Depresja naturalna generowana w elemencie bocznicy sieci wentylacyjnej i całej bocznicy

Depresja naturalna

jest to praca wszystkich

czynników natural-nych (zmiany cieplne w
prądzie powietrza, zmiana składu powietrza
kopalnianego, mechaniczne porywanie cząstek
powietrza przez spadającą wodę w szybach i
szybikach, działanie wiatru w atmosferze
zewnętrznej w sąsiedztwie szybów, sztolni lub
upadowych) odniesiona do 1 kg lub 1 m

powietrza.

Jej wartość liczbowa odpowiada takiej wielkości depresji
mechanicznej, przy której przez daną kopalnię przepływa
taka sama ilość powietrza jak pod wpływem depresji
naturalnej.

Depresja powstająca wskutek zmian cieplnych w powietrzu
kopalnianym ma największe znaczenie praktyczne spośród
wszystkich depresji wywołanych czynnikami naturalnymi.
Depresję tę za W. Budrykiem nazywa się

depresją cieplną.

Depresja naturalna generowana w elemencie

bocznicy sieci wentylacyjnej i całej bocznicy

Definicje

Elementarna depresja naturalna

generowana w elemencie

bocznicy    równa  się  różnicy  między  elementarną  pracą
techniczną  powietrza  kopalnianego  ulegającego  przemianie
politropowej  a  elementarną  pracą  powietrza  atmosferycznego
ulegającego przemianie izentropowej.

(73)





vdp









Depresja naturalna generowana w elemencie

bocznicy sieci wentylacyjnej i całej bocznicy

Definicje

Dla przemiany izentropowej

(74)

Dla przemiany politropowej

(75)

Przekształcając kolejno równanie (75) otrzymamy zależność
na wykładnik politropy

(76)

p v

v v p p

d d

w w

o o

















 









Depresja naturalna generowana w elemencie

bocznicy sieci wentylacyjnej i całej bocznicy

Definicje

p v

v p p

o o











Depresja naturalna generowana w elemencie

bocznicy sieci wentylacyjnej i całej bocznicy

Definicje

Wstawiając do równania (73) zależności (74) i (75)
otrzymamy:

(77)

(78)

v p p

















 

v p p



















Depresja naturalna generowana w elemencie

bocznicy sieci wentylacyjnej i całej bocznicy

Definicje

(79)

gdzie:

- depresja naturalna generowana w bocznicy sieci

wentylacyjnej, J/kg,

- wykładnik izentropy; = 1.4,

- objętość właściwa powietrza na zrębie szybu

wdechowego, m

/kg,

- ciśnienie statyczne bezwzględne na zrębie szybu

wdechowego, Pa,

- objętość właściwa powietrza w przekroju dopływu

bocznicy, m

/kg,

- odpowiednio ciśnienie statyczne bezwzględne w

przekroju dopływu (d)

i wypływu (w) bocznicy, Pa.













 





















 





p p

Depresja naturalna generowana w elemencie

bocznicy sieci wentylacyjnej i całej bocznicy

Definicje

W literaturze (wg H. Bystronia), wychodząc z teorii potencjału
izentropowego, zależność na depresję naturalną odniesioną do
1 m

powietrza można napisać w postaci:

(80)

Wiedząc, że atmosferę uwarstwioną izentropowo opisują
równania

(81)

oraz

(82)











 

dp
gdz











idem







Depresja naturalna generowana w elemencie

bocznicy sieci wentylacyjnej i całej bocznicy

Definicje

ciśnienie atmosfery uwarstwionej izentropowo będzie równe:

(83)

Uwzględniając we wzorze (80) zależność (81) otrzymamy wzór
na depresję naturalną w postaci:

(84)

gdzie:

- depresja naturalna w bocznicy, J/m





z z













































Depresja naturalna generowana w elemencie

bocznicy sieci wentylacyjnej i całej bocznicy

Definicje

Depresja naturalna wg W. Budryka

(85)

gdzie:

- depresja naturalna, m

lub

(86)

gdzie:

- depresja naturalna,

J/m







vdp









Depresja naturalna generowana w elemencie

bocznicy sieci wentylacyjnej i całej bocznicy

Definicje

Depresja naturalna w świetle I i II zasady termodynamiki

vdp





Tds





(87)

(88)

Depresja naturalna generowana w elemencie

bocznicy sieci wentylacyjnej i całej bocznicy

Definicje

(89)

gdzie:

- głębokość kopalni, m,

- odpowiednio ciężary słupów powietrza w

szybach, N/m

- entropia (właściwa) powietrza, J/(kgK).









H

 

epresja naturalna wg metody

hydrostatycznej

Depresja naturalna generowana w elemencie

bocznicy sieci wentylacyjnej i całej bocznicy

Przewietrzanie naturalne

Zgodnie ze wzorem (87)
depresja naturalna jest
równa

vdp































Przewietrzanie naturalne

Dyssypacja energii, zgodnie ze wzorem (31), wynosi

Depresja naturalna generowana w elemencie

bocznicy sieci wentylacyjnej i całej bocznicy

Przewietrzanie naturalne

Przyjmując, że

dyssypacja energii jest równa

Dla sztolni przedstawionych na rysunku z równania ruchu
wynika, że

Wobec tego strumień objętości powietrza przepływający przez
sztolnie wyznacza się ze wzoru:





















szt





Depresja naturalna generowana w elemencie

bocznicy sieci wentylacyjnej i całej bocznicy

Przewietrzanie naturalne

Przewietrzanie

wyrobisk górniczych

tylko pod wpływem działania

depresji naturalnej jest niezgodne z

polskimi przepisami górniczymi

!!!

Document Outline