Для расчета депрессии естественной тяги могут применяться гидростатические или термодинамические методы. В первом случае определяется разность аэростатических давлений воздуха hе, кгс/м2 в двух стволах (выработках). Согласно формуле М.М. Протодьяконова,
hе=H·(gi-gj), (16.1)
где Н – вертикальная глубина шахты, м;
gi и gj – средний удельный вес воздуха соответственно в посту-
пающей и исходящей струе, кгс/м3.
Среднее значение g, кгс/м3 определяется из выражения
(16.2)
где p1 и p2– давление в начале и в конце выработки, кгс/м2;
t1и t2 – температура воздуха в начале и в конце выработки, 0С.
Величину t1 следует определять в стволе на глубине 20÷30 м.
По формуле В.Б. Комарова hе равно:
(16.3)
где p0 – барометрическое давление на уровне нулевой площадки,
кгс/м2;
Н - глубина шахты, м;
R – газовая постоянная;
t3 и t4 – средняя температура воздуха соответственно в воздухо-
подающем и воздуховыдающем стволах, 0С;
а1, а2 – коэффициенты, значение которых для различных средних
значений температуры определяется по графику (рис.16.2).
При глубине стволов более 100 м значение hе, полученное по формуле (16.3), следует умножать на коэффициент:
|
 |
Рисунок 16.2 – Зависимость коэффициентов а1 и а2 от темпе-
ратуры
 |
Рисунок 16.3 – Определение естественной тяги термодинамичес-
ким способом
Формулы (16.1) и (16.3) дают близкие значения hе, однако, при расчете по первой из них требуется больше замеров p и t для определения удельного веса воздуха.
Термодинамические методы основаны на представлении депрессии естественной тяги как работы единицы объема воздуха, совершаемой при движении его от входа в шахту до выхода из нее. Согласно формуле А.Ф. Воропаева,
(16.4)
где g ср – средний удельный вес воздуха в шахте, принимаемый равным
1,2 кгс/м3;
S к – площадь многоугольника abcde в координатах Н – Т
(рис. 16.3);
T=273+tц;
tц – температура центра тяжести площади Sк, 0С;
t1 и t2 – минимальная и максимальная температура на контуре
многоугольника, 0С.
Диаграмму изменения состояния воздуха в шахте можно построить также в координатах: давление – абсолютная температура, абсолютная температура – энтропия, давление – плотность воздуха. В последнем случае
hе = g ср·S1, (16.5)
где S1 – площадь многоугольника в координатах p – V (V – удельный
объем).
Для нагорных рудников хорошие результаты дает формула:
(16.6)
где g ср – среднеконтурный удельный вес воздуха, кгс/м3;
Н - разность отметок воздухоподающей и воздухоотводящей вы-
работок, м;
tн– температура наружного воздуха на отметке устья воздухопо-
дающей выработки, 0C;
tср– средняя температура рудничного воздуха, 0С.
Измерение величины депрессии естественной
