Метановыделение при проведении подготовительной одиночной выработки

 

При проведении подготовительной выработки используется комбайновый способ проходки. В качестве механизма используется проходческий комбайн ГПКС. Форма поперечного сечения выработки - арочная, сечение выработки в свету S_св = 14, 5 м².

Способ проветривания - нагнетательный, который на газовых шахтах является обязательным и единственным. Достоинство его заключается в том, что проветривание призабойного пространства осуществляется струей свежего воздуха, выходящего из трубопровода с большой скоростью, за счет чего воздух разбавляет местные скопления метана. По правилам безопасности на газовых шахтах конец трубопровода должен располагаться на расстоянии от забоя не более 8 метров, а для предотвращения рециркуляции вентилятор должен быть установлен на расстоянии не менее 10 метров от устья проветриваемой выработки.

 

 

Рис. 1

 

Метановыделение из отбитого угля составит:

_о.у = (х - х_о) j к_т.у = (20- 3, 74) · 1, 2 · 0, 22 = 4, 3 м³/мин;

 

где: j - интенсивность разрушения угля в забое - 1, 2 т/мин для проходческого комбайна ГПКС (достаточная для поддержания необходимых темпов проходки) [3], k_т.у - коэффициент, учитывающий степень дегазации отбитого угля,

 

k_т.у = а₂Т_у^b2 = 0, 115 · 12, 4 ^{0, 25} = 0, 22;

 

а₂ и b₂ - эмпирические коэффициенты; Т_у - время нахождения отбитого угля в призабойном пространстве, мин,

 

Т_у = S_уг L_ц g / j = 10, 4 · 1, 1 · 1, 3 / 1, 2 = 12, 4 мин.

 

Метановыделение из обнаженных выработкой поверхностей пласта определяется по формулам:

в призабойной части выработки

_пов.з = а_п k_т.з,

 

в тупиковой части выработки

_пов.т = а_п k_т.т,

 

во всей выработке в целом

_пов.в = а_п k_т.в,

 

где: а_п - начальное метановыделение с обнаженной поверхности пласта,

 

а_п = 4 · 10^-4 m_п b а (х - х_о) ⁿ;

_п - полезная мощность пласта, м; b - коэффициент, учитывающий условия фильтрации; а и n - коэффициенты, характеризующие метаноотдачу угля; k_т.з, k_т.т и k_т.в - коэффициенты, учитывающие длину соответствующей части выработки и время ее проведения.

Коэффициент b зависит от площади поперечного сечения выработки в свету S_св и полезной мощности пласта [1]:

 

/ m_п = / 3, 2 = 1, 2, отсюда b = 1.

 

Для шахт Печорского бассейна а = 0, 4и n = 2 [1],

а_п = 4 · 10^-4 · 3, 2· 1 · 0, 4 (20 - 3, 74)² = 0, 14

Для шахт Печорского бассейна [1]:

 

k_т.з(т.в) =

 

где: L_i - длина соответствующей части (призабойной, тупиковой или выработки в целом) выработки, м; v_пр - скорость проведения выработки, увязанная с темпами подвигания очистных забоев: v_пр = 14 м/сут,

k_т.з = = 1, 19;

k_т.т = =12, 8; _т.в. = =12, 8;

где: L_i - длина соответствующей части (призабойной, тупиковой или выработки в целом) выработки, м; v_пр - скорость проведения выработки, увязанная с темпами подвигания очистных забоев.

I_пов.з = 0, 14 · 1, 19 = 0, 27м³/мин; _пов.т = 0, 14· 12, 8= 1, 8 м³/мин; _пов.в = 0, 14 ·12, 8 = 1, 8 м³/мин.

Полное метановыделение в призабойную часть выработки: _зп = I_о.у + I_пов.з,

_з.п = 4, 3 + 0, 27 = 4, 57 м³/мин.

Метановыделение в тупиковую часть выработки:

_пт = I_о.у + I_пов.т

_п.т = 4, 3 + 1, 8 = 6, 1 м³/мин.

Метановыделение в выработку в целом:

_п = I_о.у + I_пов.в

_п = 4, 3 + 1, 8 =6, 1 м³/мин.

 

Расход воздуха и средства для проветривания проводимой подготовительной выработки

Расход воздуха в призабойном пространстве тупиковой выработки

 

Q_зп.г = ,

 

где: с - максимально допустимая концентрация газа в забое средняя по сечению, %; с^’₀ - средняя концентрация газа в воздухе у места установки ВМП,

 

с^’₀ = с_о + Dс;

 

Dс - прирост концентрации газа в воздухе за счет газовыделения на участке от устья выработки до места установки ВМП, %, Dс =0.

Q_зп.г =  = 8, 0 м³/с.

Расход воздуха по минимальной скорости движения воздуха и с учетом его температуры:

 

Q_зп.v = S v_т.min = 14, 5 · 0, 25 = 3, 63м³/с; _зп.t = S v_t / 3 =14, 5 · 0, 5 / 3 = 2, 42 м³/с;

 

где: v_т.min и v_t - минимально допустимые по правилам безопасности скорости движения воздуха в тупиковой выработке и в ее призабойном пространстве соответственно в зависимости от температуры, м/с.

Расход воздуха по числу занятых в выработке людей:

Q_зп.л = 0, 1 n_з.ч = 0, 1 ·5 = 0, 5 м³/с,

 

где: 0, 1 - нормативный расход воздуха на одного человека, м³/с [1], n_з.ч - наибольшее число людей занятое в призабойной части выработки.

Принимаем расход воздуха в призабойном пространстве по наибольшему фактору: Q_з.п = 8, 0 м³/с.

Принятое значение проверяем по максимально допустимой правилами безопасности скорости движения воздуха в призабойном пространстве.

 

Q_з.п £ v_з.max S / 3 = 4 · 14, 5 / 3 = 19, 3м³/с; 8, 0 < 19, 3 м³/с

 

Принятый расход воздуха не превышает допустимый по максимальной скорости.

Расход воздуха на выходе из трубопровода:

_тр = Q_зп / n_тр,

 

где: n_тр - число параллельных ставов труб в выработке, n_тр = 1_тр =8, 0 / 1 =8, 0 м³/с.

 

⇐ Предыдущая123

Поделиться: