The influence of dry mine air chemical composition on the safety state of the ventilation system of a deep mine using underground main fan

Mine air has been treated as a mixture of water vapour and dry mine air, while its turbulent flows - as one-dimensional steady ones with the exchange of mass and heat. There has been presented the field of volume portions of main components of dry mine air, and the fields of dry-bulb and wet-bulb temperatures in the mine ventilation system. Departing from these fields, the field of virtual temperature of dry mine air has been determined. By substituting this virtual temperature for dry-bulb temperature, there have been modified the formulas appearing in the thermodynamic method, theory of aerodynamic potential and McPherson's study of moisture in air. By using appropriate formulas, relationships, fields of virtual, dry-bulb, and wet-bulb temperatures and field of barometric pressure, there have been determined the input and output quantities relating to ventilation system's nodes, branches and meshes, respectively. A dualmesh canonical scheme of the ventilation system has been worked out, taking into account the chemical composition of mine dry air. Using the input quantities mentioned above, two mesh equations have been written. Departing from these equations, the condition for maintaining the original flow direction in the bottom part of the upcast shaft, and safety condition have been derived. The dual-mesh canonical scheme of the ventilation system, elaborated in an earlier work, when not taking into account the mentioned chemical composition of dry mine air, has been quoted. In accordance with an analysis of quantities given in both dual-mesh canonical schemes, the assumed objective has been achieved, and this work should be considered to be a supplement to Czeczott's work relating to hazard due to underground fans.

---

Powietrze kopalniane traktowano jako mieszaninę pary wodnej i czystego powietrza suchego, jego przepływy turbulentne - jako jednowymiarowe ustalone z wymianą masy i ciepła. Przedstawiono pole udziałów objętościowych podstawowych składników suchego powietrza kopalnianego i pola temperatury termometru suchego w systemie wentylacji kopalni. Wychodząc z tych pól, wyznaczono pole temperatury wirtualnej suchego powietrza kopalnianego. Podstawiając tę temperaturę wirtualną w miejsce temperatury termometru suchego, zmodyfikowano wzory występujące w metodzie termodynamicznej, teorii potencjału aerodynamicznego i w związkach psychrometrycznych. Korzystając z adekwatnych wzorów, związków, strumieni masy czystego powietrza suchego, pól temperatury wirtualnej i temperatury termometru mokrego oraz pola ciśnienia barometrycznego, wyznaczono wielkości wejściowe i wyjściowe dotyczące odpowiednio węzłów, bocznic i oczek systemu wentylacji. Sporządzono dwuoczkowy schemat kanoniczny systemu wentylacji uwzględniający skład chemiczny suchego powietrza kopalnianego. Korzystając ze wspomnianych wielkości wyjściowych, zapisano dwa równania oczkowe. Wychodząc z tych równań, wyprowadzono warunek zachowania pierwotnego kierunku prądu w dolnej części szybu wydechowego i stopień bezpieczeństwa. Przytoczono dwuoczkowy schemat kanoniczny systemu wentylacji sporządzony we wcześniejszej pracy przy nieuwzględnieniu wspomnianego składu chemicznego powietrza kopalnianego. Zgodnie z analizą wielkości podanych na obu schematach kanonicznych osiągnięto postawiony cel i praca ta powinna być traktowana jako suplement do pracy Czeczotta dotyczącej zagrożeń, wynikających z pracy wentylatorów podziemnych.