- - - Аэродинамическое сопротивление шахтных стволов и способы его снижения

Поперечное сечение шахтных стволов загромождено расстрелами жесткой армировки, лестничным отделением и коммуникациями, что обусловливает потерю общешахтной депрессии, дополнительные затраты на проветривание из-за высокого аэродинамического сопротивления, и следовательно повышенный расход электроэнергии на вентиляцию. Учеными введено понятие «аэродинамические параметры вертикальных стволов», аэродинамический расчет объекта. Первые исследованиями по этой проблеме были в 50-х годах прошлого века проведены в Московском горном институте А.А. Скочинским, А.И. Ксенофонтовой, А.А. Харевым.

Специалистами «Южгипрошахта» впервые в 1980г. сделана попытка классификации типовых стволов по их аэродинамическому качеству. Учеными Национального горного университета (г. Днепропетровск) предложена уточненная классификация шахтных стволов. При этом учитывалось количество расстрелов, степень загромождения центральной части сечения ствола. Армировка взаимодействует с воздушным потоком и влияет на общешахтную депрессию.

Все вертикальные стволы с учетом поперечного сечения их армировки разнесены по 12 группам. Характерным показателем аэродинамического качества объектов является коэффициент загруженности их сечения элементами армировки - отношение площади сечения армировки к площади сечения ствола.

Рассмотрены аэродинамические характеристики глубоких стволов рудников Норильского ГМК. Показано, что ряд схем армировок являются аэродинамически несовершенными и требуют применения конкретных мероприятий по снижению их аэродинамического сопротивления. Группой исследователей проведен расчет аэродинамических характеристик стволов с центральным расположением расстрелов. Р.С. Кирин исследовал способы повышения аэродинамического качества шахтных вертикальных стволов на основе новых видов и профилей их армировки. В последние десятилетия нашли применение энергосберегающие и очевидно перспективные виды армировки - канатная, безрасстрельная - консольная, рамная, блочная, малорасстрельная, комбинированная (ТМП 401-011-87.89 «Сечения и армировка вертикальных стволов с жесткими проводниками»). Шахтные стволы с таким армировками являются аэродинамически совершенные. Так, например, в ЮАР широко применяются смешанные схемы армировки, сочетающие в себе хордальные расстрелы и консоли. Такое техническое решение позволяет снизить металлоемкость армировки и аэродинамическое сопротивление ствола в сравнении с обычной многорасстрельной армировкой.

В качестве примера смешанной армировки можно рассмотреть сечение ствола №1 рудника «Хартебнисфонтейн». Ярус армировки состоит из двух хордальных расстрелов коробчатого профиля соединенных вдоль центральной оси распорной балкой и двух консолей. Последние представляют собой металлические сварные кронштейны, закрепленные к стенкам ствола четырьмя анкерами. Расстрелы также установлены на кронштейнах аналогичной конструкции.

 

Коэффициенты аэродинамического сопротивления определяют экспериментальным и расчетным способами (В.А. Долинский, Р.С. Кирин. Методика оптимизации аэродинамических параметров вертикальных стволов шахт.- Днепропетровск, 1990, - 55 с.). Рекомендуется применять на расстрелах обтекатели, что позволяет снизить аэродинамическое сопротивление на 25-50%; применять в стволах малорасстрельные схемы армировки.




Другие новости по теме: