Выработка как объект вентиляции

Характер проявления газодинамических эффектов в горных выработках существенно зависит от характера движения воздуха в последних. Как известно, в практике шахтной аэрологии воздушные потоки подразделяются на ограниченные, имеющие твердые границы, и свободные, не имеющие таковых. Поэтому возникает вопрос определения вида потока в аспекте его аэродинамических особен­ностей. Говоря более конкретно, следует определить условия су­ществования квазиупорядоченных движений, под которыми понимают ограниченные потоки, и движений сво­бодных, под которыми в шахтной аэрологии понимают свободные струи. С этим вопросом связан вопрос аэродинамического определения камеры и штрекообразной выработки как объектов вентиля­ции.

В практике горного дела в аэродинамическом аспекте существует определение камеры как выработки большого поперечного се­чения, в которой движение воздуха подчиняется законам свободной турбулентности, т.е. свободных турбулентных струй. Очевидно, и это определение не охватывает понятия длинных ка­мер, в которых свободные струи, как правило, переходят в ограни­ченные потоки.

Рассматривая камеру как выработку большого поперечного се­чения и не налагая каких-либо ограничений на ее длину, следует признать, что в камере могут существовать те же виды воздушных потоков, что и в прочих горных выработках: свободные движения (свободная турбулентность), ограниченные потоки[1] и их комбина­ции. Поэтому вид потока не может быть отличительным аэродина­мическим признаком движения воздуха в камерах.

Установлено, что камерой в аэродинамическом смысле является выработка, на движение воздуха в которой не оказывает влияния молекулярная вязкость, или движение воздуха в которой происходит в условиях преобладающего влияния турбу­лентной вязкости, или движение воздуха в которой подчиняется законам свободной турбулентности. Практически это все выработ­ки больших поперечных сечений, но не чрезмерной длины (на больших расстояниях от начала выработки даже при весьма значи­тельном поперечном сечении толщина пограничного слоя* на стен­ках становится соизмеримой с поперечным размером выработки, а в дальнейшем может заполнить все сечение, что приведет к преоб­ладающему влиянию молекулярной вязкости. Подобные случаи могут иметь место, например, в длинных тоннелях), а также выра­ботки, в которых преобладающими являются свободные движения. Последние не обязательно должны иметь большие поперечные се­чения. Например, призабойной пространство штрека в проходке, если в нем действует свободная струя, является камерой.