1. Powietrze kopalniane, skład, najwyższe dopuszczalne stężenia.

Powietrze kopalniane, wypełniające wyrobiska górnicze, jest roztworem powietrza atmosferycznego, pary wodnej i gazów oraz pyłów wydzielających się w kopalni. Powietrze wprowadzone do wyrobisk górniczych, o składzie niewiele odbiegającym od składu powietrza atmosferycznego, nosi nazwę powietrza świeżego. Po przewietrzeniu miejsc pracy, gdy skład takiego powietrza ulega znacznym zmianom, nosi ono nazwę powietrza zużytego. Powietrze przepływające wyrobiskami górniczymi ulega ciągłym zmianom zarówno w sensie fizycznym (zmiany ciśnienia, temperatury, prędkości, gęstości) jaki i chemicznym (dopływ gazów, zanieczyszczeń, zmniejszanie się lub zwiększanie zawartości pary wodnej).

Wszędzie tam gdzie w kopalni muszą przebywać ludzie, powietrze kopalniane musi mieć odpowiedni skład i odpowiednią temperaturę. Zgodnie z przepisami górniczymi wszystkie dostępne wyrobiska i pomieszczenia należy tak przewietrzać, aby zawartość tlenu w powietrzu nie była mniejsza niż 19% (objętościowo), a najwyższe dopuszczalne stężenia gazów w powietrzu nie przekraczały następujących wartości:

Rodzaj gazu	NDS mg/m^3 (objętościowo w % )	NDSCh mg/m^3 (objętościowo w %)
Dwutlenek węgla	- (1.0)	- (1.0)
Tlenek węgla	30 (0.0026)	180 (0.015)
Tlenek azotu	5 (0.00026)	10 (0.00052)
Dwutlenek siarki	20 (0.00075)	50 (0.0019)
Siarkowodór	10 (0.0007)	20 (0.0014)

NDS - najwyższe dopuszczalne stężenie średnio ważone w okresie 8 godzin,

NDSCh - najwyższe dopuszczalne stężenie chwilowe w czasie nie dłuższym niż 30 min.

w okresie zmiany roboczej.

UWAGA:

W zakładach górniczych stosujących maszyny z napędem spalinowym zawartość tlenków azotu

określa się na podstawie stężenia dwutlenku azotu.

W razie stwierdzenia, że skład powietrza nie odpowiada wymaganiom określonym powyżej, należy niezwłocznie wycofać ludzi, a wejście do zagrożonego wyrobiska zagrodzić. W miejscach takich mogą być wykonywane tylko prace z zakresu ratownictwa górniczego i przeciwpożarowe.

Zawartość metanu w powietrzu kopalnianym nie powinna przekraczać:

- 1 % - w rejonowych prądach powietrza zużytego,

- 0.75 % - w szybie wydechowym.

Gdy stosujemy metanometrię automatyczną zawartość metanu w rejonowych prądach powietrza zużytego może wynosić - 1.5 %.

W razie stwierdzenia w wyrobisku zawartości metanu powyżej 2 %, należy niezwłocznie wycofać ludzi z zagrożonych wyrobisk, wyłączyć sieć elektryczną, unieruchomić maszyny i inne urządzenia, a wejścia do tych wyrobisk zagrodzić, zawiadamiając najbliższą osobę dozoru ruchu. Obowiązek wyłączenia urządzeń elektrycznych nie dotyczy tych urządzeń, które zostały dopuszczone do pracy przy zawartości metanu powyżej 2 %.

W polach niemetanowych, w razie stwierdzenia w próbach powietrza pobranych do analizy laboratoryjnej zawartości 0.1 % metanu lub wyższej oraz w zakładach górniczych wydobywających węgiel kamienny również w razie stwierdzenia w pokładzie węgla metanonośności powyżej 0.1 m3/Mg w przeliczeniu na czystą substancję węglową kierownik ruchu zakładu górniczego obowiązany jest niezwłocznie:

1) zastosować niezbędne rygory bezpiecznego prowadzenia robót w warunkach powstałego zagrożenia metanowego,

2) powiadomić właściwy organ państwowego nadzoru górniczego,

3) zlecić badanie stanu zagrożenia metanowego jednostce naukowo-badawczej wskazanej przez

Prezesa Wyższego Urzędu Górniczego.

2. Temperatura wirtualna.

Temperatura wirtualna powietrza kopalnianego jest to taka wartość temperatury, jaką musiałoby mieć powietrze suche, aby pod tym samym ciśnieniem jego gęstość była równa gęstości powietrza kopalnianego w temperaturze absolutnej zmierzonej termometrem suchym.

Można ją wyznaczyć ze wzoru:

gdzie:
- masa drobinowa powietrza suchego, przy czym M_a = 28,07,

- masa drobinowa pary wodnej, przy czym M_w = 18,02,

- stopień zawilżenia powietrza, [
]=kg pary/ kg powietrza suchego,

- udział objętościowy i-tego składnika suchego roztworu gazowego (bez pary wodnej) w wilgotnym roztworze (powietrzu kopalnianym),

- masa drobinowa i-tego składnika suchego roztworu gazowego (bez pary wodnej) w wilgotnym roztworze,

- temperatura bezwzględna powietrza kopalnianego,

- wskaźnik składnika roztworu gazowego, przy czym oznacza liczbę wszystkich składników suchego roztworu gazowego otrzymanego po usunięciu pary wodnej z powietrza kopalnianego.

T_V = ( 1 + 0,6x)T

3. Gęstość powietrza kopalnianego, wyznaczenie powietrza kopalnianego.

Gęstością powietrza kopalnianego nazywamy stosunek masy powietrza do jego objętości. Można ją wyznaczyć z termicznego równania stanu (równania Clapeyrona) w postaci:

gdzie: - ciśnienie statyczne, bezwzględne powietrza kopalnianego, Pa,

- stała gazowa powietrza kopalnianego, J/(kgK),

- temperatura (bezwzględna) powietrza kopalnianego mierzona termometrem suchym, K,

- objętość właściwa powietrza kopalnianego, m³/kg, przy czym

- gęstość powietrza kopalnianego, kg/m³.

Jeśli dla powietrza kopalnianego możemy przyjąć, że jego skład chemiczny nie odbiega od standardowego, a zmienia się w nim tylko zawartość pary wodnej, to do wyznaczenia jego gęstości wykorzystujemy równanie :

Dla wyznaczenia temperatury wirtualnej powietrza kopalnianego korzysta się najczęściej z przybliżonego wzoru

Występujący w tym wzorze stopień zawilżenia wyznacza się z zależności

gdzie: - ciśnienie cząstkowe pary wodnej w powietrzu kopalnianym, Pa, którego wartość można odczytać z tablic lub częściej wyznaczyć z zależności empirycznej

- temperatura powietrza kopalnianego mierzona termometrem suchym,°C,

- temperatura powietrza kopalnianego mierzona termometrem wilgotnym,°C,

Jeśli skład powietrza kopalnianego odbiega od standardowego, to dla wyznaczenia jego gęstości:

gdzie: - stała gazowa zastępcza powietrza kopalnianego, J/(kgK), przy czym można ją wyznaczyć z zależności:

- uniwersalna stała gazowa; = 8314.7 J/(kmolK),

- udział objętościowy i-tego składnika powietrza kopalnianego,

- masa drobinowa i-tego składnika powietrza kopalnianego.

4. Strumień objętości i strumień masy powietrza kopalnianego.

Strumień objętości powietrza (objętościowe natężenie przepływu) [m³/s] w wyrobisku górniczym wyznacza się z zależności:

gdzie: - pole przekroju poprzecznego wyrobiska, m²,

- prędkość średnia powietrza w tym przekroju, m/s.

Strumień masy powietrza kopalnianego jest natomiast równy

- gęstość powietrza kopalnianego, kg/m³.

5. Elementy sieci wentylacyjnej.

Kopalniana sieć wentylacyjna jest układem złożonym z bocznic, węzłów, oporów miejscowych i wentylatorów, nazywanych elementami sieci wentylacyjnej.

Węzłem sieci wentylacyjnej nazywamy złożone wyrobisko górnicze, które służy do złączania krańców bocznic sieci wentylacyjnej. Pole przekroju poprzecznego węzła sieci jest wielkością zmienną. Zmianie pola przekroju poprzecznego, zmianie kierunku strumienia oraz rozdzielaniu lub łączeniu strumieni mas towarzyszą wiry, które uniemożliwiają wykonanie pomiaru parametrów powietrza w centralnych punktach węzła. Dotyczy to szczególnie pomiaru parametrów termicznych (,) powietrza.

Węzły dzielimy na węzły niezależne i węzły zależne. Węzłem niezależnym jest węzeł, w którym następuje rozdział lub łączenie mas strumieni powietrza. W węźle zależnym natomiast strumień masy powietrza nie zmienia się. Węzłem zależnym będzie więc np. miejsce w wyrobisku, w którym następuje nagła zmiana przekroju poprzecznego wyrobiska, zmiana kierunku strumienia powietrza lub miejsce umieszczenia w wyrobisku urządzenia wentylacyjnego, np. tamy regulacyjnej.

Bocznicą sieci wentylacyjnej nazywamy pojedyncze wyrobisko (lub połączenie szeregowe (równoległe) kilku wyrobisk) łączące dwa węzły sieci wentylacyjnej. Bocznice dzielimy na:

• niezależne - jeśli łączą dwa węzły niezależne,

• zależne - gdy łączą dwa węzły zależne lub węzeł niezależny i zależny.

Oporem lokalnym przepływu powietrza w sieci wentylacyjnej nazywamy pracę tarcia wywołaną:

• zmianą kierunku przepływu, tzw. opór skrętu kolano,

• zmianą (zwiększeniem lub zmniejszeniem) przekroju poprzecznego wyrobiska,

• obecnością odrzwi dławiących.

Wentylatorem górniczym nazywa się maszynę służącą do sztucznego wywołania ruchu powietrza w kopalnianej sieci wentylacyjnej. Wyróżnia się on spośród wszystkich tego rodzaju maszyn (tj. rzeczywistych, roboczych, niechłodzonych, wirnikowych maszyn strumieniowych) tym, że jego istotną właściwością jest łączność z kopalnianą siecią wentylacyjną, w której działając, wywołuje przepływ powietrza.

Z wymienionych elementów sieci wentylacyjnej, (tzn. bocznic, węzłów, oporów miejscowych i wentylatorów) zbudowane jest dowolne oczko sieci wentylacyjnej - węzłowe lub bezwęzłowe. Oczkiem bezwęzłowym sieci wentylacyjnej nazywamy oczko, które jest szczelnie odgrodzone od sąsiednich oczek. Natomiast oczko sieci wentylacyjnej, które nie jest odgradzane od sąsiednich oczek nosi nazwę oczka węzłowego sieci. Oczko bezwęzłowe jest układem ciał, do którego dopływa energia z zewnętrznych źródeł ciepła (np. z górotworu), a oczko węzłowe sieci - układem ciał, do którego dopływa energia nie tylko z zewnętrznych źródeł ciepła, lecz także z sąsiednich oczek sieci wentylacyjnej.

W oczku bezwęzłowym sieci wentylacyjnej zachodzi przemiana kołowa powietrza, zwana obiegiem termodynamicznym (cyklem). Jego istotną właściwością jest zarówno niezmienność składu chemicznego czynnika termodynamicznego, jak i niezmienność strumienia masy.

Zespół przemian zachodzących w oczku węzłowym kopalnianej sieci wentylacyjnej nie jest obiegiem termodynamicznym, gdyż na skutek dopływu masy nie jest zachowany warunek niezmienności strumienia masy. Zespół tych przemian H. Bystroń nazwał opływem (semicyklem) termodynamicznym. Istotną właściwością opływu termodynamicznego jest niezmienność składu chemicznego czynnika termodynamicznego i zmienność strumienia masy.

Rozważania na temat sieci wentylacyjnej dotyczą najczęściej przypadku, gdy w sieci występuje ustalony stan dynamiczny i termiczny, tj. gdy skład chemiczny powietrza, jego prędkość, ciśnienie, temperatura i inne parametry są funkcjami tylko miejsca i czasu.

6. Sieć wentylacyjna aktywna i pasywna.

Sieć wentylacyjna każdej istniejącej kopalni jest siecią aktywną, gdyż gęstość masy powietrza w wyrobiskach kopalnianych jest wielkością zmienną. Jeśli kopalnia jest płytka (do 400 m), to aktywność jej sieci jest mała. Można zatem tę sieć traktować jako sieć pasywną, co jest równoznaczne z przyjęciem założenia upraszczającego, że gęstość masy powietrza w całej płytkiej kopalni jest wielkością niezmienną, równą

= 1.20 kg/m³.

Przyjęte założenie powoduje, że w bocznicach sieci pasywnej nie występują depresje naturalne i w związku z tym nazywa się je bocznicami pasywnymi.

Jeśli natomiast kopalnia jest głęboka, aktywność jej sieci jest duża i należy zarówno dla sieci istniejących jak i projektowanych traktować sieć wentylacyjną takiej kopalni jak sieć aktywną. Bocznice takiej sieci nazywa się bocznicami aktywnymi. We wszystkich niepoziomych bocznicach takiej sieci występują depresje naturalne.

7. Rodzaje przepływów powietrza w bocznicy sieci wentylacyjnej.

W bocznicach kopalnianej sieci wentylacyjnej mogą zachodzić dwa rodzaje przepływów powietrza:

• laminarny (uwarstwiony),

• turbulentny (burzliwy).

Istnieje też inny podział przepływu na:

• laminarny,

• przejściowy,

• turbulentny.

Laminarny przepływ powietrza polega na tym, że oddzielne warstwy powietrza przesuwają się równolegle do osi wyrobiska, nie mieszając się między sobą. Turbulentny przepływ powietrza charakteryzuje się natomiast tym, że elementy płynu poruszają się w sposób nieuporządkowany i po torach bardzo zawiłych, wskutek czego powstają ciągłe chaotyczne zaburzenia przepływu.

Zarówno w przepływie laminarnym, jak i turbulentnym ważną rolę odgrywa warstwa powietrza bezpośrednio przylegająca do powierzchni ścian wyrobiska, tzw. warstwa przyścienna. Wyróżnia się warstwę przyścienną laminarną, w której rozkład prędkości jest paraboliczny, przy czym nie występuje mieszanie się cząstek powietrza w kierunku poprzecznym oraz warstwę przyścienną turbulentną, która jest chaotycznie zawirowana. W turbulentnej warstwie przyściennej poszczególne cząsteczki płynu „wyskakują” poza jej granice, a na ich miejsce dostają się cząsteczki o dużej prędkości osiowej i dlatego wnoszą do warstwy przyściennej znaczną energię kinetyczną.

W przepływie turbulentnym rzeczywista prędkość w dowolnym punkcie prądu powietrza ciągle się zmienia (pulsuje). Mówiąc o prędkości w danym punkcie przepływu turbulentnego mamy na myśli pewną średnią (w czasie) prędkość. Przy przepływie laminarnym wzrost prędkości w miarę oddalania się od ściany wyrobiska zachodzi znacznie wolniej niż przy przepływie turbulentnym.

Aby stwierdzić rodzaj przepływu powietrza w wyrobisku górniczym (bocznicy sieci), wyznacza się dla tego wyrobiska liczbę Reynoldsa Re z zależności:

gdzie:

- prędkość średnia powietrza, m/s,

- średnica ekwiwalentna (zastępcza, równoważna) wyrobiska górniczego, przy czym

- lepkość kinematyczna powietrza kopalnianego; = 15⋅10­^-6 m²/s,

A - pole przekroju poprzecznego wyrobiska, m²,

B - obwód wyrobiska, m.

W praktyce rozróżnia się pierwszą (dolną) krytyczną liczbę Reynoldsa Re_kr1 i drugą (górną) liczbę Reynoldsa Re_kr2.

Dla wyrobisk górniczych pierwsza liczba krytyczna wynosi Re_kr1 = 1000÷1500 i charakteryzuje utratę stateczności laminarnego przepływu powietrza w wyrobisku.

Statecznie burzliwy przepływ powietrza w wyrobiskach górniczych występuje po przekroczeniu drugiej krytycznej liczby Reynoldsa, przy czym nie ma jednolitego poglądu co do wartości tej liczby. Zazwyczaj przyjmuje się, ze statecznie burzliwy przepływ powietrza występuje, gdy Re_kr2=50000÷80000.

Laminarny przepływ powietrza może zachodzić w szczelinach górotworu, w otamowanych zrobach i polach pożarowych, w podsadzce suchej itp. W czynnych wyrobiskach górniczych na ogół przepływ powietrza ma charakter turbulentny.

A. Strumiński proponuje przyjmować:

- dla kopalń niemetanowych Re_min = 30000,

- dla kopalń metanowych Re_min = 60000.

Przy przepływie powietrza przez długi gładki przewód kołowy krytyczna liczba Reynoldsa wynosi Re ≅ 2300.

Krytyczne prędkości powietrza, zależnie od średnicy rurociągu, mają wartości:

d, m	0.1	1.0	2.0	4.0	6.0
wkr, m/s	3.3	0.33	0.165	0.082	0.055

Wartość liczby Re, przy której następuje przejście z przepływu laminarnego na turbulentny, zależy od wielu czynników, takich jak odległość od wlotu do wyrobiska, chropowatość ociosów, zaburzenia mechaniczne, cieplne itp.

W przedziale liczb Re odpowiadającym przepływowi laminarnemu opór wyrobiska nie zależy od chropowatości ścian wyrobiska. Dla ruchu turbulentnego maleje ze wzrostem liczby Re. Obszar przepływu laminarnego odpowiada liniowej zależności pomiędzy dysypacją energii i prędkością przepływu powietrza. W obszarze w pełni rozwiniętego ruchu turbulentnego, dysypacja energii jest proporcjonalna do przepływu w drugiej potędze.

Przepływy dzielimy ponadto na:

- stacjonarne,

- niestacjonarne.

Przepływy stacjonarne nie zależą od czasu, natomiast przepływy niestacjonarne zależą od czasu.

8. Sposoby odwzorowania kopalnianych sieci wentylacyjnych.

Wszystkie wyrobiska wykonane w kopalni, niezbędne do prawidłowego przygotowania złoża do eksploatacji oraz prowadzenia robót wybierkowych, tworzą układ, który nazywa się siecią wyrobisk. Każde wyrobisko wchodzące w skład sieci wyrobisk musi być przewietrzane, dlatego też sieć wyrobisk utożsamia się z siecią wentylacyjną. Sieć wentylacyjna kopalni składa się z bocznic, oporów miejscowych, wentylatorów itp. elementów sieci wentylacyjnej. W praktyce kopalniana sieć wentylacyjna jest bardzo złożonym układem wspomnianych elementów. W wielu sieciach wentylacyjnych kopalń liczba bocznic i węzłów przekracza kilkaset. Występują wprawdzie w kopalni wyrobiska nie przewietrzane, które nie powinny być zaliczane do sieci wentylacyjnej, ale praktycznie występuje w nich pewien minimalny przepływ powietrza, który usprawiedliwia to utożsamienie.

W praktyce kopalnianej korzysta się z modeli graficznych, a ostatnio również z modeli cyfrowych tych sieci. Sieć kopalnianą odwzorowuje się graficznie na planach pokładowych, a także w postaci schematów wentylacyjnych.

Dla prowadzenia prac związanych z przewietrzaniem i klimatyzacją wyrobisk, profilaktyką przeciwpożarową i zwalczaniem pożarów podziemnych służby wentylacyjne kopalni przygotowują dokumentację, która znajduje się w biurze inżyniera wentylacji. Ze względu na wagę tych zagadnień dla bezpieczeństwa ludzi dokumentacja ta jest uzupełniana i aktualizowana na bieżąco.

Do ważniejszych dokumentów należą:

• plany (mapy) pokładowe,

• poglądowy plan przewietrzania,

• schemat przestrzenny przewietrzania,

• schemat kanoniczny przewietrzania,

• schemat ilościowy przewietrzania,

• schemat potencjalny (zdjęcie depresyjne) przewietrzania.

9. Schemat przestrzenny przewietrzania.

Na podstawie planu poglądowego lub częściej w oparciu o plany (mapy) pokładowe kreśli się schemat przestrzenny przewietrzania. Schemat ten ma przedstawiać przestrzenny obraz wszystkich czynnych wyrobisk w kopalni. Ze schematu przestrzennego sieci ma wynikać wznoszący lub schodzący charakter prądów powietrznych w kopalni. Sposób wykonania tego schematu należy dostosować do lokalnych warunków geologiczno-górniczych panujących w kopalni.

Ze względu na przejrzystość i prostotę schemat przestrzenny kreśli się według uproszczonej izometrii:

• szyby i szybiki kreśli się pionowymi liniami podwójnymi - zwykle kolorem czarnym,

• przekopy wydrążone w kierunku równoległym do rozciągłości kreśli się liniami poziomymi - zwykle kolorem czarnym lub żółtym,

• przecznice biegnące w kierunku prostopadłym do rozciągłości kreśli się linią nachyloną do poziomu pod kątem 30°,

• wyrobiska w pokładzie, narysowane kolorem danego pokładu, kreśli się poziomo w przypadku chodników po rozciągłości lub pod kątem 60° dla wyrobisk wydrążonych po wzniosie lub upadzie.

Punkty węzłowe i inne charakterystyczne miejsca numeruje się, starając się stosować zasadę, by powietrze płynęło od węzłów o numerach niższych do węzłów o numerach wyższych.

Niejednokrotnie kopalniana sieć wentylacyjna jest tak skomplikowana, że schemat przestrzenny sieci narysowany zgodnie z tymi zasadami jest nieczytelny. Wówczas wykonuje się uproszczony schemat, przedstawiając niektóre części sieci w formie kółek z odpowiednimi napisami (np. oddziały wydobywcze).

W przypadku przecinania się na płaszczyźnie rysunku wyrobisk, które w rzeczywistości nie mają połączeń między sobą stosuje się zasadę, by wyrobiska mniej ważne np. przekopy i przecznice względem szybu w miejscu przecięcia były rysowane półkolem jako obejście. Wyrobiska główne oraz wyrobiska wybierkowe powinny być na schemacie opisane. Na schemacie powinny być również naniesione, podobnie jak na mapie pokładowej, kierunki rozpływu powietrza, urządzenia wentylacyjne, zabezpieczenie przeciwpożarowe itp. Znaki umowne, które wykorzystujemy na schematach wentylacyjnych podane są w PN/G-09004.

10. Schemat kanoniczny przewietrzania.

Na podstawie schematu przestrzennego kreśli się schemat kanoniczny, który jest nieskalibrowanym obrazem topologicznym sieci wentylacyjnej. Schemat kanoniczny kopalnianej sieci wentylacyjnej orientuje o sposobie rozprowadzenia powietrza i służy do wszelkich obliczeń wentylacyjnych. Przy jego pomocy można też badać charakter bocznic w sieci wentylacyjnej, tzn. ich normalność bądź przekątność.

Rysowanie schematu kanonicznego nie nastręcza trudności gdy w sieci wentylacyjnej występuje mała liczba szybów i można w niej wydzielić w miarę niezależne podsieci związane z poszczególnymi szybami wentylacyjnymi. Rozróżnia się schematy kanoniczne otwarte i zamknięte. Schemat zamknięty uzyskuje się ze schematu otwartego przez uwzględnienie w nim, że atmosfera zewnętrzna stanowi bocznicę o nieskończenie dużym przekroju i oporze równym zero, łączącą dyfuzor wentylatora głównego ze zrębem szybu wdechowego. Twórcą schematu otwartego był H. Czeczott, natomiast schematu zamkniętego (kołowego) W. Budryk.

Rys. A. Fazy rysowania schematu kanonicznego

Rys.8.3. Schemat kanoniczny dla sieci z rys 8.2

Schemat kanoniczny otwarty i zamknięty

Rys. B. Schemat kanoniczny otwarty

Rys. C. Schemat kanoniczny zamknięty	Rys. D. Schemat kanoniczny sieci płaskiej

Schematy kanoniczne sieci płaskiej i niepłaskiej

Rys. E. Schemat kanoniczny sieci niepłaskiej

11. Rodzaje prądów powietrza.

Posługując się schematami przestrzennym i kanonicznym sieci wenty­lacyjnej można przeprowadzić klasyfikację prądów powietrza w tej sieci.

Wyróżnia się następujące prądy powietrza:

• wznoszący się prąd powietrza, tj. prąd płynący w bocznicy od węz­ła o mniejszej wysokości niwelacyjnej do węzła o większej wysokości ni­welacyjnej,

• schodzący prąd powietrza, tj. prąd płynący od węzła o większej wysokości niwelacyjnej do węzła o mniejszej wysokości niwelacyjnej,

• normalny prąd powietrza, tj. prąd, którego kierunek nie zależy od oporu bocznic sąsiednich,

• przekątny prąd powietrza, tj. prąd, którego kierunek zależy od oporu bocznic sąsiednich.

• niezależny prąd powietrza, tj. prąd, który oddziela się od prądu powietrza świeżego i po przewietrzeniu miejsca pracy lub innego pomiesz­czenia na dole kopalni dołącza się do prądu powietrza zużytego,

• zależny prąd powietrza, tj. prąd w bocznicach sieci łączących ze sobą dwa różne prądy powietrza świeżego lub dwa różne prądy powietrza zużytego. Zależne prądy powietrza świeżego są na ogół bardziej niebez­pieczne w czasie pożaru podziemnego niż zależne prądy powietrza zużyte­go, dlatego należy dążyć do wyeliminowania tych prądów z sieci wentyla­cyjnej.

• rejonowy prąd powietrza, tj. niezależny prąd powietrza przewie­trzający kompleks wyrobisk górniczych,

• grupowy prąd powietrza świeżego, tj. prąd powietrza płynący do najmniej dwóch rejonów wentylacyjnych. Grupowym prądem powietrza zużytego nazywa się prąd po­wietrza płynący co najmniej z dwóch rejonów wentylacyjnych,

• prosty prąd powietrza względem danego źródła energii (mechanicz­nej lub naturalnej), tj. prąd, którego kierunek przepływu jest zgodny z kierunkiem działania tego źródła,

• odwrócony prąd powietrza, tj. prąd, którego kierunek przepływu jest niezgodny z kierunkiem działania źródła energii.

Rys. F. Schemat kanoniczny sieci wentylacyjnej kopalni C

14. Wyznaczanie minimalnych ilości powietrza w wyrobiskach górniczych.

Ilość powietrza doprowadzana do kopalni powinna być taka, aby we wszystkich czynnych wyrobiskach górniczych nie nastąpiło stężenie gazów przekraczające wartości dopuszczalnych (z wyjątkiem stężeń chwilowych np. w czasie robót strzelniczych), a także żeby temperatura powietrza nie przekraczała wartości dopuszczalnych i zawartość tlenu objętościowo w tym powietrzu nie była mniejsza niż 19%. Prędkości powietrza w poszczególnych rodzajach wyrobisk są określone przepisami, jednakże należy przestrzegać, aby w kopalniach niemetanowych prędkość prądu powietrza wynosiła minimum 0,15 m/s, w kopalniach metanowych 0,3 m/s, a w wyrobiskach z elektryczną trakcją przewodową, w polach metanowych nie mniejsza niż 1 m/s.

Minimalną ilość powietrza w wyrobiskach górniczych różnych krajów świata wyznacza się różnymi metodami. W Polsce, gdzie kopalnie osiągają znaczne głębokości przekraczające już niekiedy 1000 m oraz gdzie mamy do czynienia z coraz większą liczbą kopalń metanowych, dominującymi czynnikami wpływającymi na potrzebną ilość powietrza dla kopalń jest właściwa prognoza temperatury i metanowości.

Według przepisów całkowita ilość powietrza doprowadzana do wszystkich podziemnych wyrobisk zakładu górniczego powinna być taka, aby zapewnione było utrzymanie wymaganego składu powietrza oraz jego temperatury. Wydatek powietrza w przeliczeniu na jednostkę najliczniejszej zmiany nie powinien być mniejszy niż 0,1 m³/s. Stąd już wynika pierwszy sposób wyznaczania minimalnej ilości powietrza dla kopalń

m³/s

gdzie N oznacza liczbę ludzi na najliczniej obłożonej zmianie.

Obliczanie ilości powietrza na podstawie normy

Polska norma PN-63/G-05162 zaleca następujący sposób obliczania potrzebnej ilości powietrza dla kopalń:

Dla kopalń o przeciętnych warunkach ze względu na liczbę załogi w podziemiach kopalń

gdzie:

a - wydatek powietrza przypadający na 1 człowieka, m³/min,

N - liczba ludzi na najliczniejszej zmianie w ciągu doby.

Wydatek powietrza a należy przyjmować 10 m³/min w kopalniach o głębokości powyżej 120 m, przy czym w kopalniach istniejących dopuszcza się 7 min oraz 5 m³/min w kopalniach o głębokości do 120m.

Ze względu na wielkość wydobycia wymaganą ilość powietrza oblicza się ze wzoru

gdzie:

b₁, b₂, ..., b_n - najmniejszy wydatek powietrza przypadający na 1 t wydobycia netto z poszczególnych pokładów lub ich części o różnym stopniu zagrożenia metanowego; wartości te podano w tabl. 11.1,

T₁, T₂, ..., T_n - wydobycie węgla netto z poszczególnych pokładów lub ich części o różnym stopniu zagrożenia metanowego, t/dobę.

Tablica 11.1

Najmniejszy wydatek powietrza przypadający na 1 tonę wydobycia węgla netto	Zastosowanie (w normie, zgodnie z przepisami z 1955roku, operuje się pojęciem kopalnia gazowa i niegazowa)
b, m^3/min
1,0	Kopalnie niemetanowe Kopalnie metanowe z pokładami lub częściami pokładów należącymi do I kategorii zagrożenia metanowego
1,5	Kopalnie metanowe z pokładami lub częściami pokładów należącymi do II kategorii zagrożenia metanowego
0,15 W gdzie przez W oznaczono metan wydzielający się do atmosfery kopalnia­nej (bez metanu odprowadzanego ruro­cią­ga­mi odmetanowania), m^3/t. wydobycia węgla netto; należy przyjmo­wać W ≥ 10	Kopalnie metanowe z pokładami lub częściami pokładów należącymi do III i IV kategorii zagrożenia metanowego

Ze względu na ilość powietrza w miejscach pracy całkowity wydatek należy tak ustalić, aby do każdego miejsca pracy można było doprowadzić co najmniej 3 m³/min powietrza świeżego na jednego człowieka zatrudnionego w danym miejscu.

Ze względu na stężenie metanu całkowity wydatek powinien być taki, aby stężenie metanu w powietrzu w prądzie wylotowym z rejonów wentylacyjnych nie przekraczało 1%.

Ze względu na temperaturę wydatek całkowity należy tak ustalić, aby w prądzie wylotowym z wyrobisk eksploatacyjnych temperatura powietrza na termometrze suchym nie była wyższa niż 28°C, a na wilgotnym nie wyższa niż 25°C.

Przy projektowaniu nowych kopalń lub poziomów całkowity wydatek z uwagi na temperaturę powietrza należy obliczyć wg wzoru

; m³/s

gdzie k₁, k₂, ..., k_n oznacza najmniejszy wydatek powietrza przypadający na 1 tonę wydobycia węgla netto z poszczególnych części kopalni o różnej głębokości; wartości k_n podano w tabl. 11.2.

Tablica 11.2

Najmniejszy wydatek powietrza przypada­­jący na 1 tonę wydobycia węgla netto k, m^3/min	1,0	1,0 + 1,5	1,5 + 2,5	2,5 + 4,0
Zastosowanie: kopalnie o głębokości, m	< 400	400÷600	600 ÷ 800	800 ÷ 1000

Jako ostateczną wielkość wydatku należy przyjąć największą wartość otrzymaną z obliczeń.

Norma zaleca, aby dla kopalń o warunkach specjalnych, np. wyrzuty gazów, niski stopień geotermiczny, wydatek powietrza przyjmować na podstawie porównania danych otrzymanych z kopalń o zbliżonych warunkach, z tym zastrzeżeniem, że nie będzie on niższy od obliczonego podanymi zależnościami.

Jak to już wspomniano, przepisy BHP wymagają, aby ilość powietrza w przeliczeniu na jednostkę najliczniejszej zmiany nie była mniejsza niż 6 m³/min.

Przepisy te wymagają ponadto, aby prędkość powietrza w wyrobiskach, w których pracują ludzie, nie przekraczała 5 m/s w ścianach i zabierkach, 8 m/s w wyrobiskach korytarzowych, 12 m/s w szybach i szybikach zjazdowych, 10 m/s przy prowadzeniu w szybie lub szybiku robót lub gdy przechodzą ludzie przedziałem drabinowym. Należy jeszcze dodać, że w przypadku stosowania metanometrii automatycznej zawartość metanu w powietrzu w rejonowych prądach powietrza zużytego może wynosić do 1,5%. W literaturze polskiej oraz zagranicznej można znaleźć bardzo dużo zależności pozwalających na wyznaczanie potrzebnej ilości powietrza zarówno dla kopalni, jak i dla poszczególnych rodzajów wyrobisk. Nadmienić należy, że norma PN-63/G-05162 nie uwzględnia koncentracji produkcji, w związku z czym strumień objętości powietrza
ze względu na głębokość eksploatacji w zależności od wydobycia można obliczać w m³/s z zależności (18) uwzględniając wskaźniki k_n przedstawione w tablicy I.17.

Tablica I.17. Najmniejszy strumień objętości powietrza w zależności od głębokości kopalni (poziomu) i koncentracji wydobycia

Głębokość	Oddziały w kopalni lub poziomy ze ścianami o wydobyciu dobowym, t
kopalni
(poziomu),	do 500	1000	2000	od 3000
H, m	Najmniejszy strumień objętości powietrza przypadający na tonę wydobycia netto ze ścian kopalni lub poziomu, kn m^3/s na tonę wydobycia dobowego
do 400	0.017	0.013	0.011	0.010
400÷600	0.017÷0.025	0.0130.020	0.0110.017	0.0100.013
600800	0.0250.042	0.0200.033	0.0170.027	0.0130.020
8001000	0.0420.067	0.033 0.053	0.027 0.042	0.020 0,030
1000200	0670.100	0.0530.080	0.0420.062	0.0300.047

Dla ścian kopalni lub poziomu o wydobyciu 5001000, 10002000 i 20003000 t/d najmniejsze natężenie przepływu powietrza przypadające na tonę wydobycia netto należy przyjmować przez interpolację wartości podanych w tablicy.

Obliczanie potrzebnej ilości powietrza dla wyrobisk przygotowawczych

Dla przewietrzania przyprzodkowej części wyrobiska, do której wydzielają się gazy, potrzebną ilość powietrza oblicza się z zależności

m³/min

dla całego wyrobiska

m³/min

gdzie

- maksymalna dopuszczalna koncentracja CH_4,

- koncentracja CH₄ w powietrzu wpływającym do wyrobiska,

- maksymalne ilości gazu wydzielającego się odpowiednio w przodku i wzdłuż całego wyrobiska, m³/min.

Przy kombinowanym sposobie przewietrzania wyrobisk o znacznym przekroju (tuneli) początkowo sposobem tłoczącym, a następnie ssącym, przy czym czas przewietrzania tłoczącego powinien wynosić 1/3 ogólnego czasu przewietrzania.

Ilość powietrza określa się ze wzoru J.B. Mosteganowa

gdzie oznacza objętość strefy przyprzodkowej wynoszącej 40 m od czoła przodku, m³.

Czas przewietrzania ssącego wynosi

ogólny czas przewietrzania

Do przewietrzania wyrobisk drążonych w warunkach dużej metanowości kopalni, potrzebną ilość powietrza obliczyć można ze wzoru

gdzie

- ilość metanu wydzielająca się w przodku, m³/min,

- współczynnik uwzględniający szczytowe wydzielanie się metanu; przyjmuje się 1,5,

- maksymalna koncentracja CH₄ dopuszczalna przepisami,

- koncentracja CH₄ w powietrzu wpływającym do wyrobiska, %,

lub z prostej zależności

15. Obliczanie potrzebnej ilości powietrza dla ścian.

Potrzebną ilość powietrza dla ścian w nowo projektowanych kopalniach lub poziomach wyznaczyć można z zależności

gdzie

- względna prognozowana metanowość ściany, m³/t,

- współczynnik nierównomierności wydzielania się metanu w ścianie określany doświadczalnie; przyjmuje się = 1,4 do 1,6 dla pokładów cienkich, przy czym wartość wyższa odnosi się do antracytów zaś niższa dla pozostałych pokładów,

W - projektowane wydobycie węgla ze ściany, t/dobę.

Potrzebną ilość powietrza ze względu na stosowanie materiałów wybuchowych oblicza się wzorem

τ - czas przewietrzania wyrobiska, min,

B - ilość równocześnie odstrzelonego materiału wybuchowego, kg,

V - objętość przewietrzanej ściany, m³.

Potrzebną ilość powietrza dla ścian w polach metanowych obliczyć można z zależności

gdzie
oznacza bezwzględną metanowość wyrobisk, m³/min.

Dla ścian istniejących

Przy zmianie wydobycia potrzebną ilość powietrza wyznacza się mnożąc wielkość
przez stosunek A_p/A gdzie A jest aktualną wielkością wydobycia, zaś A_p wielkością projektowaną.

16. Równanie ruchu ( przepływu ) powietrza w bocznicy.

Równanie określające jednowymiarowy ustalony przepływ powietrza w bocznicy sieci wentylacyjnej może być wyprowadzone na podstawie bilansu energii zestawionego dla odcinka bocznicy ograniczonego dwoma nieskończenie blisko siebie położonymi przekrojami (d) i (w). Do masy powietrza, zawartej między przekrojami (d) i (w) dopływa ciepło dq, o które uboższe są źródła zewnętrzne. Powietrze zawarte między tymi przekrojami nie wykonuje żadnej pracy zewnętrznej. Zestawiając bilans energii układu, objętego osłoną diabatyczną (kontrolną), ograniczamy się do czasu Δτ, potrzebnego na to, aby jednostka masy powietrza, tj. 1 kg, pokonała odległość ds między przekrojami dopływu (d) i wypływu (w).

17. 
    Równanie Bernoulliego.

Jeżeli wyrobisko jest bez oporu lokalnego i wentylatora równanie ruchu przyjmie postać:

Jeżeli przyjmiemy, że:

= idem = = = 1.20 kg/m³

równanie to przyjmie postać zwaną równaniem Bernoulliego :

18. Napór całkowity.

Mając dane równanie Bernoulliego w postaci:

i wykorzystując :

nazywany naporem całkowitym, to równanie )

sprowadza się do postaci:

19. Jednostkowa praca techniczna doprowadzona do wentylatora, spiętrzenie wentylatora.

Wentylator - niechłodzona przepływowa maszyna robocza.

Równanie na jednostkową pracę techniczną doprowadzaną do wentylatora

Jeśli przyjmiemy założenie upraszczające, że

równanie przyjmie postać:

Przyjmując ponadto, że

zależność uzyska po przekształceniach postać:

Wiedząc, że

równanie przyjmie postać:

Jednostkową pracę techniczną doprowadzaną do wentylatora odniesioną do 1 m³ powietrza można wyznaczyć z :

gdzie:

- praca techniczna doprowadzona do wentylatora, J/m³,

- spiętrzenie całkowite wentylatora, Pa,

- Średnia objętość właściwa między przekrojami (d) i (w) wentylatora, m³/kg.

Charakterystykę spiętrzenia wentylatora przedstawia się najczęściej graficznie jako funkcję

Jeśli temperatura przepływającego przez wentylator powietrza (lub gazów) zmienia się w szerokim zakresie temperatur (np. do kilkuset °C), to wygodniej jest korzystać z tej charakterystyki w postaci:

Wtedy charakterystyki wykonane dla różnych gęstości powietrza, zgodnie z zależnością

sprowadzają się do jednej krzywej.

20. Depresja naturalna.

Praca wszystkich czynników naturalnych (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 m³ powietrza nosi nazwę depresji naturalnej, a jej liczbowa wartość 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.

gdzie:

- depresja naturalna generowana w bocznicy sieci wentylacyjnej, J/kg,

- wykładnik izentropy; = 1.4,

- objętość właściwa powietrza na zrębie szybu wdechowego, m³/kg,

- ciśnienie statyczne bezwzględne na zrębie szybu wdechowego, Pa,

- objętość właściwa powietrza w przekroju dopływu bocznicy, m³/kg,

- odpowiednio ciśnienie statyczne bezwzględne w przekroju dopływu (d) i wypływu (w) bocznicy, Pa.

W literaturze (wg H. Bystronia) spotyka się także inną zależność na depresję naturalną odniesioną do 1 m³ powietrza

gdzie:

- depresja naturalna w bocznicy, J/m³.

21. Liczba bezpieczeństwa prądu grupowego powietrza.

W celu zbadania racjonalności rozkładu spadków potencjału aerodynamicz­nego w bocznicach grupowych sieci aktywnej konieczne jest stwierdzenie, czy obrana bocznica jest wąskim przekrojem wentylacyjnym. Zagadnienie to można rozwiązać przez określenie tzw. liczby bezpieczeństwa a_λβ prądu, która zdefiniowana jest wzorem

gdzie: b_λ - liczba wszystkich bocznic wchodzących w skład oczka zewnętrznego λ sieci.

Bocznica grupowa będzie wąskim przekrojem wentylacyjnym wówczas, gdy liczba bezpieczeństwa prądu w tej bocznicy jest większa od 1, tzn. gdy zachodzi nierówność

> 1.

Jeśli z przeprowadzonych badań wynika, że obrana bocznica grupowa jest wąskim przekrojem wentylacyjnym, to należy podjąć środki dla usunięcia tego wąskiego przekroju, przy czym należy dążyć do uzyskania liczby bezpieczeństwa z przedziału (0÷1).

Oprócz badania stabilności kierunków prądów rejono­wych i zależnych oraz badania racjonalności rozkładu spadków potencjału w prądach rejonowych i grupowych sieci aktywnej schemat potencjalny znajduje zastosowanie prakty­czne również w innych zagadnieniach, mających poważne znaczenie dla bezpie­czeń­stwa w kopalni, jak profilaktyka pożarów endogenicz­nych, przyspieszenie likwidacji pól pożarowych, zabezpieczenie bezpiecznej wspólnej pracy wentyla­torów w sieci wentylacyjnej, uniezależnienie kopalni od wahań ciśnienia powie­trza w atmosferze ziemskiej itp.

22. Połączenie szeregowe bocznic.

Jeśli bocznica składa się z kilku wyrobisk różniących się np. rodzajem obudowy lub przekroju połączonych szeregowo to jej opór wypadkowy jest sumą oporów poszczególnych wyrobisk

Analogicznie jest wyznaczany opór wypadkowy szeregowo połączonych bocznic.

Dla dwóch bocznic o oporach i połączonych szeregowo opór wypadkowy jest równy:

Wypadkowa dyssypacja energii przy założeniu, że 1.20 kg/m³ jest równa:

23. Otwór równoznaczny ( ekwiwalentny ).

Jest to otwór w nieskończenie cienkiej ściance, przez który, przy danej różnicy potencjałów (depresji) przepływa taki sam strumień powietrza jak przez wyrobisko (kopalnię). Prędkość przepływu przez taki otwór wynosi:

gdzie: - współczynnik ścieśnienia (bezwymiarowy) wyznaczony doświadczalnie, przy czym wynosi on = 0.57÷0.70 (średnio = 0.65)

- ciężar właściwy powietrza; =1.20 kG/m³,

- dysypacja energii, kGm/m³.

Otwór równoznaczny będzie równy:

(3)

W układzie jednostek SI wzór na otwór przyjmie postać:

przy czym dysypację energii podstawia się w J/m³.

Jeśli wyznaczamy otwór równoznaczny całej kopalni, a nie wyrobiska, to w miejsce dysypacji energii we wzorze (4) wstawia się spiętrzenie wentylatora

Podział kopalni ze względu na wielkość otworu równoznacznego

(wg. W. Budryka):

- wąska < 1m²,

- średnia 1 ≤ ≤ 2m²,

- szeroka > 2 m².

gdzie: - opór właściwy, kg/m⁷.

24. Połączenie równoległe bocznic.

W każdej z bocznic połączonych równolegle, przy założeniu, że , powstaje taka sama dysypacja energii. Wynika to z faktu, że w stanie ustalonym algebraiczna suma spadków potencjału w oczku powinna być równa zero.

Wobec tego dla układu bocznic przedstawionego na rysunku) otrzymamy:

oraz

skąd

i uzyskujemy zależność:

Ogólnie dla bocznic połączonych równolegle

gdzie:

N - liczba bocznic połączonych równolegle.

Wobec tego dla przypadku ogólnego opór połączenia równoległego bocznic jest równy:

25. Prawo dla węzłów sieci wentylacyjnej.

Stosując zasadę zachowania masy dla niezależnego węzła j-tego sieci w stanie ustalonym można napisać:

gdzie:

j = 1, 2, ..., W - numer niezależnego węzła, przy czym W - liczba wszystkich niezależnych węzłów sieci wentylacyjnej,

K­_j - liczba wszystkich bocznic k (k = 1, 2, ... K_j), w których krańcami jest niezależny węzeł j-ty sieci,

- czynnik znakowy bocznicy k mającej kraniec w węźle j-tym, przy czym czynnik ten ma wartość +1, jeśli powietrze bocznicą k-tą dopływa do węzła j-tego, natomiast ma wartość -1, jeśli powietrze bocznicą k-tą odpływa z węzła j-tego sieci,

- strumień masy powietrza w bocznicy k mającej kraniec w węźle j-tym.

Równanie nazywamy prawem dla węzłów sieci wentylacyjnej lub też czasami I prawem Kirchhoffa.

Dla sieci aktywnej słuszne jest także równanie:

natomiast równanie w postaci

można wykorzystywać jedynie dla sieci pasywnych !!!

26. Prawo dla oczek sieci wentylacyjnej.

Dla sieci pasywnej : suma algebraiczna dyssypacji energii i algebraiczna suma dyssypacji w oporach lokalnych, w danym oczku powinna być równa sumie spiętrzeń całkowitej energii wentylatorów działających w tym oczku..

Równanie ma postać:

Dla sieci aktywnej : suma algebraiczna dyssypacji energii i algebraiczna suma dyssypacji w oporach lokalnych, w danym oczku powinna być równa sumie spiętrzeń całkowitej energii wentylatorów i algebraicznej sumie lokalnych depresji działających w tym oczku..

Równanie ma postać:

gdzie:

- czynnik znakowy dysypacji energii w bocznicy i-tej, przy czym czynnik ten ma wartość +1, jeśli kierunek przepływu powietrza w tej bocznicy jest zgodny z kierunkiem obchodzenia oczka, natomiast ma wartość -1, jeśli kierunki te są przeciwne,

- czynnik znakowy dysypacji energii na oporze miejscowym w bocznicy j-tej, przy czym czynnik ten ma wartość +1, jeśli kierunek przepływu powietrza w tej bocznicy jest zgodny z kierunkiem obchodzenia oczka, wartość -1, jeśli kierunki te są przeciwne oraz 0 jeśli w tej bocznicy nie występuje opór miejscowy,

- czynnik znakowy depresji naturalnej w bocznicy k-tej, przy czym czynnik ten ma wartość +1, jeśli kierunek działania depresji w bocznicy jest zgodny z kierunkiem obchodzenia oczka, natomiast ma wartość -1, jeśli kierunki te są przeciwne,

- czynnik znakowy wentylatora w bocznicy w-tej, przy czym czynnik ten ma wartość +1, jeśli kierunek działania wentylatora w bocznicy jest zgodny z kierunkiem obchodzenia oczka, wartość -1, jeśli kierunki te są przeciwne oraz 0 jeśli w tej bocznicy nie działa wentylator.

- dysypacja energii w i-tej bocznicy, J/kg,

- dysypacja energii na oporze miejscowym w j-tej bocznicy, J/kg,

- depresja naturalna działająca w k-tej bocznicy, J/kg,

- praca techniczna wentylatora działającego w w-tej bocznicy, J/kg.

Zależność ta nazywa się prawem dla oczek sieci wentylacyjnej lub rzadziej II prawem Kirchhoffa.

27. Wentylacja naturalna, przewietrzanie mechaniczne, rozpływ swobodny i wymuszony.

Podziemne wyrobiska górnicze, zgodnie z przepisami górniczymi, należy przewietrzać przepływającymi przez nie prądami powietrza. Dlatego też do każdej kopalni doprowadza się określoną ilość powietrza niezbędną do zapewnienia bezpieczeństwa i higieny pracy w jej podziemiach. W aerologii górniczej rozróżnia się naturalną i mechaniczną wentylację kopalni.

Wentylacja naturalna w kopalni występuje wówczas, gdy przepływ powietrza w wyrobiskach odbywa się pod wpływem działania czynników naturalnych, takich jak temperatura powietrza, zmiana składu chemicznego powietrza kopalnianego itp.

Jeśli do przewietrzania kopalni stosuje się wentylatory, to mówi się o przewietrzaniu mechanicznym lub sztucznym.

Przez swobodny rozpływ powietrza w kopalni rozumie się rozpływ, jaki występuje w sieci wentylacyjnej przy czynnych lub unieruchomionych wentylatorach głównych bez stosowania specjalnych urządzeń wentylacyjnych ułatwiających (wentylatory pomocnicze) bądź utrudniających (tamy dławiące) przepływ powietrza w wyrobiskach górniczych.

Jeśli dla uzyskania a priori określonej intensywności przewietrzania wyrobisk górniczych stosuje się wymienione urządzenia wentylacyjne, to rozpływ powietrza w kopalni nazywa się rozpływem wymuszonym.

28. Metoda tablicy schodkowej Budryka wyznaczania rozpływu powietrza.

Metodę tablicy schodkowej W. Budryka stosuje się do obliczania rozpływu powietrza w normalnych sieciach pasywnych. Prądy na które rozdziela się całkowity prąd powietrza dzieli się na klasy w sposób pokazany na rysunku.

Obliczenia rozpoczyna się od najwyższej klasy stosując odpowiednio prawa dla równoległego i szeregowego łączenia bocznic, przy czym przy połączeniu równoległym bocznic dodaje się otwory równoznaczne, natomiast przy połączeniu szeregowym dodaje się opory bocznic. Po zwinięciu sieci do jednego przewodu otrzymuje się opór i otwór równo­znacz­ny całej sieci. Procentowy rozdział powietrza na poszczególne bocznice oblicza się dla poszczególnych klas bocznic połączonych równolegle z zależności :

---