рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Ограниченные потоки в системе выработок

Ограниченные потоки в системе выработок - раздел Производство, ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ И ГАЗОДИНАМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ГОРНОГО ПРОИЗВОДСТВА   Возникающие В Выработках С Ограниченными Воздушными По­Токами...

 

Возникающие в выработках с ограниченными воздушными по­токами газодинамические ситуации зависят от режима вентиляции, вида источника (точечный или линейный), характера газовыделения (мгновенное или непрерывное), способа поступления воздуха в выработку от топологии вентиляционной сети.

Знание газодинамической ситуации в одиночной выработки крайне необходимо, однако, еще более важно представлять поведение ограниченных потоков в системе выработок, образующих вентиляционную сеть объекта.

Одна из основных задач газовой динамики системы выработок — определение содержания газа в выработках вентиляционной сети при задании содержания в некоторых из них. В такой постановке эта задача является сетевой газодинамической.

Пусть имеем произвольную вентиляционную сеть, содержащую L ветвей и N узлов.

Для каждого из N узлов сети справедлив закон сохранения мас­сы газа, который для изотермических условий и малых перепадов давления может быть записан в виде

(7.8)

где с, - содержание газа в начале i-й подающей воздух к узлу выра­ботки; Qi, qi, - соответственно расход воздуха и суммарный дебит всех источников и стоков в i-и выработке; п1число выработок, подающих воздух к узлу; сj, Qi - соответственно содержание газа и расход воздуха в j-й отводящей воздух от узла выработке; n2 - чис­ло выработок, отводящих воздух от узла.

В уравнении (7.8) первая сумма означает количество подводи­мого к узлу газа, вторая - количество отводимого газа; первое сла­гаемое под знаком первой суммы определяет количество газа, по­ступающего в выработку со струей воздуха, приходящей к узлу. При наличии в выработке с поступающей струей источника или стока газа содержание С; должно быть взято в начале выработки (до источника или стока). Например, для узла А (рис. 7.1)

Рис.7.1. Схема узла к выводу уравнения (7.9)

 

уравнение (7.8) примет вид

(7.9)

Поскольку в первой и второй выработках, подводящих воздух к узлу, действуют источники q1 и q2, содержания газа с1 и с2 берутся на входе в эти выработки; содержания с3, с4, с5, равно как и все рас­ходы воздуха Q1, Q2, Q3, Q4, Q5, могут быть взяты в любом месте соответствующих выработок.

Источники, действующие в выработках с исходящей от узла струей, в формулу (7.8) - не входят и учитываются в следующих по струе узлах, для которых они являются источниками на поступаю­щих струях. Например, источники q4 и q5 (рис. 7.1) учитываются в уравнениях узлов В и С; к уравнение (7.9) для узла А они не входят.

Следует иметь в виду, что в вентиляционной системе часть уз­лов может быть "пустой" (т.е. узлов, в выработках которых не со­держится газа). Узел остается "пустым" и в случае, когда во входя­щих выработках нет газа, а в выходящих из узла действуют источ­ники газа; такие выработки рассматриваются как газосодержащие уже для следующих по струе узлов. Очевидно, необходимым и достаточным условием "пустоты" узла является отсутствие газа в поступающих в узел струях.

Если число "пустых" узлов равно Nn, то общее число узловых уравнений для содержания

(7.10)

Таким образом, решение стационарной сетевой газодинамиче­ской задачи состоит в решении системы из Е линейных узловых уравнений (7.8).

Если число неизвестных содержаний газа в сети равно Кс, то система имеет решение при Е > Кс. В случае Е < Кс к Е узловым уравнениям следует добавить Е1 дополнительных соотношений для содержаний. Таковыми могут быть соотношения типа

(7.11)

для выработок с известными источниками (стоками). Введение со­отношений (7.11) означает задание содержаний в ряде выработок и тем самым уменьшение числа неизвестных содержаний. Число до­полнительных соотношений должно удовлетворять условию

(7.12)

Решению системы узловых уравнений должно предшествовать определение расходов воздуха в ветвях системы, т.е. решение аэродинамической сетевой задачи.

Рассмотрим такое решение на примере шахты, схема вентиля­ции которой представлена на рис. 7.2.

Рис. 7.2. Схема вентиляции шахты

 

Для упрощения примем симметричное распределение воздуха и источников газовыделения по выработкам. Введем следующие значения исходных данных. Расходы воздуха в выработках:

дебиты источников газа:

Схема содержит N = 16 узлов и L = 22 ветви.

"Пустыми" являются узлы 1,2, 3, 4, 5, 6, 7, 8; их число Nn = 8. Чис­ло узловых уравнений в соответствии с формулой (6.10) – E = N - Nn Þ Е = 8. Не­известными являются все указанные на схеме содержания - от с1 до с15; их число Кс = 15. Имеем Е < Кс, что означает необходимость введения дополнительных соотношений, принимаемых по формуле (7.11) - для выработок с источниками. Число этих выработок и, сле­довательно, число дополнительных соотношений для рассматри­ваемой схемы Е1 = 8. Таким образом, общее число независимых выражений для определения пятнадцати неизвестных содержаний будет Е + Е1 =16 . Следовательно, условие (7.12) выполняется.

Выпишем полную систему определяющих выражений. Узловые уравнения:

для узла 9 -

для узла 10 -

для узла 11 -

для узла 12 -

для узла 13 -

для узла 14 -

для узла 15 -

Дополнительные соотношения для ветвей с заданными источни­ками газовыделения:

Из первых четырех узловых уравнений следует, что

Аналогично с5 = с9 = с12 =0,016.

Из пятого, шестого и седьмого узловых уравнений имеем

.

Аналогично

.

Из дополнительных соотношений

; ;

; ;

; .

Таким образом, простыми вычислениями были определены содержания газа в выработках вентиляционной сети.

 

 


* расширение жидкости, газа при прохождении через сужающее устройство, сопровождающееся изменением температуры

* векторы, лежащие на одной прямой или на параллельных прямых..

 

* безразмерная величина, характеризующая течение вязкой жидкости (или газа) и определяющая для него отношение сил инерции к силам вязкости: Re=rvl/η=vl/v, где v и l – характерные скорость и линейный размер, а r, η и v – плотность, динамическая и кинематическая вязкость.

* Лайгна К.Ю., Поттер Э.А. О роли турбулентной диффузии и дисперсии при переносе газообразных примесей в шахтных вентиляционных струях и потоках // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. - 1988. - № 2. -| I 15-120.

* струя в этом случае не является затопленной

* Последнее не следует смешивать с усреднением во времени локальных ха­рактеристик турбулентного движения

* Вследствие небольшого содержания газа в воздушном потоке расход газовоздушной смеси называют расходом воздуха, чего в дальнейшем и будем придерживаться

[1] Потоки, имеющие твердые границы, возникающие в камерах при значительной их длине, когда свободные струи достигают боковых стенок камеры, или в случаях, когда воздухоподающие выработки имеют поперечные размеры, близкие к размерам камер

* Тонкий слой у твердых границ потока

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ И ГАЗОДИНАМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ГОРНОГО ПРОИЗВОДСТВА

Государственное образовательное учреждение... высшего профессионального образования... Кольский филиал Петрозаводского государственного университета...

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Ограниченные потоки в системе выработок

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Термодинамические параметры земной коры
  Верхняя толща горных пород Земли называется земной корой. Земная кора простирается от поверхности Земли до границы Мохоровичича, которая отделяет земную кору от мантии Земли. Мощ­но

Источники тепла земных недр
  Тепловое поле земной коры формируется в результате процесса теплообмена при наличии источников тепла. Теплообмен в земной коре осуществляется посредством теплопроводности, конвекции

Процессы теплопереноса в недрах Земли
  Как было отмечено ранее, теплообмен в горных породах осуществляется теплопроводностью, конвекцией и излучением. Применительно к задачам горного производства весьма важной является з

Использование тепла земных недр
  Геотермальные ресурсы разделяют на повсеместно распростра­ненные и локализованные. Повсеместно распространенные гео­термальные ресурсы представлены те

Приближенные методы расчета температурных режимов при эксплуатации породных теплообменников
  Если принять, что вода, фильтрующая в породном теплообмен­нике, нагревается только за счет тепла, заключенного в его объеме, а потеря тепла в нем компенсируется за счет подпитки теп

Разработка связных пород в период с отрицательными температурами
  В России около 25-30% ежегодных объемов разрабатываемых рыхлых и связных пород на карьерах приходится на периоды года с отрицательными температурами. Еще больший объем земляных ра­б

Месячные колебания температуры внешней среды
  Для определения зависимости изменения температуры в зим­ний период используем значения среднемесячной температуры в данном районе. Обозначим среднемесячные температуры с октября по

Расчет глубины промерзания связанных пород
  Рассмотрим случай промерзания связной породы при открытой разработке месторождений. Сформулируем задачу: на поверхности полупространства в момент времени t=0 устанав

Полное предотвращение промерзания грунта при использовании теплоизоляционных покрытий
  Рассмотрим случай, когда теплоизоляционное покрытие обес­печивает полное предотвращение промерзания грунта. Для определения толщины теплоизоляционного покрытия (d) и

Промерзание грунта на допустимую глубину при использовании теплоизоляционного покрытия
  Для решения данной задачи рассмотрим модель «теплоизоляци­онное покрытие-промерзший грунт-талый грунт», изображенную на рис. 2.3.

Сущность способа и область его применения
  Проведение горных выработок в слабоустойчивых водоносных породах невозможно без специальных мероприятий по их упрочне­нию и понижению водопроницаемости. При строительстве ш

Тепловой расчет формирования одиночного ледопородного цилиндра
  При замораживании вокруг каждой замораживающей колонки формируется температурное поле, изотермы которого представляют собой в плане концентрические окружности. Температура породы не

Параметры образования ледопородных ограждений
  Формирование ледопородных водонепроницаемых ограждений и подпорных стен производят с помощью серии замораживающих колонок, расположенных на равном расстоянии друг от друга. В этом с

Требования к тепловому режиму в подземных выработках
Тепловой режим в подземных выработках характеризуется совокупностью термодинамических параметров воздуха, окружающе­го массива, горной массы, машин и людей. Основными термодинами­ческими

Влияние теплового режима на процессы ведения подземных горных работ
  Влияние теплового режима рудничного воздуха сказывается на производительности труда горнорабочих, обеспечении безопасных условий их труда, поддержании устойчивости горных выработок

Уравнения теплообмена массива с вентиляционной струей в шахтной выработке
  При проветривании возможны следующие случаи взаимодейст­вия вентиляционной струи в шахтной выработке с окружающим мас­сивом: • стационарный режим теплообмена; • не

Теплообмен при проветривании подземных выработок
  Критериальная зависимость для определения параметров теп­лообмена рудничного воздуха со стенками выработок имеет следую­щий вид:

Источники тепла в подземных выработках
  Учет источников тепловыделения в выработках и определение их интенсивности необходимо для составления уравнений теплового баланса, на основании которых производят расчет необходимог

Методы нормализации температурного режима рудничного воздуха
  Мероприятия по нормализации температурного режима руд­ничного воздуха можно разделить на два типа: 1) теплотехнические, основанные на применении различных технически

Проблемы разработки и транспортирования рыхлых и связных пород
  При разработке талых рыхлых и связных пород проблемным является вопрос предотвращения налипания горной массы на рабо­чую поверхность добычного и транспортного горного оборудования и

Термодинамическое разрушение талых рыхлых и связных пород
  Как уже указывалось, что для очистки транспортных сосудов от налипшей горной массы применяют бесконтактный термодинамиче­ский способ. В качестве генератора высокоскоростной газовой

Термодинамическое хрупкое разрушение мерзлых рыхлых и связных пород
  Этот способ разрушения имеет место при термическом бурении скважин в мерзлых породах, а также при термодинамической очист­ке рабочих поверхностей добычного и транспортного горного о

Термодинамическое разрушение мерзлых рыхлых и связных пород путем оттаивания и абляции
  Режим термодинамического разрушения мерзлых рыхлых и связных пород путем оттаивания и абляции имеет место при TTh < 106°С/м в процесс бурения скважин или оч

Техника и технология термодинамического разрушения талых и мерзлых пород при их разработке и транспортировании
  Термодинамическое разрушение талых и мерзлых рыхлых и связных пород применительно к очистке добычного и транспортного горного оборудования от налипшей и намерзшей горной массы в нас

Коэффициенты диффузии
  В выражениях для диффузионных газовых потоков ко­эффициенты молекулярной и турбулентной диффузии являются единственными параметрами, учитывающими свойства среды. Ес­тественно, что э

Общие положения
  Во многих случаях по­лезные результаты могут быть получены более простым инте­гральным методом. Интегральный метод, или метод усредненных характеристик, ос­нован на том фак

Выработка как объект вентиляции
  Характер проявления газодинамических эффектов в горных выработках существенно зависит от характера движения воздуха в последних. Как известно, в практике шахтной аэрологии воздушные

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги