Эжектирование возвратного потока воздуха для увеличения дальнобойности направленной в тупик воздушной струи

• Published in: Bulletin of the Tomsk Polytechnic University Geo Assets Engineering
• Main Authors: Казаков, Борис Петрович, Шалимов, Андрей Владимирович, Гришин, Евгений Леонидович, Kazakov, Boris Petrovich, Shalimov, Andrey Vladimirovich, Grishin, Evgeny Leonidovich
• Format: Article in Journal/Newspaper
• Language: Russian
• Published: Томский политехнический университет 2022
• Subjects: трубопроводы; воздушные струи; ударные волны; камеры смешения; вентиляторы; местное проветривание; эжектирование; аэродинамическое сопротивление; неустойчивость; ресурсосбережение; тупиковые выработки; кинетическая энергия; pipeline; shock wave; mixing chamber; auxiliary fan; ejection effect; aerodynamic drag; instability; constrained spreading jet; Тупик
• Online Access: http://earchive.tpu.ru/handle/11683/73213; https://doi.org/10.18799/24131830/2022/9/3624

Актуальность исследования обусловлена необходимостью развития ресурсосберегающих технологий нагнетательного проветривания тупиковых горных выработок, связанных с обеспечением сохранности воздухопроводов во время проведения взрывных работ. Решение проблемы заключается в разработке технических решений, позволяющих убрать конец воздухопровода из зоны поражающего действия разлетающихся осколков горной породы, отодвинув его от груди забоя на безопасное расстояние без нарушения требований правил безопасности. Цель: разработка ресурсосберегающего способа проветривания тупиковых выработок нагнетанием, связанного с использованием кинетической энергии воздушной струи для подсоса возвратного потока воздуха в камеру смешения с ожидаемым эффектом увеличения расстояния проветривания. Объекты: тупиковые выработки. Методы: аналитическое и численное моделирование процессов эжекции воздуха и распространения стеснённой настилающейся воздушной струи, направленной в тупик; сравнительный анализ экспериментальных и модельных данных. Результаты. Проведён анализ экспериментальных данных по проветриванию тупиковых выработок нагнетательным способом с отставанием конца трубопровода от груди забоя. Отмечено, что полученные различными исследователями экспериментальные зависимости для определения дальнобойности вентиляционной струи не позволяют сделать однозначный вывод о допустимом расстоянии отставания ввиду слишком большого разброса значений коэффициента пропорциональности между ним и поперечным размером выработки. Установлено, что причиной разброса является пренебрежение зависимостью дальнобойности струи от её начальной скорости и расхода, которая тем менее ярко выражена, чем менее стеснённой является струя. Рассмотрена возможность увеличения стеснения и расхода струи путём эжекционного подсоса возвратного потока воздуха в установленную перед концом трубопровода камеру смешения. Представлена аналитическая модель работы эжекторной установки с проницаемой перемычкой, по результатам которой сделана оценка увеличения расхода струи за счёт ...