книги из ГПНТБ / Абрамов, Ф. А. Инструментальные средства и методы депрессионных съемок шахт

Ф/ѴЛБРЛМОВ. Лф-МІ 1АЕТІ ІЧ.В ? СТРЕПМ АНН

ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ

СРЕДСТВА

И МЕТОДЫ

ДЕПРЕССИОННЫХ

СЪЕМОК

ШАХТ

Ф. А. АБРАМ ОВ , А. Ф. М И Л ЕТИ Ч , В. Э. СТРЕЙ М АН Н

ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ

СРЕДСТВА И МЕТОДЫ

ДЕПРЕССИОННЫХ

СЪЕМОК

ШАХТ

ИЗДАТЕЛЬСТВО «НЕДРА»

М О С К В А 1 9 7 4

ГлаваІ

ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ДЕПРЕССИОННЫХ СЪЕМОК ШАХТ1

1. П О Н ЯТИ Е О Д Е П Р Е С С И О Н Н О Й СЪ ЕМ К Е Ш АХТЫ

Для контроля за состоянием вентиляции шахт обыч­ но ведутся систематические замеры количества воздуха, циркулирующего по сети горных выработок, производят­ ся лабораторные анализы его состава и замеры общей депрессии шахты, создаваемой вентилятором. По этим данным можно подсчитать две величины, характеризую­ щие степень трудности вентиляции шахты:

полное сопротивление движению воздуха

Q-ш

эквивалентное отверстие шахты

где hm— депрессия шахтной сети, мм вод. ст.; Qm — ко­ личество воздуха, м3/сек.

Более детальных сведений о состоянии системы вен­ тиляции шахты из указанных замеров величин Qm и кш получить нельзя. Между тем для оперативного руковод­ ства проветриванием шахты, для контроля за состояни­ ем выработок с точки зрения их аэродинамического со­ противления и нахождения узких мест, затрудняющих проветривание, для выявления вентиляционных резервов необходимо знать распределение депрессии по пути дви­ жения воздушной струи. Эти вопросы могут быть реше­

1 Сы. [1, 2, 14, 16, 19, 20, 21, 26, 27].

4

ны при помощи депрессионной съемки шахты. Кроме то­ го, депрессионные съемки дают возможность установить участки горных выработок с высоким аэродинамическим сопротивлением, определить величины потерь напора в отдельных выработках, выявить местные сопротивления выработок и осуществить проверку работы вентилято­ ров, включенных в вентиляционную сеть. Результаты работы служат исходными данными при реконструкции системы вентиляции шахт.

2. СП О СО Б Ы Д Е П Р Е С С И О Н Н Ы Х СЪ ЕМ ОК

Депрессионные съемки могут быть полными и час­ тичными. При полной депрессионной съемке измерение необходимых параметров производится по всем маршру­ там (путь движения воздуха от входа в ствол до выхо­ да на поверхность через одну из лав) шахтной вентиля­ ционной сети, а при частичной выбирается один или не­ сколько характерных маршрутов. При частичной съемке замеряют депрессию отдельных выработок или конту­ ров шахтной вентиляционной сети и каналов вентилятор­ ных установок.

По технике исполнения съемки могут выполняться де­ тально, укрупненно или комбинированно.

При детальной депрессионной съемке число и распо­ ложение замерных станций выбираются таким образом, чтобы можно было получить данные о количестве воз­ духа и депрессии любой ветви и участка шахтной венти­ ляционной сети в целом или избранных маршрутов (при частичной съемке), а также характеристику местных со­ противлений. Необходимые параметры измеряются с большой точностью.

Съемка будет укрупненной, если некоторые выработ­ ки объединены, а вентиляционная сеть шахты или вы­ бранные маршруты разбиты на крупные участки, позво­ ляющие сократить число замерных станций и применить приборы с меньшей точностью.

Комбинированная съемка сочетает в себе признаки детальной и укрупненной. В основе ее лежит укрупнен­

ная съемка с детализацией участков, требующих особо­ го внимания.

В зависимости от характера поставленных задач и точности имеющейся аппаратуры применяется тот или

5

диненным резиновыми трубками с замерными точками. Преимуществом этого метода являются высокая точ­ ность измерений, простота обработки материалов съемки и надежность работы приборов, основным недостатком — большая трудоемкость. Бригада из трех опытных работ­ ников за семичасовую смену производит съемку марш­ рута, проходящего по горизонтальным выработкам до 2—2,5 км. Поскольку расстояние между замерными стан­ циями ограничено 100—200 м (длина резиновой трубки), при съемке выработок с небольшой депрессией возмож­ ны значительные погрешности. Известную сложность с организационной точки зрения представляет также съем­ ка наклонных и особенно вертикальных выработок.

Определение депрессии по разности абсолютных дав­ лений в двух смежных точках маршрута осуществляет­ ся замером барометрического давления в названных точках анероидными приборами с последующей обра­ боткой результатов. К преимуществам этого метода сле­ дует отнести возможность выполнения съемки за срав­ нительно короткий срок (что важно, так как вентиля­ ционный режим не остается постоянным в течение дли­ тельного времени) с небольшими затратами труда. В то же время этот метод имеет следующие недостатки:

сложность обработки первичных материалов из-за введения нескольких поправок (на превышение между замерными станциями, на изменение атмосферного дав­ ления за время перехода между ними и на разность ско­ ростей движения воздуха в замерных станциях '.

необходимость инструментальных поправок при рез­ ких колебаниях давления и температуры, изменяющих­ ся в шахтной вентиляционной сети, возможно появление в показаниях приборов так называемого ползания;

необходимы высотные отметки замерных точек; значительные погрешности из-за изменения вентиля­

ционного режима во время перехода из одной замерной станции в другую.

Некоторые недостатки можно частично устранить вы­ бором соответствующего способа производства съемки.

Применяются три способа съемки: последовательных отсчетов, одновременных отсчетов и комбинированный способ снятия отсчетов.1

1 Поправку на разность скоростей необходимо включить и при замере микроманометром в сочетании с резиновыми трубками.

7

При п о с л е д о в а т е л ь н ы х о т с ч е т а х измере­ ние необходимых параметров производят одним или не­

сколькими приборами (при п приборах точность изме­

рения растет в ф/і раз) последовательно по точкам мар­ шрута. Одновременный замер на станции несколькими приборами уменьшает случайные погрешности измере­ ния и широко применяется при нивелировке на поверх­ ности. Во время съемки установленным на поверхности анероидным прибором регистрируется атмосферное дав­ ление для внесения поправок на его изменения. На ре­ зультаты измерения в шахте может сказаться влияние изменения вентиляционного режима. Чтобы учесть эти изменения, контрольный прибор лучше устанавливать в околоствольном дворе. Контрольный прибор должен иметь такую же точность, как и приборы для съемки.

При о д н о в р е м е н н ы х о т с ч е т а х измерен ия необходимых параметров производят одновременно в двух соседних станциях маршрута, что исключает необ­ ходимость введения поправки на изменение барометри­ ческого давления на поверхности. Два человека прохо­ дят по всем станциям маршрута так, чтобы в заранее заданное время они оказывались на соседних станциях и одновременно брали отсчеты. Например, когда первый находится на станции А, второй должен находиться на станции В. При переходе первого со станции А на стан­ цию В, второй должен перейти со станции В на станцию С и т. д.

Однако выполнение заранее согласованного графика одновременного снятия отсчетов в условиях горных вы­ работок представляет известную сложность.

При к о м б и н и р о в а н н ы х о т с ч е т а х в начале съемки всеми имеющимися приборами (которых долж­ но быть не менее двух) измеряют необходимые пара­ метры на одной станции маршрута. Затем один прибор или (п/2, если приборов п штук) переносят на вторую станцию и измеряют давление всеми имеющимися при­ борами одновременно в двух станциях (как при способе одновременных отсчетов). При этом приборы, оставлен­ ные на первой станции, регистрируют изменение давле­ ния в шахте за время переноски остальных приборов на вторую станцию. После одновременного замера приборы с первой станции переносят на вторую и отсчеты снима­ ют в третий раз по всем приборам и т. д. Изменение ба-

8

рометрпческого давления и вентиляционного режима за время переноски остальных приборов с первой станции на вторую регистрируют приборы второй станции. Та­ ким образом при двух приборах мы получаем три раз­ ности давления между двумя станциями маршрута, что исключает случайные ошибки замера. Кроме того, име­ ется постоянный контроль за изменением вентиляцион­ ного режима во время съемки. Однако по сравнению с первым способом затраты времени на съемку увеличива­

ются в 2 раза.

Депрессионная съемка методом измерения разности между каким-либо постоянным давлением, принятым в качестве сравнительного, и абсолютным давлением в любой следующей станции замера производится с по­ мощью депримометра. Несмотря на высокую точность этих приборов, полученные величины депрессии могут иметь существенные погрешности из-за необходимости внесения поправок, аналогичных рассмотренным выше при методе съемки измерением разности между абсо­ лютными давлениями. При съемке по этому методу мож­ но применять любой из уже упомянутых трех способов.

Следует обратить внимание еще на два вида комби­ нированного способа депрессионной съемки, которые применяются не часто, но дают хорошие результаты.

При измерении давления на станциях маршрута при включенном и выключенном вентиляторе разность меж­ ду величинами барометрического давления, измеренны­ ми в какой-либо точке вентиляционной сети при рабо­ тающем и выключенном вентиляторе, равна потере дав­ ления на пути движения воздуха от устья ствола (вса­ сывающая система проветривания) до замерной станции и представляет депрессию этого участка [1, 16, 26]. Зная разность давлений в узловых точках шахтной вентиля­ ционной сети при включенном и выключенном вентиля­ торе, можно легко определить депрессию любой интере­ сующей нас выработки. При использовании такого спо­ соба отпадает необходимость в поправках на разность высот замерных точек и изменения атмосферного давле­ ния на поверхности, что является большим преимущест­ вом способа. Основной недостаток заключается в необ­ ходимости периодической остановки главного вентиля­ тора, что недопустимо в газовых шахтах, и возможности перегрева пусковой аппаратуры при частых пусках.

9