Введение
Глава 1. Шахтный водосброс как объект изучения 18
Глава 2. Современное состояние расчёта шахтных водосбросов
2.1. Профиль проточного тракта шахтного водосброса 23
2.1.1. Водоприёмная воронка 23
2.1.1.1. Анализ параметров свободнопадающих плоских потоков 24
2.1.1.2. Очертание профиля сливной поверхности водоприёмной воронки
2.1.2. Конструкция ствола шахты 39
2.1.3. Конструкция сопрягающего колена 42
2.1.4. Существующие технические решения по назначению толщи-ы стен шахты
2.2. Анализ существующих технических решений проектирования 49
и расчёта шахтных водосбросов
2.2.1. Оценка величины допустимого вакуума на оголовке водоприёмной воронки
2.2.2. Очертание водосливной поверхности водоприёмной воронки и ствола шахты
2.2.3. Конструкция сопрягающего колена шахты 55
2.3. Гидравлические расчёты шахтных водосбросов 58
2.3.1. Существующая методика расчёта пропускной способности водоприёмной воронки шахтных водосбросов
2.3.1.1. Пропускная способность водоприёмной воронки с острой кромкой
2.3.1.2. Пропускная способность водоприёмной воронки с безвакуумным профилем
2.3.1.3 Определение величины масштабной поправки при вычисле- 70
нии коэффициента расхода водоприёмной воронки 2.3.2. Существующие методики расчёта пропускной способности 73
шахтных водосбросов в напорном режиме
2.3.2.1. Водосбросы, в которых предусмотрена работа в напорном режиме всего водопроводящего тракта
2.3.2.2. Водосбросы, в которых предусмотрена работа в напорном режиме ствола шахты и сопрягающего колена Водосбросы, в которых предусмотрена работа в напорном режиме только ствола шахты
Гидравлические расчёты сопрягающего колена шахтного водосброса
Распределение давления на сливной поверхности шахтного водосброса
Вопросы аэрации потока в шахте
Выводы по главе 2
ГЛАВА 3. Предложения по устранению выявленных недостатков конструкций шахтных водосбросов
3.1. Конструктивные решения
3.1.1. Очертание в плане шахты полигонального поперечного сечения
3.1.2. Определение параметров образующих поверхностей сливных граней шахты
3.1.3. Определение размеров поперечных сечений шахты
3.1.4. Определение параметров образующих поверхностей внешних граней шахты
3.1.5. Влияние вакуума в подструйном пространстве на параметры нижней поверхности струи в шахте
3.1.6. Определение параметров сопрягающего колена шахты
3.2. Модельные гидравлические исследования шахтного водосбро са полигонального поперечного сечения
3.2.1. Методика модельных гидравлических исследований
3.2.2. Экспериментальная установка
3.2.3. Модельная установка
3.2.4. Контрольно-измерительная аппаратура
3.2.5. Оценка точности результатов модельных гидравлических исследований
3.2.5.1. Оценка точности измерения расходов
3.2.5.2. Точность определения давления
3.2.5.3. Точность определения местной скорости потока
3.2.5.4. Точность определения расхода по измерениям скорости 81 101
3.2.6. Состав исследований 155
3.3. Выводы по главе 3 159
ГЛАВА 4. Результаты визуальных наблюдений работы шахтного водосброса полигонального поперечного сечения
4.1. Режим безнапорной работы всего проточного тракта 160
4.2. Режим с заполненным стволом шахтного водосброса 165
4.3. Режим с затопленной водоприёмной воронкой 167
4.4. Выводы по главе 4 177
ГЛАВА 5. Результаты модельных исследований пропускной способности шахтного водосброса полигонального поперечного сечения
5.1. Теоретический анализ пропускной способности шахтного водосброса 178
5.2. Пропускная способность шахтного водосброса полигонального поперечного сечения
5.3. Анализ результатов экспериментальных исследований пропускной способности шахтного водосброса полигонального поперечного сечения с неподтопленным режимом работы водоприёмной воронки
5.3.1. Водоприёмная воронка со свободным входом 192
5.3.2. Водоприёмная воронка с бычком со стороны верхнего бьефа 199
5.3.3. Водоприёмная воронка с бычком со стороны нижнего бьефа 202
5.3.4. Водоприёмная воронка с бычком со стороны верхнего бьефа и укороченным участком нижнего бьефа
5.3.5. Водоприёмная воронка с бычком со стороны верхнего бьефа и тонкой стенкой со стороны нижнего бьефа
5.3.6. Определение величины коэффициента расхода при малых напорах
5.3.7. Анализ результатов обработки исследований пропускной способности шахтного водосброса полигонального поперечного сечения при неподтопленном переливе через водоприёмную воронку
5.4. Порядок расчёта пропускной способности шахтного водосброса при безнапорном режиме работы водоприёмной воронки
5.5. Работа шахтного водосброса полигонального поперечного сечения с затопленной водоприёмной воронкой
5.5.1. Определение границы режима работы шахтного водосброса с неподтопленной водоприёмной воронкой
5.5.2. Определение коэффициента сжатия потока 234
5.5.3. Определение коэффициента скорости потока 239
5.5.3.1. Определение коэффициента Кориолиса кинетической 239 энергии
5.5.3.2. Анализ результатов расчётов величины коэффициента 245 Кориолиса
5.5.3.3. Определение коэффициента потерь по длине ствола шахты 247
5.5.3.4. Определение коэффициентов местных сопротивлений 249
5.5.3.5. Анализ результатов вычисления коэффициентов сопротивле- 251 ний шахтного водосброса полигонального поперечного сечения
5.5.4. Распределение давления по высоте выходного сечения кон- 254 фузора по результатам экспериментального изучения работы шахтного водосброса в напорном режиме
5.5.5. Сопоставление экспериментальных и расчётных значений 257 коэффициента расхода шахтного водосброса полигонального поперечного сечения при напорном режиме работы ствола шахты
5.6. Выводы по главе 5 260
ГЛАВА 6. Изучение распределения давлений в проточном тракте шахты
6.1. Общая картина распределения давления в проточном тракте 264 шахтного водосброса полигонального поперечного сечения
6.2. Изучение распределения давления на сливные поверхности 266 ствола шахты
6.3. Распределение давлений на оголовке водоприёмной воронки шахты
6.4. Анализ распределения давлений по высоте ствола шахты 273
6.5. Оценка возможности кавитационной эрозии водосливной поверхности водосброса
6.6. Изучение распределения давлений на стыке сливных граней 282
6.7. Рекомендации по назначению коэффициента расхода шахт- 285
ного водосброса с 8-и и 4-хгранным поперечным сечением
6.8 Выводы по главе 6 287
ГЛАВА 7. Определение параметров потока в сопрягающем колене шахтного водосброса
7.1 Теоретическое определение кинематического давления потока на вогнутую поверхность сопрягающего колена
7.2. Определение кривизны свободной поверхности безнапорного потока в сопрягающем колене шахтного водосброса
7.3. Результаты обработки данных экспериментов по определению кривизны свободной поверхности
7.4. Сопоставление теоретических расчётов и результатов экспериментальных исследований кинематических характеристик потока в безнапорном сопрягающем колене шахтного водосброса
7.4.1.. Гидродинамическое давление на дно сопрягающего колена 307
7.4.2. Распределение скоростей по глубине потока 309
7.4.3. Распределение давлений по глубине потока 313
7.5. Выводы по результатам определения параметров потока в 314 сопрягающем колене и рекомендации
7.6. Определение потерь энергии в сопрягающем колене шахтных 315 водосбросов
7.6.1. Методика определения потерь энергии в сопрягающем ко- 316 лене шахтного водосброса
7.6.2. Результаты исследования работы сопрягающего колена при 319 безнапорном режиме работы
7.6.3. Выводы и рекомендации определение потерь энергии в со- 325 прягающем колене шахтных водосбросов при безнапорном режиме
7.7. Результаты исследования работы сопрягающего колена при 326
напорном режиме работы
7.8. Выводы по главе 7 330
ГЛАВА 8. Определение параметров ствола шахтного водосброса полигонального поперечного сечения башенного типа
8.1. Задачи расчётов 331
8.2. Определение нагрузок от собственного веса конструкции 335
8.3. Расчёт воздействия внешних гидростатических нагрузок 337
8.4. Расчёт ветровой нагрузки на ствол шахтного водосброса 338
8.4.1. Расчёт средней составляющей ветровой нагрузки на ствол шахтного водосброса
8.4.2. Определение частоты собственных колебаний ствола шахтного водосброса
8.4.3. Расчёт пульсационной составляющей ветровой нагрузки на ствол шахтного водосброса
8.4.4. Расчёт распределения ветрового давления на ствол шахтного водосброса
8.5. Расчёт волновой нагрузки на ствол шахтного водосброса 348
8.6. Расчёты ствола шахтного водосброса башенного типа на 353 сейсмические воздействия
8.7. Анализ результатов расчёта напряжений в стволе шахты 367
8.8. Определение оптимальных очертаний ствола шахты 371
8.9. Выводы по главе
сновные общие выводы 377
Список литературы
