2020-05-12
295
| Порода | r, кг/м3 | с п, кДж/(кг×К) | l, кДж/(м×ч×К) | а, м2/ч |
| Песчаник (Центральный Донбасс) | 2475 | 0,854 | 9,211 | 0,00436 |
| Глинистые и песчанистые сланцы (там же) | 2450 | 0,904 | 6,363 | 0,00287 |
| Уголь (там же) | 1225 | 1,184 | 1,051 | 0,00073 |
| Бурый уголь (Челябинский бассейн) | 1210 | 1,130 | 0,913 | 0,00067 |
| Каменный уголь (Карагандинский бассейн) | 1275 | 1,055 | 0,963 | 0,00072 |
| Углистый сланец | 1765 | 1,021 | 3,006 | 0,00167 |
| Глинистый сланец | 2433 | 0,992 | 3,354 | 0.00139 |
| Змеевик | 2690 | 0,950 | 5,694 | 0,00223 |
| Гранит | 2722 | 0,917 | 7,972 | 0.00319 |
| Серный колчедан (Дегтярское месторождение) | 4620 | 0,908 | 15,010 | 0,00358 |
| Медный колчедан (там же) | 4716 | 0,862 | 15,165 | 0,00373 |
Суммарный коэффициент теплоотдачи с поверхности горной выработки a0, кДж/(м2×ч×К), находится их выражения
где aк - конвективный коэффициент теплоотдачи от стен выработки к воздуху, кДж/(м2×ч×К)
где v - скорость движения воздуха в выработке, м/с; Д э - эквивалентный диаметр выработки, м: 
aи - коэффициент, учитывающий испарения влаги с мокрых стен выработки, кДж/(м2×ч×К)
|
|
|
где b - коэффициент массоотдачи (коэффициент испарения), кг/(м2×ч×К), принимается равным 0,01 - для стволов, 0,15 - для капитальных выработок, 0,03 - для лав; r - теплота парообразования воды, принимается r = 2256 кДж/кг.
Температура горных пород в массиве t п, оС, на заданной глубине Н, м, от земной поверхности определяется по формулам:
или 
где t п - температура пород нейтрального слоя (зоны с постоянной температурой пород) в данной местности; принимается примерно равной среднегодовой температуре воздуха на земной поверхности в данном районе, оС; t н = 8,5; 2,5; 2,5; 3,0 °С для условий соответственно Донбасса, Кузбасса, Караганды и Мосбасса; Н 0 - глубина (толщина) нейтрального слоя, м: Н 0 = 20-40 м; Гст - геотермическая ступень данного района, м/оС: в среднем Гст составляет для угольных месторождений 30–40 м/ оС, рудных 50-140 м/ оС, нефтяных 15-20 м/ оС; d - геотермический градиент, оС/м.
2. Тепловыделение при сжатии воздуха. Количество теплоты Q сж, кДж/ч, выделяющееся при движении воздуха вниз по вертикальным и наклонным выработкам, определяется выражением
где r - плотность воздуха, кг/м3; V в - количество воздуха, проходящего по выработке (объемный часовой расход воздуха), м3/ч: 
; v - скорость движения воздуха в выработке, м/с; S - площадь поперечного сечения выработки, м2; Н - глубина расположения выработки, м; для наклонной выработки
где l н - длина наклонной выработки; y - угол наклона выработки, град.
3. Тепловыделение при окислительных процессах. Количество теплоты Q ок, кДж/ч, образующееся при окислении угля, угленосных сланцев, сульфидных руд и древесины, подсчитывается по формуле А. Ф. Воропаева
|
|
|
где q ок - тепловыделение в результате окислительных процессов, приведенное к скорости движения воздуха в выработке, V = 1 м/с, кДж/(м2×ч); q ок можно принимать равным 12-21 кДж/(м2×ч).
4. тепловыделение от местных источников. К местным источникам теплоты относят электродвигатели, трансформаторы, светильники, электрические кабели, трубопроводы сжатого воздуха, пневматические двигатели, другие тепловыделяющие машины, механизмы и устройства, а также работы, производимые с применением бетона на участке выработки или в призабойной зоне, когда тепло выделяется при его отвердении.
Расчетные формулы для определения количества теплоты от местных источников имеют следующий вид:
4.1. Тепловыделение при работе электродвигателей горных машин и освещения Q эд, кДж/ч
где N потр - потребляемая мощность электродвигателей и осветительных установок, кВт; k з - коэффициент загрузки оборудования во времени: k з = 0,8; hэ - к. п. д. электродвигателя: hэ = 0,95.
4.2. Тепловыделение в выработку (ствол, уклон, бремсберг и др.) при эксплуатации лебедок Q л, кДж/ч:
- при подъеме груза лебедкой 
- при спуске груза лебедкой 
где N л- установленная мощность электродвигателя лебедки, кВт; hм - механический к. п. д.: hм = 0,8.
4.3. Тепловыделение при работе трансформатора Q тр, кДж/ч
где N тр - мощность трансформатора, кВт; р тр - тепловые потери трансформатора: р тр = 0,04¸0,05.
4.4. Тепловыделение при затвердевании монолитной бетонной крепи Q б, кДж/ч
где q б - удельное выделение теплоты при отвердевании бетона, кДж/(м2×ч); принимается q б = 200¸400 кДж/(м2/ч); Р - периметр выработки, м; l ц - длина участка бетонирования, контактирующего с вентиляционной струей за один цикл проходки, м.
4.5. Тепловыделение при взрыве ВВ. В выработке большого сечения при использовании более 100 кт ВВ тепловыделение при взрыве Q взр, кДж/ч, рассчитывается по формуле
где q взр- удельное тепловыделение при взрыве 1 кг ВВ, кДж/кт; m з - масса заряда, кг.
Рекомендуемые значения q взр для применяемых ВВ:
| Аммонит ПЖВ-20 | 3360 | Аммонит АП-5ЖВ | 3780 | |
| Угленит Э-6 | 2570 | Аммонит скальный №1 | 5400 | |
| Победит ВП-4 | 3810 | Аммонит № 6 ЖВ | 4290 | |
| Аммонит АП-4ЖВ | 3560 | Игданит | 3790 |
4.6. Тепловыделение при работе шахтных вентиляторов происходит в результате работы электродвигателя, внутренних потерь энергии в вентиляторе и аэродинамического сжатия воздуха. Количество теплоты Q вен, кДж/ч, поступающее в выработку при работе вентилятора, выражается формулой
(3.1)
где V вс - количество воздуха, проходящего по выработке (секундный расход), м3/с; h в - депрессия выработки, Па;
(3.2)
где aв - коэффициент аэродинамического сопротивления трения выработки, Н×с2/м4 = Па× с2/м2; Р, l, S - периметр, длина и площадь поперечного сечения выработки, м, м, м2; v - средняя скорость движения воздуха по выработке, м/с;
hв= 0,6¸0,8; hдв= 0,85¸0,95 и hп - к. п. д. соответственно вентиляторной установки, вентилятора, двигателя и редукторной (hп= 1) или ременной (hп = = 0,9¸0,95) передач.
Подставляя (3.2) в (3.1) и учитывая, что
м3/с,
получим (кДж/ч)
4.7. Тепловыделение при работе людей Q л, кДж/ч
где q л - количество теплоты, выделяемое работающим человеком, кДж/ч×чел q л = 1050¸2500 кДж/ч×чел.; n л - число одновременно работающих людей в выработке.
5. Общее тепловыделение в выработку Q общ, кДж/ч, находится суммированием всех частных выделений теплоты
