Nowak ściaga liszka skr.docx

Powietrze kopalniane, skład, najwyższe dopuszczalne stężenia.

Powietrze kopalniane, wypełniające wyrobiska górnicze, jest roztworem powietrza atmosf, pary wodnej i gazów oraz pyłów wydziel się w kopalni.

NDS - najwyższe dopuszczalne stężenie średnio ważone w okresie 8 godzin,

NDSCh - najwyższe dopuszczalne stężenie chwilowe w czasie nie dłuższym niż 30 min. w okresie zmiany roboczej.

Zawartość metanu w powietrzu kopalnianym nie powinna przekraczać:

-1% w rejonowych prądach powietrza zużytego- 0.75 % - w szybie wydechowym

Gdy stosujemy metanometrię automatyczną zawartość metanu w rejonowych prądach powietrza zużytego może wynosić - 1.5 %.

Gazy występujące w kopalniach soli

W kopalniach soli najczęściej spotykanymi gazami wydzielającymi się do powie­trza są: metan, wodór, etan, propan, butan, dwutlenek węgla oraz azot. Ogólnie można stwierdzić, że w kopalniach soli największa ilość gazów w stosunku do całkowitej wydziela się podczas prowadzenia i»bót strzelniczych i może ona wy­nosić 80%, a najmniej — 4% przy wierceniu otworów strzałowych

W Polsce, w inowrocławskich kopalniach soli spotyka się nagle wyrzuty me­tanu.

Dopuszczalne wartości gazów w kopalni

a) tlen (O2) – gaz niezbędny dla procesów oddychania wszystkich organizmów żywych, bezbarwny, bez zapachu, łączy się ze wszystkimi pierwiastkami, min. stężenie tlenu w powietrzu kopalnianym wynosi 19%, przy 17% gaśnie benzynowa lampka wskaźnikowa, przy 15% człowiek jest niezdolny do pracy fizycznej (ucieczki), przy 12% zagrożone życie ludzkie, przy 10% mdłości utrata przytomności, 7% natychmiastowa śmierć.

b) dwutlenek węgla (CO2) – gaz bezbarwny, bez zapachu, o smaku lekko kwaśnym, nie palny, nie wybuchowy, nie trujący, jest gazem duszącym, zbiera się na dole wyrobiska gdyż jest cięższy od powietrza (ciężar 1,96 g/cm3), max stężenie CO2 NDS – 1%, NDSch – 1%.

c) tlenek węgla (CO) – gaz bezbarwny, bez zapachu, bez smaku, gaz trujący, gromadzi się w górnych częściach wyrobiska gdyż jest lżejszy od powietrza (ciężar 1,25 g/cm3), wybuchowy w granicach 14 do 29% w temp. normalnej i 7,5 do 29% w temp. 600˚, max stężenie CO NDS – 0,0026%, NDSch – 0,015%.

d) tlenek i dwutlenek azotu (NO, NO2) – gaz trujący, nie wybuchowy, o gryzącym zapachu, max stężenie NO i NO2 wynosi: NDS – 0,00026%, NDSch – 0,00052%.

e) dwutlenek siarki (SO2) – gaz trujący, max stężenie SO2 wynosi: NDS – 0,000075%, NDSch – 0,0019%.

f) siarkowodór (H2S) – gaz palny, wybuchowy w granicach 4 do 46%, gaz trujący, max stężenie H2S wynosi: NDS – 0,0007%, NDSch – 0,0014%.

Strumień objetościowy V2/V1=n2/n1 [m3/s]

Zawartość pary wodnej x=0,622 (pw/pb-pw) [J/kgK]

Ilość wydzielającego się metanu qv=mWo0,8/1440 [ m3/min]

Odmetanowaniemax duze odciagniecie metanu szczelnymi przewodami ze skal otaczajacych i pokladow wegla, umozliwiajace prowadzenie robot udostepniajacych, przygotowawczych i eksploatacyjnych w warunkach normalnych, przy mozliwie niskiej zawartosci CH4  a)odmetanowanie wyrobisk przyg i udos, odm.wyr.otamowanych, odm.wyprzedzające stosowane przed wybieraniem pokładu, jeszcze w czasie udostępnienie złoża odm.ścian- wyprzedzające

Przy przem adiabatycznej qab=102m/K T= Tśred+(H/qab) [K]

Granice wybuchowości gazów:H2(4-72) H2S(4-46) CO(12-74) CH4(5-15) CxHy(2-15)

Trujące gazy CO,H2S SO2 NO,NO2

Stałą gazowa pary wodnej R=8314,51J/kmolK/18,02kg/kmol =461,4J/kgK

Obliczyć tem na głębokości H grad geot T=10C+0,03(1000-30)=39,1C

Wenty lutniowa 6m ssący, 8m tłoczący, w niemetanowych 10m, komb 3m.

Strata naporu [N/m2 Pa] gama [kg/m2s2]

Kierunek W2-1 W2-1=Z2-Z1 +p2-p1/gśr+V2-V2/2g [Nm/N]

Połączenie II Rz=1/(1/pierR+1/pierR)2 [Ns2/m8]

Obliczyc %rozdział pow A=12/pierR   Q1=A1/A1+A2 100%

Metoda regulacji wentyl: zmiana oporu kopalni, obortów wirnika, kata ustawienia łopatek kierowniczych wentylatora

Dla powietrza suchego - równanie stanu 

  p - ciśnienie powietrza suchego [Pa]  T - temperatura powietrza w [K]

  Rp-indywidualna stała =287 J/kg*K -gęstość powietrza suchego

Dla pary wodnej w/g równania stanu      

   e  - prężność ( ciśnienie) pary wodnej nienasyconej [Pa]  - gęstość- masa pary wodnej zawarta w jednostce objętości   Re- indywidualna stała = 461,5 J/kg*K

T - temperatura pary w [K]

WILGOTNOŚĆ POWIETRZA

Powietrze jest mieszaniną różnych gazów. Powietrze atmosferyczne zawiera prawie zawsze również i wodę w postaci pary. Na podstawie prawa Daltona ciśnienie powietrza wilgotnego jest sumą ciśnień powietrza suchego ps i pary wodnej pw

Rozróżnia się parę nasyconą i nienasyconą. Jeżeli w układzie ciecz i faza gazo­wa tej cieczy pozostają w równowadze polegającej na tym, że w tym czasie tyle samo cząstek ze stanu cieczy przechodzi w stan pary i ze stanu pary w stan cieczy, to para jest nasycona. Wynika stąd własność, że w danej temperaturze znajduje się najwięk­sza z możliwych ilości cząstek w postaci pary. Wtedy i ciśnienie cząstkowe pary jest także największe.Bardzo ważną własnością pary nasyconej jest to, że prężność pary nasyconej E zależy tylko od temperatury, a nie zależy od objętości. Jeżeli objętość zmniejszy się, to pewna ilość pary przejdzie w stan cieczy, ale ciśnienie pozostanie takie samo. Do par nasyconych nie stosuje się więc prawa Boyle'a-Mariotte, które mówi, że ciśnienie gazu jest odwrotnie proporcjonalne do jego objętości.Prężności par nasyconych w temperaturach wyższych są odpowiednio większe, ale zależność od temperatury nie jest liniowa. Nie można więc do obliczania zmian pręż­ności par nasyconych stosować prawa Gay-Lussaca, mówiącego, że ciśnienie gazu przy tej samej objętości jest proporcjonalne do temperatury bezwzględnej. Zależność ciśnienia par nasyconych od temperatury wyznaczona została doświadczalnie i poda­na jest w postaci tablic lub wykresów.

Do pary nienasyconej stosuje się wszystkie prawa przemian gazowych, a więc i równanie stanu gazów, aż do stanu nasycenia włącznie (wilgotność względna 100%).

Wilgotność bezwzględna    określa ilość gramów pary wodnej przypadającej na 1 m3 powietrza (jest więc gęstością pary wodnej) w danych warunkach ciśnienia i temperatury.

Wilgotność bezwzględną wyznaczyć można przez:

—  pomiar bezpośredni za pomocą substancji higroskopijnych,

—  pomiar pośredni, tzn. przez dokonanie bezpośredniego pomiaru niektórych wielkości i obliczanie wilgotności bezwzględnej z odpowiednich wzorów.

Jeżeli znana jest prężność pary wodnej e (np. ze wzoru Sprunga), to wilgotność bezwzględną  wyliczyć można z równania stanu dla pary wodnej o stałej gazowej Re

Wilgotność względną     określa się procentowym stosunkiem wilgotności bezwzględ­nej powietrza w danej temperaturze i ciśnieniu do wilgotności bezwzględnej w stanie nasycenia w tych samych warunkach.

Wilgotność względną   określa się bezpośrednio higrometrem lub w sposób pośredni:

— gdy znana jest np. wilgotność bezwzględna , wówczas wyznacza się wg. wzoru definicyjnego,    —  na podstawie pomiarów temperatury termometrem suchym t, i wilgotnym tw (np. psychroaspiratorem Assmana) wyznacza się z tablic lub wykre­sów;

— jeżeli znana jest temperatura powietrza t i prężność pary e, to

gdzie E oznacza prężność pary nasyconej w temperaturze t odczytana z tablic lub wykresów.

Wilgotność właściwa x określa zawartość masy pary wodnej wyrażonej w gra­mach lub kilograma...