110009

1. Wstęp teoretyczny

Powietrzem kopalnianym nazywamy roztwór gazów i par wypełniających podziemne wyrobiska górnicze. W wyrobiskach tych powietrze atmosferyczne podlega licznym zmianom, które zachodzą w wyniku oddziaływania czynników naturalnych( takich jak wydzielanie się gazów ze skał) oraz technologicznych (praca maszyn silnikami spalinowymi, roboty strzałowe itp.).

Podstawowymi parametrami charakteryzującymi przepływ powietrza w wyrobiskach kopalnianych są: prędkość przepływu w, gęstość p, ciśnienie p, temperatura T, , stężenia gazów zmieszanych z powietrzem C,.

Strumień objętości powietrza przepływający przez wentylatory główne poszczególnych kopalń jest bardzo duży. W polskich kopalniach węgla na 11 urobku przypada bowiem około 3000 m³ powietrza, a w kopalniach miedzi około 9000 m³. Zatem przez kopalnię węgla o wydobyciu dobowym 10 tys. t przepływa około 350 m³/s (30 min m³ na dobę) powietrza.

Podane liczby i zakresy występowania niektórych wielkości w pewnym stopniu charakteryzują wymagania stawiane pomiaroznawstwu wentylacyjnemu

Strumień objętości i strumień masy powietrza kopalnianego

Strumień objętości powietrza ^v przepływający przez powierzchnię A (rys. 2.3.1) wyznacza się z zależności:

V> = w„, - A

gdzie wii = |w| cos a jest rzutem wektora prędkości na normalną n do powierzchni A, przy czym wm oznacza prędkość średnią.

W przypadku wyrobiska powierzchnia A jest zwykle jego przekrojem poprzecznym o polu A.

Strumień masy powietrza (wydatek masowy) m wynosi

m = | p • w_n dA = p • w_m A = p • V

A

Z punktu widzenia pomiarowego istotne jest wyznaczenie kierunku wektora prędkości w względem powierzchni przekroju A. W celu wyznaczenia strumienia objętości lub masy powietrza należy określić moduł wektora |w| oraz kąt a zawarty między wektorem normalnym n do powierzchni A a wektorem prędkości w. Strumień objętości powietrza sprowadzony do warunków

normalnych ^vn można wyznaczyć w oparciu o zależność.

rh.p-V-p.-V. => V.=-£-Pn