Утечки в параллельных выработках

В шахтах часто свежая струя движется по одной из параллель­ных выработок, а исходящая — по другой. Через перемычки в сбой­ках, соединяющих эти выработки, а также через разделяющие их целики возникают утечки воздуха. Эти утечки иногда могут дости­гать 50—70% подаваемого в шахту' количества воздуха. Режим движения воздуха через изолятор между параллельными выработ­ками обычно квадратичный или близкий к нему.

Утечки в параллельных выработках определяются как разность одновременно измеренных количеств воздуха, проходящих в начале и конце одной из параллельных выработок.

Расчет утечек в параллельных выработках производится анали­тически или по нормам.

Уравнение движения воздуха по параллельным выработкам с учетом утечек может быть получено следующим образом. Допустим, что расстояние между перемычками в сбойках параллельных выра­боток достаточно мало в сравнении с общей длиной выработок, чтобы утечки можно было приближенно считать непрерывно распределен­ными. Депрессию между выработками в конце их обозначим h₀, а количество воздуха — Q (рис. 2). Выделим в изоляторе один целик с примыкающей к нему перемычкой. Утечки через них будут

где h— депрессия целика с перемычкой;

R₁ — сопротивление перемычки;

R₂— сопротивление целика;

n — показатель степени, характеризующий некоторый средний закон просачивания воздуха через изолятор.

Если длина целика с перемычкой вдоль выработок равна l, то утечки с единицы длины будут

Депрессия

,

где r₁ и r₂ — сопротивление единицы длины выработок А и В. Из уравнений окончательно получим

Рис. 2. Схема к расчету утечек воздуха в параллельных выработках

Приближенное решение уравнения движения имеет вид

,

где

;

;

;

.

График уравнения - вогнутая кривая, приближа­ющаяся к прямой при увеличении сопротивления изолятора.

Аналогичный характер распределения воздуха в параллельных выработках дают и непосредственные измерения.

В связи с малой воздухопроницаемостью целиков между выра­ботками при расчете утечек считают, что они происходят только через перемычки. В этом случае утечки можно определить по уравнению при или по следующей формуле:

м³

где

;

;

.

а - число перемычек в выработках;

R_ф - фиктивное cопротивление перемычек, отнесенное к 1 м длины выработок;

Р - средний периметр перемычки, м.

Снижения утечек в параллельных выработках можно достичь увеличением сопротивления перемычек увеличением сопротивления целиков путем придания им достаточно больших размеров, предупреждающих разрушение целиков под действием горного давления (не менее 30Х30 м для выработок с длительным сроком службы), и покрытия обнаженных поверхностей герметизи­рующими составами; уменьшением депрессии выработок путем снижения конечной депрессии h₀ и удельного сопротивления выра­боток г₁ и г₂.