Sprawdzenie ilości powierza ze
względu na zagrożenie metanowe,
temperaturowe
i dopuszczalną prędkość powietrza
Sprawdzenie ilości powierza ze
względu na zagrożenie metanowe,
temperaturowe
i dopuszczalną prędkość powietrza
1) ze względu na dopuszczalną prędkość
powietrza
V
i
- ilość powietrza doprowadzana do wyrobiska ścianowego,
m
3
/min,
F
- pole poprzecznego przekroju wyrobiska ścianowego,m
2
,
f
– współczynnik zmniejszenia przekroju poprzecznego ściany
eksploatacyjnej, f=0,85
dop
i
v
F
f
V
v
<
⋅
=
gdzie:
c – współczynnik nierównomierności wydzielania metanu
c= 1,65,
V
CH4
– prognozowana ilość wydzielającego się metanu na ścianie,
m
3
/min,
V
i
– ilość powietrza doprowadzanego do ściany, m
3
/min
k
o
– stężenie metanu w prądzie powietrza dopływającym do
ściany, %
2) ze względu na dopuszczalne stężenie
metanu
max
k
V
=
k
4
<
+
⋅
o
i
CH
k
V
c
2) ze względu na zagrożenie
temperaturowe – prognoza temperatury
temperatura powietrza na końcu obliczanego wyrobiska :
gdzie:
T
os
- temperatura powietrza na wlocie do wyrobiska,
o
C, (na
wlocie do kopalni przyjmujemy średnioroczna temperaturę
równa 8,5
o
C)
σ=0,35 K/m – gradient geotermiczny,
dz/ds – stosunek różnicy wysokości do długości wyrobiska,
s – współrzędna bieżąca, długość wyrobiska, m, (odczytana ze
schematu poglądowego)
λ
= 2,0 W/mK współczynnik przewodzenia skał,
prognoza temperatury
q* - bezwymiarowy strumień ciepła, q*=f(Fo),(po obliczeniu
odczytujemy z tablicy)
a = 1,5*10
-6
m
2
/s – współczynnik wyrównania temperatur,
t – czas przewietrzania wyrobiska, s (czas przeliczamy na
sekundy. (dla wyrobisk w kamieniu t= 8lat, dla wyrobisk w
pokładzie t=12m-cy),
r
o
=2*F/P – promień hydrauliczny,
F - pole poprzecznego przekroju
wyrobiska,m
2
,(przyjmujemy przekroje wyrobisk: szyby od
30 do 50m
2
,wyrobiska w kamieniu od 15 do 30 m
2
,
wyrobiska w pokładzie od 12 do 22m
2
,ściany pole przekroju
jak wcześniej),
P – obwód wyrobiska, obliczany wg wzoru dla wyrobisk
w obudowie ŁP
2
o
r
t
a
Fo
⋅
=
F
P
⋅
= 16
,
4
Tablica q*=f(Fo),
Fo
q*
Fo
q*
Fo
q*
Fo
q*
Fo
q*
Fo
q*
0,01
38,508
0,12
13,135
1,2
5,844
12
3,224
120
2,114
1200
1,543
0,02
28,096
0,14
12,361
1,5
5,467
15
3,074
150
2,042
1500
1,502
0,03
23,474
0,16
11,737
2
5,029
20
2,898
200
1,956
2000
1,454
0,04
20,716
0,18
11,217
2,5
4,726
25
2,774
250
1,893
2500
1,418
0,05
18,829
0,2
10,777
3
4,5
30
2,678
300
1,846
3000
1,393
0,06
17,433
0,25
9,916
4
4,174
40
2,539
400
1,775
4000
1,35
0,07
16,351
0,3
9,277
5
3,947
50
2,44
500
1,721
5000
1,319
0,08
15,472
0,35
8,779
6
3,776
60
2,363
600
1,683
7500
1,266
0,09
14,744
0,4
8,373
8
3,529
80
2,251
800
1,622
10000
1,233
0,1
14,13
0,45
8,037
10
3,354
100
2,172
1000
1,578
15000
1,184
0,5
7,751
25000
1,131
0,6
7,288
0,7
6,926
0,8
6,634
1
6,18
prognoza temperatury
V – strumień powietrza w danym wyrobisku, m
3
/s.
ρ – gęstość powietrza, 1,25 kg/m
3
,
c
p
– ciepło właściwe powietrza, 1005 J/kg*K,
υ
oo
– temperatura pierwotna skał z funkcji głębokości
bezwzględnej obliczana wg wzoru, υ
oo
=(-0,044*z)+10
z – głębokość bezwzględna końca wyrobiska, mnpm,
(odczytana ze schematu poglądowego),
g - przyspieszenie ziemskie
q
d
– strumień ciepła od maszyn i urządzeń, W/m.
(przyjmujemy, oprócz szybów, w wyrobiskach w kamieniu:
100000W, wyrobiska w pokładzie 150000W, w ścianie
600000W;Uwaga:moc zainstalowaną w wyrobisku dzielimy
przez długość wyrobiska!)
Obliczenia
Prognozę rozpoczynamy od obliczenia
temperatury na podszybiu, przyjmując
średnioroczną temperaturę na wlocie do kopalni
(8,5
o
C). Następnie wykonujemy obliczenia dla
wyrobisk w kamieniu przyjmując obliczoną
temperaturę na podszybiu szybu wdechowego. W
dalszej kolejności wykonujemy obliczenia dla
pozostałych wyrobisk.
Wyniki wraz z przyjętymi danymi zestawiamy
tabelarycznie oraz graficznie temperaturę w
funkcji długości wyrobisk.
Przykładowe temperatury
Szyb
Przekop
Pochylnia,
pokład
Chodnik,
pokład
Ściana
1
8,5
o
C
19,6
o
C
22,3
o
C
24,1
o
C
29,6
o
C
33,4
o
C
Do następnej
ściany