Общие сведения о естественной тяге

Естественной тягой называется движение воздуха по выработкам под влиянием естественных факторов: разности удельного веса воздуха, ветра, капежа Энергия, которую получает единица объема воздуха от источников, вызывающих естественную тягу, называется депрессией естественной тяги. Основной причиной возникновения естественной тяги является разный удельный вес воздуха в выработках.

Пусть две вертикальные выработки заполнены воздухом разного удельного веса ₁ и ₂ и разделены сплошной перемычкой (рис.7.1, а). Допустим ₁ > ₂. Определим аэростатическое давление на разделяющую перемычку.

Давление на перемычку со стороны ствола 1 равно Р₁=Р₀+Н* ₁, а со стороны ствола 2 Р₂=Р₀+Н* ₂ (Р₀—атмосферное давление; Н – глубина ствола). Разность давлений равна Р₁-Р₂=Н*( ₁ - ₂). Если удалить разделяющую перемычку, то воздух в рассматриваемых выработках придет в движение под действием разности давлений, т.е. появится естественная тяга, депрессия которой будет равна h_е=Н*( ₁ - ₂).

При различных высотных отметках устьев стволов необходимо сравнивать давление столбов воздуха одинаковой высоты. Так, для схемы, показанной на (рис.7.1, б) депрессия естественной тяги выразится в виде h_е=Н₁* ₁+ Н_{2 2} –Н₃* ₃.

Таким образом, естественная тяга имеет место в том случае, если средний удельный вес воздуха в двух сообщающихся вертикальных или наклонных столбах различен.

При этом движение воздуха происходит от столба с большим удельным весом к столбу с меньшим удельным весом воздуха. Такое же направление имеет и депрессия естественной тяги.

На шахтах часто встречаются случаи, когда вертикальные или наклонные выработки соединены между собой одновременно на нескольких горизонтах (рис.7.2). В таких случаях на каждом горизонте действует своя естественная тяга, определяемая удельным весом воздуха на участках, расположенных выше данного горизонта.

Депрессия естественно тяги зависит от глубины шахты Н и удельного веса воздуха в сообщающихся стволах γ и достигает следующих значений:

Н=400-500 м, h_е 25-30 даПа; Н=700-800 м, h_е 50-60 даПа; Н=1000 м, h_е 100 даПа. В зависимости от условий депрессия естественной тяги может достигать 20-25 % депресии вентилятора главного проветривания и оказывать значительное влияние на проветривание шахты.