Способ определения коэффициента эффективной диффузии в горной выработке

(7 концентрацию газа и давление при движении его через начальное и конечное сечения изолированного участка, Определяют время, за которое выделенный объем газа проходит расстояние между началом и концом изолированного участка, Из математических выражений, включающих параметры скорости движениясмеси и ее давление, определяют показатель,режима движения газа и величину коэффициента сопротивления выработки, Затем выработку проветривают и подают на вход изолированного участка выработки порцию газа, Кзмеряют скорость ее движения, температуру, давление, концентрацию газа в начальном, С, среднем и конечном сечениях изолированного участка выработки, Коэффициент эффективной диффузии при нестационарном газопереносе определяют по ма юй тематическому выражению, Математичес- ф кое выражение включает наряду с изме- фф ренными параметрами газовой смесиплощадь сечения выработки, показатель режима движения сопротивления выработ-ки, объем выделенного объема, молярную массу, коэффициенты кинематической и динамической вязкости газа, Рассмотренный способ позволяет получать результаты при нестационарном газо- апереносе. 2 ип. ак тер Э.А. Элеменахт. ч. 1, Тал 34, 134,еление коэффицитурбулентныхботках. - Извеснал, 19786,КОЭФФИПИЕНВ ГОРНОЙ ВЬГРАя к горноовано для ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР ститут(56) Лайгна К.Ю., Потты аэрогазодинамики шлин, Валгус, 1986, с,Ярембаш Н,Ф. Опредента перемешивания впотоках в горных выратия ВУЗов. Горный журс. 74-76.(54) СПОСОБ ОПРЕЛЕЛЕНКЯТА ЭФФЕКТИВНОЙ ДИФФУЗИИБОТКЕ(57) Изобретение относитсделу и может быть использпроектирования вентиляции шахт, 1 ель - повышение точности определения коэффициента эффективной диффузии при нестационарном переносе путем учета переменных значений плотности, режима движения, вязкости и концентрации газа в газовоздушном потоке. В горной выработке изолируютвнутренний участок поверхности газонепроницаемым покрытием, не влияющимна аэродинамическое сопротивление выработки, На входе и выходе изолированного участка размещают измерительные датчики скорости потока, концентрации газа, давления, По длине изолированного участка выделяют удельныйобъем газовоздушной смеси и в выделеннам объеме смеси измеряют скорость,"к- .+ 1 г ь., о. Р и, .-, м ь-,+,:Йгде П,и п, п+1 шем интервале э мераК=КИзобретение относится к способам борьбы с газом в горной промьппленности и может быть использовано при определении параметров проветривания горных выработок строящихся и действующих шахт путем определения коэффициента эффективной диффузии.Цель изобретения - повышение точности определения коэффициента эффек- о тивной диффузии при нестационарном переносе путем учета переменных значений плотности, режима движения, вязкости и концентрации газа в гаэовоздушном потоке, 15На фиг1 показана выработка, разрез, на фиг.2 - разрез А-А на фиг,1,В массиве 1 проходят выработку 2, подают в нее через входное сечение 3 рассчитанный по регламентированной методике расход воздушного потока 4, устраивают в выработке,где наблюдает ся загаэирование атмосферы участок 5 замера с длиной 6, шириной 7, высотой 25 8, устраивают в выходном сечении 9 выработки контрольный пункт 1 О замера, изолируют участок замера от массива газонепроницаемым покрытием 11 не изменяющим аэродинамическое сопро тивление кровли 12, почвы 13, правого 14 и левого 15 бортов выработки, ограничивают по длине любой части объема участка замера удельный объем 16 замера с шириной 17, высо 35 той 18 и площадкой 19 сечения (на фиг,1, 2 границы удельных объемов обозначены точками), подают в воздушный поток участка замера расход газа 20 иэ источников газовыделения через входное сечение с кровли, почвы.и бортов выработки, отмечают время подачи газа и после прохождения участка замера потоком газа замеряют при рассчитанном исходном газо воздушном потоке в точкахограничивающих выбранный объем замера, и в контрольном пункте давление в движукоэффициент эффективной диффузии, м /с; номера точек замера(п=1,2,3);интервал осреднения по длине между номерами точек замера пи п+1 щемся потоке и скорость его движения,изменяют подачу в выработку расход Гаэовоэдушного потока относительно исходного уровня до величин, обеспечивающих достоверность результатов замера скорости движения газовоздушного потока - повышая ее выше исходного уровня при последующем снижении относительно него или уменьшаяскорость движения потока ниже исходного уровня при последующем увеличении относительно него, замеряют приверхнем и нижнем достоверных значениях скорость движения потока и давление, определяют показатель режимадвижения в объеме потока и сопротивление его движению, устанавливаютисходную скорость движения гаэовоздушного потока, прекращают подачу газа в поток, проветривают выработку,затем подают в участок замера рассчитанный расход газа, отмечают время иот начала поступления газа во входное сечение до выхода газа через выходное сечение замеряют в фиксированные моменты времени в точках, ограничивающих выбранный объем, и в контрольном пункте замера разность давленийна участке замера в движущемся газовоздушном потоке, давление, удельный объем замера, концентрацию газа,температуру потока, площадь его сечения, отмечают время, отбирают в точках ограничивающих удельный объемзамера, и в контрольном пункте пробыгазовоздушной смеси, определяют физико-химический состав газовой смеси,ее молярную массу, плотность, кинематическую и динамическую вязкость газов, учитывают по контрольному пунктч изменение во время замеров давления 1 скорости движения потока, температуры, физико-химического составасмеси определяют коэффициент диффузии газа в удельном объеме любойчасти участка замера по математическому выражению в фиксированный момент времени;К - показатель режима движения газолоэдушного поток в соответствую5 1530795при Ка 2 - режим движения турбулентный,при К 1 - ламинарный, при 1К ( 2промежуточный определяется по формуле 1 п (-ф - =1-)Р -РР л 1-РК а 11 л, - кинематическаЯ вЯэкость газа в соответствующей точкезамера м /с, определяетсягпо формулед,л- )Ч а , 1 1 О де Рл.1 Рл Р л 1 давление в движущемся гаэовоэдушном по токе в соответствующих точках замера, Па, определяется по15формуле й,+Р,).+Р ,6 сстатическое давление в дви О жущемся газовоздушном потоке от веса столба потока Рс и от внешнего давления на поток Рс Па;динамическое давление в потоке, Па; где Р 1 Рл-РЛ, л где Р, - давление в движущемсягазовоздушном потокев соответствующем интервале замера, Па; Л,оа+ Ь,ч - скорость движения газовоэдушного потока в соответствующих 4 Оинтервалах замера, м/с,определяется по формуле1лч ,ччЛ,где 1 длина соответствующего интервала замера, м;время прохождения газовоэдушным потоком соответствующего интервала замера,с;объем газовоздушного потока, мконцентрация газа в гаэовоэдушном потоке в соответствующем интервале замера,отн. един,;молярная масса газа в.соответствующем интервале, замера, кг/моль; С Ла 1 Лч 1-1 л+Л, М М -1 11 г - сопротивление движении газо 11-Л л+воздушного потока, Па с "/мопределяется по формуле30 р , т динамическая взкость газав соответствующей точке замера, Па с;- плотность газа в соответст 11-1вующей точке замера, кг/мф;К, - газовая постоянная,Дж/(мольаК);Т л - температура газа в соответствующем интервале замера, К;Я - площадь сечения газовоздуш 1-1, лаЯ,ного потока, мСь,С- концентрация газа в газовоэ-душном потоке в соответстВующих точках и 1 и и+1 эамера, отн.ед.Затем ограничивают в объеме участка замера последующие удельные объемыпоперечные 21 - поперек ширины выработки на одной или раэннх высотахвысотные 22 - вдоль высоты выработки на одной или на разной ширине, продольные 23 - вдоль длины 24 выработкина одной или различной ширине и высоте, замеряют расстояния перемещенияудельного объема в участке замера иповторяют последующие операции длякаждого удельного объема замера, Затем устраивают вдоль выработки оаередной участок замера, замеряют расстояние перемещения вдоль выработки,повторяют последующие операции длякаждого удельного объема в очередномучастке замера по его ширине, высоте и длине, рассчитывают зависимостькоэффициента диффуэиии от ширины,длины, высоты, площади сечения и объема в участках замера, выработке и определяют средний коэффициент эффективной диффузии продольный, поперечный,высотный, по сечению и объему в любомучастке замера и выработке в целом поматематичесхому выраженииР(а) Йа,где 0 -средний коэффициент эффектив 4ной диффузии, м /с,потока 1 при а=1, по ширинепотока Ь при а=Ь, по высоте-Р, . С.Ри Рр - й+ 2 ии С и-- -ьмЭ ииФ где ч С М потока Ь при а=Ь по площадисечения потока Я при а=Я пообъему потока ч при а=ч;0(а) - текущий коэффициентэффективной диффузии м /с,2 5 формула изобретения Способ определения коэффициента зф 1 О фективной диффузии в горной выработке, включающий подачу через выработку газовоздушной смеси, размещение в выработке измерительных датчиков скорости потока, давления и концепт рации газа, подачу в газовоздущный поток газа из источников газовыделения с фиксацией времени начала подачи газа, измерение параметров и расчет коэффициента эффективной диффузии, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повьпчения точности определения коэффициента эффективной диффузии при нестационарном переносе путем учета переменных значений плотности, режима движения,.вязкости и концентрации газа в газовоздушном потоке, перед измерением параметров изоли: руют участок внутренней поверхности выработки газонепроницаемым покрытием 30 не влияющим на его аэродинамическое сопротивление, измерительные датчики скорости потока концентрации газа и давления размещают в начальном и конечном сечениях изолированного участка выработки, выделяют по длине участка удельный объем газовоэдушной смеобъем газовоэдущного потока, м3концентрация газа, отн.ед.;молярная масса, кг/моль;кинематическая вязкостьм 2/с;газовая постоянная, Дж/(моль 1 К); си, измеряют скорость, концентрацию газа и давление в выделенном объеме смеси при его движении через начальное и конечное сечения изолированного участка определяют отрезок времени, в течение которого удельный объем газа проходит расстояние от начального к конечному сечениям и определяют коэффициент сопротивления горной выработки г н показатель режима движения газа К по формуламРи -Р и 1 п (- --- )Ри.1 -Рищ)И+ 1, идавление, Па;скорость потока, м/с;- индексы, относящиеся к начальному среднему и конечному сечениям изолированного участка выработки соот- ветственно(Ри-Р и,(е1ии 1 ки 1 и+1 затем проветривают горную выработку иподают на вход изолированного участка порции газа, измеряют скорость, давление, концентрацию порции газа и температуру в начальном, среднем и конечном сечениях, определяют площадь сечения выработки и рассчитывают коэффициент Р эффективной диффузии при нестационарном газопереносе по математическому выражепню Т - температура газа, К; - динамическая вязкость, Па с; Я - площадь сечения потока, м 2; п; и+1; п, и+1 - индексы, относящиеся к начальному, конечному и среднему сечениям по объему интервала соответственно,1530795го 6 15гСоставитель И,федяеваева Темред М.Ходанич Корректор С,Шекмар едакторказ 7918/35 Тирал 410 Подписное НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 1 О