Распространение высокодисперсных пылевых частиц в турбулентных вентиляционных потоках при ведении взрывных работ

Распространение высокодисперсных пылевых частиц в турбулентных вентиляционных потоках при ведении взрывных работ

Рассмотрен процесс распространения тонкодисперсной пыли, образованной в результате взрывных работ при проведении подготовительных выработок. Получена теоретическая зависимость, позволяющая определять концентрацию мелкодисперсной пыли по длине тупиковой выработки в период ее проветривания с учетом ут...

Повний опис

Збережено в:
Бібліографічні деталі
Опубліковано в: :Розробка родовищ
Дата:2015
Автор: Савельев, Д.В.
Формат: Стаття
Мова:Russian
Опубліковано: УкрНДМІ НАН України, Інститут геотехнічної механіки НАН України 2015
Теми:
Охорона праці
Онлайн доступ:https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/104667
Теги: Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:Распространение высокодисперсных пылевых частиц в турбулентных вентиляционных потоках при ведении взрывных работ / Д.В. Савельев // Розробка родовищ: Зб. наук. пр. — 2015. — Т. 9. — С. 435-442. — Бібліогр.: 6 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-104667
record_format dspace
spelling Савельев, Д.В.
2016-07-13T11:39:36Z
2016-07-13T11:39:36Z
2015
Распространение высокодисперсных пылевых частиц в турбулентных вентиляционных потоках при ведении взрывных работ / Д.В. Савельев // Розробка родовищ: Зб. наук. пр. — 2015. — Т. 9. — С. 435-442. — Бібліогр.: 6 назв. — рос.
2415-3435
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/104667
622.457:622.235
Рассмотрен процесс распространения тонкодисперсной пыли, образованной в результате взрывных работ при проведении подготовительных выработок. Получена теоретическая зависимость, позволяющая определять концентрацию мелкодисперсной пыли по длине тупиковой выработки в период ее проветривания с учетом утечек воздуха из вентиляционного трубопровода.
Розглянуто процес поширення тонкодисперсного пилу, утвореного в результаті вибухових робіт при проведенні підготовчих виробок. Отримано теоретичну залежність, що дозволяє визначати концентрацію дрібнодисперсного пилу по довжині тупикової виробки в період її провітрювання з урахуванням витоків повітря з вентиляційного трубопроводу.
The process of fine particle distribution as a result of blasting operations while driving development workings is considered. Theoretical dependence which enables to determine concentration of the fine dust along the length of the blind drift during its ventilation taking into account its air leak from the air duct is given.
ru
УкрНДМІ НАН України, Інститут геотехнічної механіки НАН України
Розробка родовищ
Охорона праці
Распространение высокодисперсных пылевых частиц в турбулентных вентиляционных потоках при ведении взрывных работ
Поширення високодисперсних пилових частинок у турбулентних вентиляційних потоках під час проведення вибухових робіт
Distribution of fine dust particles within turbulent ventilation flow at blasting operation
Article
published earlier
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
title Распространение высокодисперсных пылевых частиц в турбулентных вентиляционных потоках при ведении взрывных работ
spellingShingle Распространение высокодисперсных пылевых частиц в турбулентных вентиляционных потоках при ведении взрывных работ
Савельев, Д.В.
Охорона праці
title_short Распространение высокодисперсных пылевых частиц в турбулентных вентиляционных потоках при ведении взрывных работ
title_full Распространение высокодисперсных пылевых частиц в турбулентных вентиляционных потоках при ведении взрывных работ
title_fullStr Распространение высокодисперсных пылевых частиц в турбулентных вентиляционных потоках при ведении взрывных работ
title_full_unstemmed Распространение высокодисперсных пылевых частиц в турбулентных вентиляционных потоках при ведении взрывных работ
title_sort распространение высокодисперсных пылевых частиц в турбулентных вентиляционных потоках при ведении взрывных работ
author Савельев, Д.В.
author_facet Савельев, Д.В.
topic Охорона праці
topic_facet Охорона праці
publishDate 2015
language Russian
container_title Розробка родовищ
publisher УкрНДМІ НАН України, Інститут геотехнічної механіки НАН України
format Article
title_alt Поширення високодисперсних пилових частинок у турбулентних вентиляційних потоках під час проведення вибухових робіт
Distribution of fine dust particles within turbulent ventilation flow at blasting operation
description Рассмотрен процесс распространения тонкодисперсной пыли, образованной в результате взрывных работ при проведении подготовительных выработок. Получена теоретическая зависимость, позволяющая определять концентрацию мелкодисперсной пыли по длине тупиковой выработки в период ее проветривания с учетом утечек воздуха из вентиляционного трубопровода. Розглянуто процес поширення тонкодисперсного пилу, утвореного в результаті вибухових робіт при проведенні підготовчих виробок. Отримано теоретичну залежність, що дозволяє визначати концентрацію дрібнодисперсного пилу по довжині тупикової виробки в період її провітрювання з урахуванням витоків повітря з вентиляційного трубопроводу. The process of fine particle distribution as a result of blasting operations while driving development workings is considered. Theoretical dependence which enables to determine concentration of the fine dust along the length of the blind drift during its ventilation taking into account its air leak from the air duct is given.
issn 2415-3435
url https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/104667
citation_txt Распространение высокодисперсных пылевых частиц в турбулентных вентиляционных потоках при ведении взрывных работ / Д.В. Савельев // Розробка родовищ: Зб. наук. пр. — 2015. — Т. 9. — С. 435-442. — Бібліогр.: 6 назв. — рос.
work_keys_str_mv AT savelʹevdv rasprostranenievysokodispersnyhpylevyhčasticvturbulentnyhventilâcionnyhpotokahprivedeniivzryvnyhrabot
AT savelʹevdv poširennâvisokodispersnihpilovihčastinokuturbulentnihventilâcíinihpotokahpídčasprovedennâvibuhovihrobít
AT savelʹevdv distributionoffinedustparticleswithinturbulentventilationflowatblastingoperation
first_indexed 2025-11-25T22:54:29Z
last_indexed 2025-11-25T22:54:29Z
_version_ 1850575526999097344
fulltext 435 УДК 622.457:622.235 © Д.В. Савельев Д.В. Савельев РАСПРОСТРАНЕНИЕ ВЫСОКОДИСПЕРСНЫХ ПЫЛЕВЫХ ЧАСТИЦ В ТУРБУЛЕНТНЫХ ВЕНТИЛЯЦИОННЫХ ПОТОКАХ ПРИ ВЕДЕНИИ ВЗРЫВНЫХ РАБОТ Рассмотрен процесс распространения тонкодисперсной пыли, образованной в резуль- тате взрывных работ при проведении подготовительных выработок. Получена теоретическая зависимость, позволяющая определять концентрацию мелкодисперс- ной пыли по длине тупиковой выработки в период ее проветривания с учетом утечек воздуха из вентиляционного трубопровода. ПОШИРЕННЯ ВИСОКОДИСПЕРСНИХ ПИЛОВИХ ЧАСТИНОК У ТУРБУЛЕНТНИХ ВЕНТИЛЯЦІЙНИХ ПОТОКАХ ПІД ЧАС ПРОВЕДЕННЯ ВИБУХОВИХ РОБІТ Розглянуто процес поширення тонкодисперсного пилу, утвореного в результаті вибу- хових робіт при проведенні підготовчих виробок. Отримано теоретичну залежність, що дозволяє визначати концентрацію дрібнодисперсного пилу по довжині тупикової виробки в період її провітрювання з урахуванням витоків повітря з вентиляційного трубопроводу. DISTRIBUTION OF FINE DUST PARTICLES WITHIN TURBULENT VENTILATION FLOW AT BLASTING OPERATION The process of fine particle distribution as a result of blasting operations while driving development workings is considered. Theoretical dependence which enables to determine concentration of the fine dust along the length of the blind drift during its ventilation taking into account its air leak from the air duct is given. ВВЕДЕНИЕ В условиях мгновенных источников вы- деления примесей (производство взрывов, внезапные выбросы и др.) в горную выра- ботку за весьма короткий промежуток вре- мени выбрасывается пылегазовое облако, на которое действует свободная струя воздуха, выходящего из вентиляционного трубопро- вода. Примеси (пыль и газы), находящиеся вне границ свободной струи, проникают в воздушную среду за счет турбулентной диффузии и таким образом происходит пе- ремешивание и интенсивный вынос пыле- газовых примесей из призабойной части выработки [1, 2]. Пыль и продукты взрыва, распространяясь по горным выработкам, ухудшают санитарно-гигиенические пока- затели рудничной атмосферы на рабочих местах. Для уменьшения запыленности руд- ничной атмосферы при проведении горных выработок буровзрывным способом ис- пользуют различные способы снижения 436 пылеобразования при производстве взры- вов. Для определения эффективности при- меняемых способов и средств снижения пылеобразования при выполнении взрыв- ных работ необходимо определять концен- трацию пыли на любой длине тупиковой выработки в течение всего времени про- ветривания с учетом утечек воздуха из вентиляционного трубопровода, что воз- можно на основании закономерностей аэ- ромеханики вентиляционных потоков в горных выработках шахт. АНАЛИЗ ИССЛЕДОВАНИЙ Согласно теории взвешенных частиц в турбулентном вентиляционном потоке ха- рактер их движения в горных выработках определяется спектром пульсаций, харак- терных для турбулентных потоков [2, 3]. Турбулентные пульсации характеризуются величиной скорости и расстояниями, на протяжении которых они претерпевают заметные изменения. Эти расстояния на- зываются масштабом движения. Самые быстрые пульсации имеют и самый боль- шой масштаб движения. Так, например, при турбулентном движении в канале наи- больший масштаб пульсаций совпадает с диаметром канала, а скорость пульсаций – с максимальным значением скорости в центре канала. Такие крупномасштабные пульсации заключают в себе основную до- лю кинетической энергии турбулентного движения и осуществляют перенос суб- станции. Вертикальное распределение частиц в горизонтальном потоке с учетом действия гравитационного поля определено Н.А. Фуксом. Рассматривая равновесие процес- сов осаждения частиц под действием силы тяжести и перехода их в верхние слои по- тока под влиянием турбулентной диффу- зии, он получил следующее уравнение распределения частиц по высоте t ey D y C C ln υ−= , (1) где С – концентрация частиц у дна канала, мг/м3; уС – концентрация на высоте y, мг/м3; у – высота канала, м; eυ – скорость осаждения частиц в спо- койном воздухе, м/с; tD – коэффициент турбулентной диф- фузии, м2/с 7500440 , t Re,D ν= , (2) где Re – число Рейнольдса; ν – кинематическая вязкость воздуха, м2/с. Из уравнений (1) и (2) следует, что . Re, yexpСС , e у       −= 75000440 υ (3) Расчеты, выполненные по уравнению (3) для выработки площадью поперечного сечения 8 м2 показывают, что при скорости воздушного потока 0,25 – 0,3 м/с и диамет- ре кварцевых частиц до 5 мкм концентра- ция аэрозоля по высоте остается практиче- ски неизменной. Экспериментальные ис- следования, выполненные В.В. Нединым и О.Д. Нейковым, подтверждают справедли- вость данных расчетов [4]. Следовательно, кварцевые частицы с диаметром до 5 мкм в таких потоках полностью увлекаются вих- ревыми массами, и действие силы тяжести в удалении от стенок выработок пренебре- жимо мало по сравнению с действием аэ- родинамических сил. В шахтах по мере удаления от источни- ков пылевыделения запыленность воздуха уменьшается. Это явление объясняется осаждением частиц пыли на поверхность (бока, кровлю и почву) выработок. Наблю- дения показывают, что пыль осаждается на поверхности выработок как при малых, так и при больших скоростях вентиляционной струи. Так, например, в рудных шахтах имеет место накопление пыли в вентиля- ционных выработках, где скорость движе- ния воздуха достигает 5 – 7 м/с. Осаждение 437 пылевых частиц в турбулентном потоке возможно под влиянием гравитационных сил, диффузионных процессов и инерци- онных сил. Анализ теоретических и эксперимен- тальных исследований [3] показывает, что в турбулентном потоке на достаточном удалении от стенок частицы полностью увлекаются пульсациями, и их перемеще- ние в направлении течения и по сечению потока определяется главным образом ди- намическими параметрами потока. Грави- тационные силы на перемещение мелко- дисперсных частиц влияния почти не ока- зывают. Подсчитано, что в горизонтальной выработке при скорости вентиляционной струи более 0,2 м/с осаждение пыли с раз- мерами частиц менее 10 мкм под действи- ем гравитационных сил практически ис- ключено [3]. Таким образом, можно утверждать, что различие в процессах турбулентного пере- носа твердых частиц и молекул газа зави- сит от степени дисперсности пыли и для высокодисперсных систем этим различием можно пренебречь, без ущерба для точно- сти практических расчетов. При сравнении картины движения взвешенных частиц и молекул газа в турбулентном потоке сле- дует исходить из общих уравнений меха- ники турбулентного движения многоком- понентных сред. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ Получение теоретической зависимости, позволяющей определять концентрацию мелкодисперсной пыли (< 10 мкм) на лю- бом расстоянии от источника пылеобразо- вания по длине тупиковой выработки в пе- риод ее проветривания с учетом утечек воздуха из вентиляционного трубопровода возможно на основании дифференциально- го уравнения турбулентной диффузии. После взрывания процесс проветрива- ния длинных тупиковых выработок проис- ходит при нагнетании в них свежего воз- духа по трубопроводу. Пыль и газ, выно- симые из призабойной части, поступают в основную часть выработки в виде облака, которое перемещается воздушным пото- ком к устью выработки [2]. В начальный момент после взрыва облако заполняет вы- работку в ее призабойной части (рис. 1, положение I – I). Концентрация пыли и га- за во всем объеме облака примерно посто- янна. В дальнейшем, в связи с подачей све- жего воздуха в забой по воздухопроводу, пылевое облако движется от забоя, в ре- зультате чего происходит разжижение пы- ли, а, следовательно, и изменение ее кон- центрации по длине горной выработки (см. рис. 1, положение облака в момент II – II). При этом в результате неравномерного распределения скоростей движения возду- ха в сечении (центральные части потока перемещаются быстрее), а также диффузи- онных процессов газовое облако растяги- вается. Через некоторое время пыль и газ из призабойной части полностью выдуваются и их концентрация становится равной ну- лю. С этого момента облако отрывается от забоя и начинает двигаться вдоль выработ- ки (см. рис. 1, положение облака в момент III – III). Растяжение облака при постоян- ном количестве пыли в нем приводит к уменьшению ее концентрации. R lЗ I – I 0 x υ lТ – lЗ II – II III – III Рис. 1. Схема деформации и растяжения пылевого облака в тупиковой выработке при нестационар- ном процессе поступления пыли и нагнетательном способе проветривания На степень разжижения пылевого обла- ка оказывают также влияние утечки возду- ха из вентиляционного трубопровода. Кроме того, по мере движения пылевого облака, часть пыли осаждается в выработ- 438 ке, что также влияет на изменение ее кон- центрации. Следовательно, на изменение концен- трации пыли по длине выработки оказы- вают влияние два основных процесса: де- формация и растяжение пылевого облака за счет дебита свежего воздуха, а также осаждение пыли из облака за счет сил тур- булентной диффузии, носящих пульсаци- онный характер с непрерывным изменени- ем вектора и детерминированных сил с по- стоянным направлением и модулем (силы гравитационного осаждения, силы сопро- тивления, аэродинамические силы венти- ляционного потока). Таким образом, общее изменение концентрации мелкодисперсной витающей пыли, обусловленное суммар- ным воздействием вышеуказанных сил, определится из выражения ( ) ( ) ( )xCxCxС QT += , (4) где TС и QC – соответственно изменения концентрации витающей пыли по длине выработки, обусловленные явлением тур- булентной диффузии и увеличением рас- хода воздуха в выработке, мг/м3. Соотношение указанных сил различно для частиц разной массы, определяемой ее размером (диаметром) и квазиплотностью (отношением аэродинамически активного объема частицы к ее массе). Также на со- отношение сил оказывают влияние ско- рость воздушного потока или первые про- изводные координат по времени [3]. В пределах рассматриваемой задачи определения концентрации мелкодисперс- ной витающей пыли (≤ 10 мкм) влиянием детерминированных сил можно пренеб- речь без ущерба для точности. То есть принимаем, что данные фракции пыли яв- ляются турбулентно осаждаемыми части- цами, для которых сила веса полностью компенсируется аэродинамическими сила- ми, и ускорение свободного падения меньше либо равно ускорению, придавае- мому частице подъемными аэродинамиче- скими силами. Турбулентная диффузия приводит к не- прерывному обмену частицами между элементарными объемами воздуха (моля- ми), поэтому координата Y для произ- вольной частицы может импульсивно из- мениться как в сторону уменьшения, так и в сторону увеличения [3]. Интегрально действие сил турбулент- ной диффузии направлено на выравнива- ние концентрации примесей в условном объеме воздуха, при этом частицы мелких фракций пыли распределяются практиче- ски равномерно по сечению выработки. Экспериментальные данные последнего периода [3] с детализированным пофрак- ционным анализом процессов осаждения пыли указывают на то, что масса осажден- ной пыли (витающих фракций) прямо про- порциональна скорости потока воздуха. В этом случае возрастает амплитуда турбу- лентных пульсаций, объем выносимой тонкой пыли в «осаждаемую» область уве- личивается. Силы сцепления частиц с по- верхностью (в диапазоне крвозд υυ < ) дос- таточны для удержания турбулентно осаж- денных частиц, поэтому тонкие фракции, управляемые только силами диффузии, осаждаются более интенсивно с ростом скорости потока воздуха. Для турбулентно осаждаемых фракций пыли изменение концентрации в диффе- ренциальной форме по длине описывается уравнением [3] ( )dxk C dC x T T υ−= , (5) где k – отношение массы витающей мо- нодисперсной пыли в рассматриваемом элементарном объеме выработки к массе осажденной пыли на единице площади. Решение уравнения (5) для двух произ- вольных сечений, отнесенных на расстоя- ние xΔ с учетом известной концентрации в начальной точке 0C , дает зависимость изменения концентрации фракций аэрозо- ля, подверженных процессам только тур- булентного осаждения 439 ( ) ( )xT xkexpCxC υΔ−= 0 , (6) де 0C – концентрация пыли в призабойной зоне, мг/м3. Уравнение (6) определяет процесс убы- вания концентрации монодисперсного аэ- розоля, находящегося в состоянии витания, т.е. когда g!< 0 для рассмотренных разме- ров частиц. Для определения концентрации пыли с учетом деформации пылевого облака ма- тематически задача может быть представ- лена следующим образом. В цилиндрической системе координат, начало которой, расположено в плоскости нагнетательного трубопровода (рис. 1), предполагается, что в начальный момент времени ( =t 0) концентрация пыли являет- ся функцией радиуса выработки, то есть ( )rCC ϕ0= . Принимаем допущение, что на поверх- ность выработки ( Rr = ) витающая пыль не оседает. Скорость движения воздуха (υ ) принимается равной среднему ее зна- чению на рассматриваемом участке. Кон- центрация пыли за пределами призабойной зоны ( =x 0) зависит от радиуса выработки и изменяется по экспоненте ( )rf l texpCС з Q       −= υ 0 . С учетом принятых допущений изме- нение концентрации витающей пыли мож- но описать уравнением турбулентной диффузии =+ ∂ ∂ + ∂ ∂ AC x с t с QQ υ         ∂ ∂ + ∂ ∂ ⋅+        ∂ ∂ = 2 2 2 2 1 r c r c r D x c D QQ r Q x с условиями однозначности ( ) ( )rCx,r,CQ ϕ00 = ; ( ) ( )зQ l/texprC,r,tC υϕ −= 00 ; ( ) . r x,R,tCQ 0= ∂ ∂ Величина, учитывающая изменение концентрации витающей пыли за счет уте- чек воздуха из вентиляционного трубопро- вода определяется на основании выраже- ния ( ) xQ QQA н нк υ−= , где нQ – количество воздуха, поступаю- щее в призабойное пространство, м3/с; кQ – количество воздуха в начале гор- ной выработки, м3/с. Применяем метод конечного инте- грального преобразования Ханкеля в виде ( ) ( ) ( )drrIx,r,tCrx,,tС Q R Q εε 0 0 = с формулой обращения ( ) ( )+⋅= x,,tC R rx,r,tС QQ 02 ( ) ( ) ( )x,,tC RI rI R r iQ i i i ε ε ε ⋅+ ∞ =1 2 0 0 2 , (7) после чего из уравнения (7) исключаем пе- ременную .r Используем также интегральное преоб- разование Лапласа по переменной t в сле- дующем виде ( ) ( ) ( ) .dtx,,tCptexpx,,pС QQ εε ⋅ −= ∞ 0 При помощи таблиц [5] выполняем пере- ход к оригиналу по переменной .t Указанные преобразования дают реше- ние задачи в безразмерной форме: 440 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )[ ] ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )[ ], FoBikexpdyyiIyy FoPe Fo xerfcxPeexpFoPe Fo xerfc dyyiIyyFoikBexp FoikBPe Fo xerfcxikBPeexp FoikBPe Fo xerfcxikBPeexp i FoxPeexpdyyiIyyF iI yiI FoPe Fo xerfcxPeexpFoPe Fo xerfcBFoexp dуyуФFoBPe Fo xerfcxBPeexp FoBPe Fo xerfcxBPeexp FoxPeexpdyyyFBFoexpdyyy С QС +−⋅+ +               +⋅⋅+      −+ ×⋅+−− −                       +−++         ⋅+−++ +                       +−+−         +−+−×  ∞ = ×                −⋅+ +               +⋅⋅+      −−×  ×−                       −++         −++     +                   −+−         −+−× ×       −⋅+−⋅= 21 0 02 2222 1 0 0 2 2 4 2 2 2 4 2 2 4 2 2 2 4 2 1 1 0 202 0 0 2222 1 04 2 24 2 4 2 24 2 1 0 2 1 0 2 0 μμΦ μΦμ μβμβ μβμβ βμ μ μ ββ ββ βΦ (8) где Fo и Pe – соответственно, критерии Фурье и Пекле; 2R tDFo x= ; xD RPe υ= ; x r D Dk = ; R llx зT −= ; R ry = ; xD ARB 2 = ; xз D R l 2υβ = ; Rii εμ = ; ( ) ( ) 0C ry ϕΦ = ; ( ) ( ) 0C rfyF = . Перед началом взрывных работ, когда вредные примеси в подготовительной вы- работке отсутствуют ( ) ( ) .yx,y,C 00 == Φ Экспериментальные исследования [4] показали, что концентрация витающей пы- ли по высоте выработки остается практи- чески неизменной, следовательно, можно допустить, что поток турбулентной диф- фузии направлен лишь в направлении оси х . Тогда ( ) =xF 1 и решение (8) может быть представлено в следующем виде 441 ×−=       Fox Pe expCCQ β 22 1 0                             +−+−⋅−+−× FoB Pe Fo x erfcxB Pe exp ββ 424 22 . FoB Pe Fo x erfcxB Pe exp                             −++⋅−++ ββ 424 22 (9) Величина В в выражениях (8) и (9) оп- ределяется из формулы ( ) xн нк x xDQ RQQ D ARB 22 υ−== , где S – площадь поперечного сечения гор- ной выработки, м2. Степень изменения концентрации ви- тающей пыли в призабойном пространстве зависит от активности свободной струи, обусловленной величиной расхода возду- ха, выходящего из конца вентиляционного трубопровода, и характеризуется величи- ной β, определяемой из выражения зx н lSD RQ 2 =β . На основании выражений (4), (6) и (9), изменение концентрации мелкодисперсной витающей пыли по длине проветриваемой горной выработки, с учетом влияния дей- ствующих сил, можно выразить следую- щей зависимостью ( ) ( ) ×−+−=       Fox Pe expCxxkexpCxС βυΔ 22 1 00                             +−+−⋅−+−× FoB Pe Fo x erfcxB Pe exp ββ 424 22 FoB Pe Fo x erfcxB Pe exp                             −++⋅−++ ββ 424 22 Начальная запыленность воздуха oC в пределах зоны отброса продуктов взрыва определяется по формуле [6] в c шПo K KflKC = , (10) где ПK – коэффициент пропорционально- сти ( =ПK 60 для начальной максимальной запыленности и =ПK 20 − для средней за- пыленности); cK − коэффициент, зависящий от спо- соба взрывания (при электровзрывании =cK 0,5, при огневом способе =cK 1,0); вK – коэффициент, зависящий от об- водненности пород и выработки (для сухо- го забоя =вK 0,5; для забоя с влажными 442 породами или искусственным орошением =вK 1,0; для забоя со слабым притоком и небольшим капежом =вK 2,0; для обвод- ненного забоя с обильным капежом или внутренней водяной забойкой =вK 3,0); f − коэффициент крепости пород по шкале проф. М. М. Протодъяконова; шl – средняя длина шпура, м. При взрывании по слоистым и трещи- новатым породам в формулу (10) вносится поправка 0,7 − 0,9. При взрывании в верти- кальных стволах, наклонных выработках и в восстающих вносится соответствующая поправка, равная 0,1; 0,5 и 0,1. ВЫВОДЫ В результате выполненных исследова- ний установлено, что изменение концен- трации пыли по длине выработки обуслов- лено суммарным воздействием сил дефор- мации и растяжения пылевого облака за счет дебита свежего воздуха, а также за счет сил турбулентной диффузии, носящих пульсационный характер с непрерывным изменением вектора и детерминированных сил с постоянным направлением и моду- лем (силы гравитационного осаждения, си- лы сопротивления, аэродинамические силы вентиляционного потока). На основании решения дифференци- ального уравнения турбулентной диффу- зии взвешенных в вентиляционном потоке частиц пыли получена теоретическая зави- симость, позволяющая определять концен- трацию мелкодисперсной пыли на любом расстоянии от источника пылеобразования по длине тупиковой выработки в период ее проветривания с учетом утечек воздуха из вентиляционного трубопровода. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Поздняков Г.А. Динамика концентрации пылега- зовых аэрозолей в длинных тупиковых выработках, проводимых буровзрывным способом / Г.А. Поздняков, Г.О. Петрунин // Горный информационно-аналитиче- ский бюллетень. – 2007. – Отд. вып. № 12. – С. 296 – 302. 2. Ушаков К.З. Газовая динамика шахт / К.З. Уша- ков. – М.: Издательство МГГУ, 2004. – 481 с. 3. Романченко С.Б. Пылевая динамика в угольных шахтах / С.Б. Романченко, Ю.Ф. Руденко, В.Н. Костерен- ко. – М.: Изд-во «Горное дело» ООО «Киммерийский центр», 2011. – 256 с. 4. Недин В.В. Борьба с пылью на рудниках. / В.В. Не- дин, О.Д. Нейков. – М.: Недра, 1965. – 180 с. 5. Волков И.К. Интегральные преобразования и опе- рационное исчисление / И.К. Волков, А.Н. Канатников. – 2-е изд. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002. – 229 с. 6. Янов А.П. Защита рудничной атмосферы от за- грязнений / А.П. Янов, В.С. Ващенко. – М.: Недра, 1977. ОБ АВТОРАХ Савельев Дмитрий Владимирович – аспирант кафедры аэрологии и охраны труда Национального горного университета.

Схожі ресурси