сторону). Если для описания профиля скорости в этом слое выбрать степенной закон й/йтах = (у/5)_п, и учесть, что в начальном участке йтах = ц,, для определения толщины пограничного слоя можно воспользоваться выражением 5н/хн =0,37/Яе^ , где Яе^ =рП0хн/ц.

Поскольку безразмерная величина 8н/хн зависит от хн, то длина начального участка находится методом последовательных приближений. Начальный участок полуограниченной струи короче чем свободной затопленной, а переходный существенно больше. Его длина может быть найдена по формуле:

1 - т

хп =(ЬП +5П -1)/ 0,22у-—(0,584 - 0,134т)

(2.2)

где: ЬП = ЬП/Ь0; хп=хп/Ь0; 5П=5П/Ь0, причём

Ьп = (1 - т)/[0,316(1 - т)(1 + 0,425т) + 0,0875].

Относительный расход воздуха, протекающего через поперечное сечение полуограниченной струи в начальном участке описывается выражением: —— = 1± — х-(0,134+ 0,316т), в правой части которого по-

Заключение диссертации по теме «Физические процессы горного производства», Чистяков, Алексей Николаевич

4.4. Выводы по главе.

Шахтные испытания струйных способов проветривания тупиковых выработок и проведённые исследования их эффективности по массопе-реносу, позволяют сделать следующие выводы.

1. Наблюдаемый качественный характер движения воздушных потоков при использовании стационарного источника струи практически не отличается от полученного вычислительными методами и на аэродинамической модели. Но конкретные результаты параметров струи совпадают лишь с результатами физического моделирования и несколько отличаются от теоретических. Так, например, зона разворота струи в циркуляционном контуре занимает от 8 до 12 метров, а не 5, как даёт решение плоской задачи. На развитие полуограниченной струи оказывают воздействие стеснённые условия её распространения, поэтому параметры несколько отличаются от полуограниченной затопленной, но схожи с параметрами струи направленной в забой, полученными Бахаревым, Трояновским, Максимовым, Миткалинным, Руди и расчётными данными по зависимостям Максимова Г. А. [61, 62].

От места истечения струи, на участке длиной примерно 10 метров, расход воздуха увеличивается в 3,5 раза, а затем на участке длиной около 14 метров снижается до 0,ЗО0. Эти участки образуют первый циркуляционный контур. Эти массы воздуха струи, отклоняясь к противоположной стенке выработки, организуют новый циркуляционный контур длиной 5.8 метров, на котором расход воздуха увеличивается до 0,35.0,400. К концу этого участка струя вновь занимает половину площади поперечного сечения выработки. За счёт сил плавучести организуется сквозной конвективный поток, который перемещается под кровлю. Расход воздуха, начиная с этого участка, снижается практически по линейной зависимости. Таким образом, в тупиковой выработке образуются три циркуляционных контура.

Динамика исходящей струи напоминает винтовое движение вдоль оси выработки, которое усиливает перемешивание воздушных масс.

При исследованиях осесимметричной и плоской струй было определено, что их развитие аналогично. Плоскаячструя до критического сечения в первом циркуляционном контуре имеет на 30 % большую дальнобойность. В действительных величинах это всего 2 метра, то есть длины участков струи меняются незначительно.

Несколько меняются аэродинамические показатели при взаимодействии двух источников, находящихся в забое. Оно даёт значительное увеличение расхода воздуха по всей длине выработки (на 28-32 %). При общей производительности 550 м3/мин (ЗУАП на комбайне 350 м3/мин, УАП на вагоне 200 м3/мин) и при длине выработки 150 метров, расход воздуха в устье увеличился с 52,5 до 69,5 м3/мин. Закон изменения расхода воздуха по длине выработки тот же, что и при использовании одного источника. При движении дополнительного источника струи, перемещается фронт максимального расхода воздуха, который периодически усиливает проветривание как в забое, так и по всей длине выработки. Движущийся источник струи организует свои контуры массопереноса, которые при взаимодействии со стационарными приводят к существенной интенсификации выноса растворённой и взвешенной примеси.

2. Характер и результаты распределения концентрации пыли по длине тупиковой выработки при использовании стационарного источника струи подтвердили результаты математического анализа массообмена в пограничном слое встречных потоков и циркуляционных контуров. Предел концентрации составил в среднем: на рабочем месте машиниста комбайна (место истечения струи) 1200 мг/м3, а в периферии первого контура (за вторым критическим сечением) 1300. 1700 мг/м3; во втором контуре (50 метров от забоя) 500 мг/м3; а в устье тупиковой выработки 300 мг/м3.

3. Сравнительный анализ в относительных величинах показывает, что при струйном проветривании тупиковой горной выработки, рост концентрации вредностей в забое происходит пропорционально росту фоновой концентрации в потоке свежего воздуха на выемочном штреке, и сравнительно медленнее чем при нагнетательном способе.

При использовании стационарного источника струи на комбайне, предел концентрации пыли и горючих газов в забое, относительно фоновой концентрации в потоке свежего воздуха, в среднем на 50 % ниже, чем при традиционном нагнетательном способе проветривания.

4. Дополнительно используемый движущийся источник струи, позволяет снижать концентрацию вредностей как в забое, так и по всей длине тупиковой выработки. Коэффициент выноса вредностей из забоя, по сравнению с использованием только стационарного источника струи, увеличился по газам и пыли в среднем на 20.30 %. Это позволяет определить массу воздуха, переносимую в перемещающихся контурах. Благодаря движущемуся источнику, предел относительной концентрации растворённой и взвешенной примеси был ниже: в забое на 30.50 %, а по длине выработки на 5. 10 %, как при нагнетательном, так и при струйном способах проветривания.

При струйном проветривании двумя источниками, предел относительной концентрации в забое на 70 % ниже, чем при нагнетательном способе.

Использование движущегося источника струи позволяет увеличить длину проветриваемой тупиковой выработки в 1,5. 1,7 раза.

На основании выполненных исследований и полученных результатов разработана и передана на внедрение «Методика расчёта и выбора средств струйного проветривания тупиковых выработок с использованием движущегося источника тяги».

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

Разработка любых месторождений шахтным способом, в том числе и калийных, приводит к необходимости проведения подготовительных тупиковых выработок. Перспективное направление - механизация их отработки, путём использования проходческих комбайнов, что позволяет увеличить скорость проходки. Производительность комбайновых комплексов в значительной мере определяется эффективностью проветривания тупиковых выработок. В настоящее время проветривание, главным образом, осуществляется нагнетательным способом, который не обеспечивает эффективной вентиляции и имеет существенные недостатки, связанные с необходимостью прокладки и поддержания в надлежащем состоянии нагнетательного трубопровода. Нередко отставание трубопровода от забоя достигает 50 метров и более, а коэффициент доставки воздуха при длине выработки около 200 метров не превышает 0,4. Всё это приводит к значительному увеличению концентрации взвешенной и растворённой примеси в забое, которая часто в несколько раз превышает предельно допустимую величину.

Для более эффективного проветривания тупиковых горных выработок, с меньшими материальными, энергетическими и трудовыми затратами, был предложен струйный способ проветривания с применением стационарной вентиляционной установки в забое, расположенной на комбайне, то есть непосредственно в месте выделения вредностей.

Решением уравнений неразрывности и начального импульса струи с последующим наложением двух элементарных потоков, был описан циркуляционный характер движения полуограниченной стеснённой струи, направленной к устью. Основной участок струи, раскрывшись до половины поперечного сечения выработки, разворачивается в обратную сторону и образует циркуляционный контур, который силами вязкого сдвига (турбулентной вязкостью) индуцирует крупномасштабное вихревое движение воздуха.

Присоединённые к первому контуру и в последствии отделившиеся у противоположной плоскости массы воздуха, образуют новую полуограниченную струю, которая расширяясь до половины сечения выработки перемещается к кровле под действием сил плавучести, так как исходящая струя имеет меньшую плотность по сравнению с окружающей средой. Этот переходный участок условно можно принять как второй контур. В крупномасштабном плане он обусловлен лишь плоскостью продольного движения потоков, которая к началу третьего повернётся на 90 градусов. Быстрая диссипация энергии вновь образованной струи во втором контуре и незначительные градиенты давления по сравнению с силами плавучести приведут к возникновению сквозного конвективного потока. Отрыв пристенного пограничного слоя должен отсутствовать. С того сечения, где струя раскрылась до половины площади поперечного сечения выработки и переместилась к кровле, образуется третий «сквозной» контур.

Это позволило определить количественные характеристики процесса массообмена в пограничном слое встречных потоков и циркуляционных контуров. Анализ показал, что наибольшая концентрация растворённой и взвешенной примеси возникает на периферии первого контура, то есть на участке разворота струи. Механизм массообмена между циркуляционными контурами, движение которых вызвано турбулентной вязкостью- это турбулентная диффузия пылевых частиц к которой добавлены значительные инерционные силы. В сквозном конвективном потоке основной причиной изменения запылённости является изменение расхода воздуха по полусечению.

С целью активизации циркуляционно-контурного процесса переноса взвешенной и растворённой примеси, было предложено использовать дополнительный, движущийся по выработке источник струи, расположенный самоходном вагоне. Который в процессе движения от забоя, будет перемещать массы загрязнённого воздуха в своих циркуляционных контурах, при движении к забою привносить массы свежего воздуха.

На физической модели и в шахтных условиях исследованы и определены: реальные аэродинамические параметры полуограниченной стеснённой струи направленной к устью, создаваемой как одним, так и двумя источниками; зависимость параметров от степени начального стеснения.

При экспериментальных исследованиях в натурных условиях определено влияние каждого источника струи на процесс выноса пылега-зообразной примеси, и установлены зависимости для определения концентраций пыли и газа. Движущийся источник струи имеет свои циркуляционные контуры, на интенсивность которых, скорость его перемещения не оказывает влияния. При взаимодействии двух источников возникает непрерывная суперпозиция стационарных и нестационарных аэродинамических и концентрационных полей, в результате которой существенно возрастают все показатели массопереноса. По мере удаления движущегося источника от забоя, его роль в общем процессе массопереноса непрерывно возрастает и при определённых условиях становится независимой, доминирующей. По сравнению с традиционным нагнетательным способом, отмечено снижение предела относительной концентрации вредностей в забое на 70 %, по длине выработки на 10 %. Длина проветриваемой тупиковой выработки может быть увеличена в 1,7 раза. Предложенный способ проветривания улучшил микроклиматические условия в тупиковых выработках и позволил отказаться от вентиляционного трубопровода, что сокращает материальные и трудовые затраты и повышает производительность проходческого комплекса.

Разработана и передана для внедрения на калийных рудниках «Методика расчёта и выбора средств струйного проветривания тупиковых выработок с использованием движущегося источника тяги». Предложенный способ проветривания реализован на пласте Вк СКПРУ-1 ОАО «Сильвинит» и внедряется на Солигорском РУ-1 ОАО «Беларуськалий».

166

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Чистяков, Алексей Николаевич, 1999 год

ЛИТЕРАТУРА.

1. Абрамов Ф.А., Бойко В.А., Гращенков Н.Ф. и др. Справочник по рудничной вентиляции. Под ред. К.З. Ушакова. М.: Недра, 1977,- С. 136140.

•»С-

2. Абрамов Ф.А. Рудничная аэрогазодинамика. М.: Недра, 1972. - С. 101-113.

3. Абрамов Ф.А., Долинский В.А., Идельчик И.Е. Аэродинамическое сопротивление горных выработок и тоннелей метрополитена. М.: Недра, 1964.-С 186 с.

4. Абрамович Г.Н. Прикладная газовая динамика. -М.: Наука. Гл. ред. физ. - мат. лит., 1991.-С. 600.

5. Абрамович Г.Н. Теория турбулентных струй. -М.: Наука., 1970. С.179 .

6. Абрамович Г.Н. Турбулентные свободные струи жидкостей и газов. М.: Госэнергоиздат, 1948.-С.216 .

7. Акт промышленных испытаний комбинированного способа проветривания тупиковых выработок, проходимых комбайнами по газоносным пластам АБ и В, СКРУ-2 с системой автоматического контроля расхода воздуха "Азот". - Березники - Соликамск, 1982. -С.7.

8. Акт шахтных опытно-промышленных испытаний средств проветривания длинных тупиковых комбайновых выработок (свыше 300 м).

9. Акт шахтных опытно-промышленных испытаний способа и средств постоянного разгазирования забоя и тупиковых горных выработок на солевом горизонте на комбайновом комплексе № 246 ГУ- 5 рудника БПКРУ-4 АО «Уралкалий». Березники, 1994. - С.32 .

10. Акт шахтных опытно-промышленных испытаний способа и средств постоянного разгазирования забоя и тупиковых горных выработок, проведённых на горном участке закладки № 3 рудника СКПРУ-1 АО «Сильвинит». Березники - Соликамск, 1995. -С.8.

11. Акт шахтных опытно-промышленных испытаний системы пылега-зоудаления (с применением ППВУ) при работе комбайнов Урал-ЮА на карналлитовом пласте В СКПРУ-1 АО «Сильвинит». Соликамск, 1996. -С.14 .

v

12. Апыменко Д.Н. Расчёт вентиляторной эжекторной установки. / Международный научно-технический сборник № 4 / Техника и технология разработки месторождений полезных ископаемых. Новокузнецк: СибГИУ, 1998.С. 154-159.

13. Апьмехин В. В. Дифференциальные уравнения в приложении. М.: Наука, 1987. С. 160.

14. Апемасов В. Е., Глебов Г. А., Козлов А. П., Щепков А. Н. Турбулентные струйные течения в каналах. Казань.: Казанский филиал АН СССР, 1988. С. 24-125.

15. Антонов А. Н., Купцов В. М., Комаров В. В. Пульсации давления при струйных и отрывных течениях. М.: Машиностроение, 1990. С. 115 -186.

16. Арискин K.M., Аланов Г.Н. Беструбное проветривание тупиковых выработок при нарезных работах в блоках./ Безопасность труда в промышленности. № 8. 1963. С. 31-32.

17. Аубакирова В. Р., Трофименко А. Т. Изучение неизотермической струи вдоль твёрдой поверхности. Изв. АН Каз. ССР, сер. Энергетическая, №2 (22). 1962.

18. Батурин В. В., Ханжонков В. И. Циркуляция воздуха в помещении в зависимости от расположения приточных и вытяжных отверстий. Отопление и вентиляция. № 4-5. 1939.

19. Батурин В. В. Промышленная вентиляция. М.: Стройиздат, 1948. -С. 302.

20. Бахарев В. А., Трояновский В. Н., Основы проектирования и расчёта отопления и вентиляции с сосредоточенным выпуском воздуха. М.: Профиздат. 1958.

21. Богомолов А.И., Михайлов К.А. Гидравлика. -М.: Стройиздат., 1972. -С. 648 .

22. Бурчаков А. С., Москаленко Э. М. Динамика аэрозолей в горных выработках. С.68.

23. Бусыгин К.К., Войтенко H.H., Клишань А.Ф., Способы и средства проветривания тупиковых выработок в основных зарубежных угледобывающих странах. - Обзор/ ЦНИЭИуголь.-М., 1986. - С.50.

24. Бухаров И.И. О критической скорости срыва пылевых частиц воздушных потоков / Научные труды ППИ, 1967, сб. ЗО.С. 174-183.

25. Воронина Л.Д., Багриновский А.Д., Никитин B.C. Расчёт рудничной вентиляции. М.: Горгостехиздат. 1962. С.488 .

26. Воронин В.Н. Основы рудничной аэрогазодинамики. М., Л.: Угле-техиздат, 1951. С. 45-52.

27. Воропаев. А.Ф. Тепловая депрессия шахтной вентиляции. Под ред. A.A. Скочинского. М., Л.: изд. АН СССР.1950. С. 9-65.

28. Вулис Л. А., Кашкаров В. П. Теория струй вязкой жидкости. М.: Недра. 1965. С.223.

29. Гершуни Г.З,. Жуховицкий Е.М. Конвективная устойчивость несжимаемой жидкости. М.: Наука. 1972.

30. Дуганов В.Г., Дробница В.Ф., Никитин И.П., Дребница A.B. Проветривание тупиковых выработок большой длины.М.: Недра, 1968. С.79.

31. Единые правила безопасности при разработке рудных, нерудных и россыпных месторождений подземным способом. -М.: 1977. С.223.

32. Елохова Н.М., Мызников В.М. Конвективные движения, возбуждаемые в горизонтальном слое жидкости переменным продольным градиентом температуры // Конвективные течения. Пермь.: 1983. С. 108-114.

33. Исаев С.А. Усачов А.Е. Численное моделирование отрывных течений несжимаемой жидкости в задачах внутренней аэродинамики. Промышленная аэродинамика (сборник статей). Выпуск 4(36), Аэродинамика лопаточных машин, каналов, струйных и отрывных течений. Под ред.

A.C. Гиневского, Г.Н. Абрамовича, М.Я. Гембаржевского, Е.М. Жмулина. М.: Машиностроение. 1991.

34. Исследование подавления пыли паром в лабораторных условиях и разработка рекомендаций по выбору и расчёту снижения шума при бурении шпуров и скважин./ Отчёт по НИР № 81085110, ЛГИ, 1983. С. 5 .

35. Исследование микроклиматического режима Домбровского карьера и интенсивности выделения пыли и вредных газов внешними и внутренними источниками. Прогноз загрязнения атмосферы на период его доработки. Минск, фонд БФ ВНИИГ, 1979. С.95 .

36. Исследование динамики пылевыделения и шумовой обстановки при бурении шпуров и скважин с целью определения исходных данных для разработки средств пыле и шумоподавления./ Отчёт по НИР № 81085110, ЛГИ, 1982. С. 90.

37. Исследование методов локального и комплексного обеспыливания атмосферы калийных рудников. Разработка и выдача рекомендаций по применению наиболее эффективных методов пылеподавления. Отчёт БФ ВНИИГ, тема 25-240, Минск, 1978. С.78.

38. Изготовление и испытание экспериментального образца СВД-1. Разработка технического задания по проектированию опытного образца. Отчёт БФ ВНИИГ, тема 25-240, Минск, 1987. С. 78 .

39. Инструкция по применению устройства для обеспыливающего проветривания выработок при работе комбайнов «Урал-ЮКС». Березники, Л., АО «Уралкалий», 1991. С. 10.

40. Исследование и разработка способов и средств борьбы с пылью и контроль за содержанием отработанных газов ДВС с целью улучшения условий труда горнорабочих на калийных рудниках. Минск, (окончательный отчёт по теме 17-79), 1975. С. 105.

41. Исследование динамики пылевыделения и способов борьбы с пылью в выработках со сквозным проветриванием (промежуточный отчёт). Тема Н 0-88 0850903, этап 12.3, БФ ВНИИГ, Минск. 1981.С. 63.

42. Инструкция по замеру горючих газов шахтным газоопределителем на рудниках Верхнекамского месторождения калийных солей. Пермь-Березники. 1993.

43. Инструкция по расчету количества ^воздуха, необходимого для проветривания Верхнекамских калийных рудников. Пермь. 1994. -С. 19.

44. Инструкция по контролю содержания пыли на предприятиях горнорудной и нерудной промышленности. -М.: 1981. С.32.

45. Казаков А.П., Сидельникова Т.Т., Кузнецов Л.Н., Проветривание при работе комбайнов "Урал-10КС'7/Безопасность труда в промышленности. -2. -С. 42-43.

46. Казаков А.П., Соловьев В.А., Кузнецов Л.Н., Челышев И.В., Комбинированное проветривание выработок, проходимых комбайнами, на калийных рудниках//Вентиляция шахт и рудников. Аэрогазодинамика горных выработок. -Л.:ЛГИ.1985. С. 79-82.

47. Карпов A.M. Исследование пределов проветривания тупиковых выработок диффузией // Рудничная аэрология и безопасность труда в шахтах. М.: 1949. С. 81-88.

48. Казаков А.П., Лопушняк А.Г., Пинский В.Л., Хавротин Г.П. Информационный отчёт о научно-исследовательской работе. Л.: 1988. С.40.

49. Канторович Л.В., Крылов В.И. Приближенные методы высшего анализа. М.; Л.: ГИТТЛ, 1949.

50. Каменев П.Н. Отопление и вентиляция. В 2-х ч. Ч. 2. Вентиляция. Изд. 3-е, М.: Стройиздат, 1966. С. 39-61.

51. Киссин М. И. Отопление и вентиляция. В 2-х ч. Ч. 2. Вентиляция. Изд. 2-е, перераб., М.: Стройиздат, 1955. С.392.

52. Комаров В.Б., Килькеев Ш.Х. Рудничная вентиляция. Изд. 2-е. М.: Недра, 1969.С. 300-340.

53. Кожанов Ф.А., Применение гибких вентиляционных труб из синтетических материалов для проветривания подготовительных выработок. -Обзор / ЦНИЭИуголь. М.: 1986. С.45.

54. Костркжов В. А. Примеры расчёта по отоплению и вентиляции. В 2 ч. Ч. 2. Вентиляция. М.: Стройиздат, 1966. С. 188 .

55. Красноштейн А.Е., Файнбург Г.З. Диффузионно-сетевые методы расчёта проветривания шахт и рудников. Уд О РАН. Екатеринбург, 1992. С. 148-172.

56. Красноштейн А.Е., Сапунков МЛ, Захаров Н.И. Отчёт о научно-исследовательской работе // Совершенствование вентиляции, борьба с пылью и газом в калийных рудниках п.о. «Сильвинит». Пермь, 1989.С. 6170.

57. Крашин И. И. Моделирование фильтрации и теплообмена в водонапорных системах. М.: Недра, 1967. С.159 .

58. Казаков А.П., Копин C.B., Андреев В.И. Сравнительная оценка способов проветривания тупиковых комбайновых забоев. / Комфортность и безопасность атмосферы. / Межвузовский сборник научных трудов. Л., 1988. С. 123-129.

59. Лайгна К. Ю. Математическое моделирование диффузионных процессов вентиляции штреко- и камерообразных выработок. I Математическое обеспечение ЭВМ. Госстрой Эстонской ССР, НИИ Строительства. Таллин, 1979. С.232 .

60. Лыков А. В., Михайлов Ю. А. Теория тепло- и массопереноса. М.-Л.: Госэнергоиздат, 1963. С.535 .

61. Максимов Г. А., Дерюгин В.В. Движение воздуха при работе вентиляции и отопления. Л.: 1972. С. 60-76.

62. Максимов Г. А. Отопление и вентиляция. Изд. 3-е, Ч. 2., М.: Высшая школа, 1968. С.270.

63. Майерс Г. Е., Шауэр И. И., Юстис P. X. Теплообмен в плоских турбулентных струях у стенки (пер. с англ.) Теплоотдача, Т. 85, серия С, № 3, изд. ИЛ, 1963.

64. Медведев И.И., Красноштейн А.Е. Борьба с пылью в калийных рудниках. М.: Недра, 1977. С. 192.

65. Медведев И.И., Красноштейн А.Е. Аэрология калийных рудников. Свердловск: УрО РАН, 1990. - С. 29-36.

66. Медведев И. И., Полянина Г. Д. Газовыделения на калийных рудниках. М.: Недра, 1974. С. 168 .

67. Методика опытно-промышленных испытаний средств проветривания длинных тупиковых комбайновых выработок свыше 300 метров. Березники. 1990.

68. Методические указания по проектированию систем обеспыливания воздуха на рабочих местах в калийных рудниках. БФ ВНИИГ, Минск, 1985. С. 35-57.

69. Миткалинный В.И. Струйное движение газов в печах. М., Метал-лургиздат, 1961. С..

70. Милетич А.Ф., Яровой И.М., Бойко В.А. Рудничная и промышленная аэрология. М.: Недра, 1972. С. 105-132.55.

71. Муравейник В.И., Прудников В.К. l-d-P - номограмма влажного воздуха. Холодильная техника. М., 1957. С.236.

72. Мясников A.A., Казаков С.П., Проветривание подготовительных выработок при проходке комбайнами, -М.: 1981. С.269.

73. Немченко A.A., Овчинник И.Т., Янова Л.А., Привнева Л.П. Безвентиляторное проветривание тупиковых выработок.// Разработка рудных месторождений; Киев, 1986. С.7-90 .

74. Осипов С.Н. Борьба со взрывами газа в горных выработках. М.: Недра, 1972. С. 8-12.

75. Осипов С. Н., Жадан В. М. Вентиляция шахт при подземных пожарах. М.: Недра, 1973. С. 152.

76. Овсянкин А.Д. Исследование и разработка способов мокрого обеспыливания в комбайновых забоях калийных рудников. Дисс. на со-иск. уч. степени к.т.н. Пермь, 1975.

77. Потунин А.Н. Методы и техника измерений параметров газового потока. М., Машиностроение, 1972. С.332.

78. Рогалев В. А., Барышев А. С., Демин О. Е. Совершенствование проветривания тупиковых выработок. / Комфортность и безопасность атмосферы. / Межвузовский сборник научных трудов. Л., 1988. С. 59-61.

79. Разработка методических указаний^ по проектированию систем обеспыливания воздуха на рабочих местах в калийных рудниках. / Проведение экспериментальных исследований. Отчёт по теме 0-088 085093, этап 12, Минск, 1983. С. 177 .

80. Разработка методов борьбы с пылью паром низких параметров. Отчёт по НИР № 790 48534, ЛГИ, 1980. С.71.

81. Разработка рекомендаций на промышленное внедрение наиболее эффективных способов защиты от пыли в призабойных зонах при работе комбайнов типа ПК-8 и Урал-ЮКС. Промежуточный отчёт БФ ВНИИГ, тема 25-240, этап 2.3.3. Минск, 1979. С. 105 .

82. Руководство по борьбе с пылью в угольных шахтах. Изд. 2-е. М.: Недра, 1979. С.319.

83. Руди Ю.А. Распространение ограниченных турбулентных струй. (Под руководством В.И. Миткалинного)./ Турбулентные струйные течения в промышленных печах (инженерные труды государственного ордена Трудового Красного Знамени Института стали и сплавов) под ред. В.И. Миткалинного, М.: Металлургия, 1978. С.-40-49.

84. Скочинский A.A., Комаров В.Б. Рудничная вентиляция. М.: Угле-техиздат, 1959. С.632 .

85. Сергель О.С. Прикладная гидрогазодинамика. -М.: Машиностроение., 1981. С.374.

86. Справочник по борьбе с пылью в горнодобывающей промышленности. Под ред. A.C. Кузмича, М.: Недра, 1982. С.240.

87. Сельсков В.М., Блюм М.Ф., Бузин В.А., Благовещенский Р.В., а.с. ? 981603 от 16.08.81. Горный комбайн.

88. Способ проветривания тупиковой горной выработки. Патент № 2064588, Бюл. № 21, 1996. (Авторы: Папулов Л.М., Красноштейн А.Е., Файнбург Г.З., Алыменко Н.И., Минин В.В., АО «Уралкалий»).

89. Специальные мероприятия по безопасному ведению горных работ на Верхнекамском месторождении калийных солей в условиях газового режима. Пермь, Березники, Соликамск. 1993. С.36 .

90. Скорер Р. Аэрогидродинамика окружающей среды. (Пер. с англ. под ред. Прессмана А.Я.), М.: Мир, 1980. С. 359-362.

91. Талиев В.Н. Аэродинамика вентиляции. -М.: Стройиздат., 1979. С.295 .

92. Ушаков К.З. О моделировании аэродинамических процессов в горных выработках// Известия вузов. Горный журнал, 1969. № 12. С. 5154.

93. Ужов В.Н., Вальдбер А.Ю. Очистка газов мокрыми фильтрами ., Москва, 1972. С. 33.

94. Уорк К., Уорнер С. Загрязнение воздуха, источники и контроль. (Пер. с англ. под ред. Теверовского E.H.), М.: Мир, 1980. С.199-246.

95. Ушаков К.З. Газовая динамика шахт. М., Недра, 1984. С. 9-69.

96. Ушаков К.З., Бурчаков A.C., Пучков Л.А., Медведев И.И. Аэрология горных предприятий: Учебник для вузов. — 3-е изд., - М.: Недра, 1987. С. 203-214.

97. Фоминых В.И., Исследование физических процессов естественного воздухообмена в горных выработках и разработка методов оценки газовой опасности рабочих зон калийных рудников., Диссертация на соискание уч.ст. к.т.н., Пермь, 1990, -С. 120.

98. Фоминых В.И., Файнбург Г.З., Коротаев В.И., Захаров Н.И., Прогнозирование уровня загазованности тупиковых выработок // Совершенствование разработки калийных месторождений. Пермь. 1987. -С.105-1-8.

99. Чистяков А.Н., Алыменко Д.Н. Применение эжекторных установок, создающих плоскопараллельную струю. / Материалы международно-

го симпозиума SRM-95 / Проблемы безопасности при эксплуатации месторождений полезных ископаемых в зонах градопромышленных агломераций. Екатеринбург: УрО РАН, 1997. С. 238-242.

100. Шадрин А.В., Зайцев Г.И., Сидоркина О.П., Спектральный со-

v-

став давления воздуха в шахтном трубопроводе. Изв. Вузов, Горный журнал. 12. 1992.

101. Шлихтинг Г. Теория пограничного слоя. М.: Наука, 1974. С.586.

102. Шерстюк А. Н. Турбулентный пограничный слой. (Полуэмпирическая теория). М.: Энергия, 1974. С.

103. Шепелев И.А. Аэродинамика воздушных потоков в помещении. М.: Стройиздат, 1978. С. 50-67.

104. Щербань А. Н., Кремнев О. А., Журавленко В. Я. Руководство по регулированию теплового режима шахт. Изд. 3, перераб. и доп. М.: Недра, 1977.С. 359.

105. Эльтерман В.М. Вентиляция химических производств. Изд. 2., М., Химия, 1971. С.16-88.

106. Budryk W. Depression der Grubenbrande und die Stellen ihres Auf-tretens./ Bergbautechnik, 1955. № 2.

107. Dallavailei T. Veiociti Characteristics of Hoods under Section./ Heating, Piping, Air Conditioning, 1932, № 5.

108. Graumann K. Piannung von Sonderbewetterungsanlagen./ BergbauArchiv, m. 25, №4, 1964.

109. Taylor G.J. The dispersion of matter in turbulent flow through a pipe // Proceedings of Royal Society of London, 1954, 233 A. -pp. 446-468.

110. Taylor G. I. Dispersion of soluble matter in solvent flowing slowly through a tube // Proc. Royal Soc. L. Ser. A. 1953. V. 219, N. 1137. P. 186203.