книги из ГПНТБ / Патрушев М.А. Проветривание высокомеханизированных лав

М. А. ПАТРУШЕВ, Е. С, ДРАНИЦЫН

ПРОВЕТРИВАНИЕ

ВЫСОКО­

МЕХАНИЗИРОВАННЫХ

ЛАВ

ИЗДАТЕЛЬСТВО «ДОНБАСС ДОНЕЦК— 1974

6П1.4

П20

Г*в. публичная | Л»уЧ|**-Т*ХНИЧЗ~*ИЯ (

«■•л**т*к« «..ССР I

3tt«E I(in^PN \

ЧИТАЛЬНОГО ЗАДА ?

Патрушев М. А. и Драницын Е. С.

П20 Проветривание высокомеханизировавных лав. До­ нецк, «Донбас», 1974.

149с. с ил. Библиогр.: с. 146—148 (39 назв.).

Вкниге изложены вопросы проветривания лав при больших на-

Издательство «Донбас», 1974

ПР Е Д И С Л О В И Е

Вдевятой пятилетке 87—90% промышленной продук­ ции будет получено за счет повышения производитель­ ности труда. В угольной промышленности она должна возрасти в 1,4 раза. Эта задача решается на основе ин­ тенсификации и концентрации производства, комплекс­ ной его механизации и автоматизации. Среднесуточная

жен составить 60%. В перспективе весь уголь практиче­ ски будет добываться механизирова ниыми комплексами.

В 1985 г. нацрузка на забой в среднем по промыш­ ленности в соответствии с научно-техническим прогно­ зом составит 1200—-1300 ткут и будет расти'. Однако для средних условий Донецкого бассейна и при обычных схемах проветривания выемочных участков, когда весь поступающий на них воздух проходит через лаву, на­ грузку 1000 ткут можно достигнуть при относительном газовыделении не более 8 лг3/т. В настоящее же время 63% шахт имеют газообиль-ность более 10 мг1т (по ком­ бинатам «Донецкуголь», «Макеевуголь», «Шахтерскантрацит», «Ворошиловградуголь», «Кадиевуг-оль», «К-рас- нодонуголь», количествошахт с такой газообильностью составляет 80—100%), 55% шахт относятся к сверхкатегорным. Из них большинство с газообильностью свыше 30 ж3/г. К 1990 г. ожидается, что удельныйвес сверхкатегорных шахт достигнет 80%.

В 1973 г. 68% всех -выемочных участков на шахтах комбината «Шахтерскантрацит» имели относительную газообильноеть свыше 10 м31т. Примерно такое же поло­ жение и на остальных шах-тах указанных выше комби­ натов. Нагрузку 1000 т/сут при существующих схемах проветривания можнополучить по газовому фактору

3

ГЛ А В А I. ПРОВЕТРИВАНИЕ ВЫЕМОЧНЫХ УЧАСТКОВ НА ДЕЙСТВУЮЩИХ ШАХТАХ

Основные требования к схемам проветривания выемочных участков и их классификация

Схема проветрива.ния должна обеспечивать безопас­ ность, надежность работы и быть экономичной. Любая технологическая схема, какой бы ни была экономичной, если она не отвечает требованиям безопасности, не мо­ жет эксплуатироваться. Особенно серьезные требования, с точки зрения безопасности и надежности, предъявля­ ются к схемам проветривания на газовых и глубоких шахтах. Применительно к выемочным участкам эти тре­ бования можно сформулировать следующим образом.

1.Исключить возможность образования повышен­ ных концентраций метана на сопряжениях лав с венти­ ляционными штреками и местных скоплений газа в гор­ ных выработках.

2.Повысить надежность проветривания как в нор­ мальной, так и в аварийной обстановке (включая вне­ запные выбросы угля и газа и др.), а также обеспечить снесение людей при аварии. Последнее достигается, в первую очередь, наличием двух свежих струй, поступа­

ющих к каждому выходу из очистного забоя.

3. Создать наиболее благоприятные санитарно-гигие­ нические условия за счет снижения запыленности1и на­ грева рудничного воздуха. К очистным забоям должен поступать чистый атмосферный воздух. Это достигается, когда свежая струя воздуха на всем пути от ствола до забоя поступает по выработкам, где нет встречного дви­ жения отбитого угля, т. е. конвейерные и транспортные выработки проветриваются обособленными струями. Свежая струя воздуха меньше нагревается, если пода­ ется в лаву по верхнему, повторно используемому штре­ ку, боковые породы которого уже охлаждены на значи­ тельную глубину и имеют более низкую материнскую температуру, чем на нижнем горизонте. Кроме того, до­ полнительное устранение местных источников тепла

5

(электрическое оборудование, конвейерный транспорт и т. д.) и удаление отбитого угля со свежей струи, посту­ пающей в очистные забои, как показывают расчеты, по­ зволяют снизить температуру воздуха на входе в лаву на 3—8°С. На многих шахтах переходной глубины с уче­ том этих мероприятий можно обходиться без искусствен­ ного кондиционирования воздуха.

4.Обеспечить возможность эффективного ведения работ по дегазации разрабатываемого пласта, безопас­ ной и интенсивной разработки выбросоопасных пластов,

атакже склонных к самовозгоранию углей.

5.Гарантировать высокую эффективность дегазации пластов-спутников скважинами. Для этого конструкция схемы или горных работ должна предусматривать раци­ ональные схемы дегазации. Сейчас при наиболее про­ грессивной столбовой системе разработки и возвратноточной схеме проветривания эффективность дегазации спутников в 2 раза ниже, чем при сплошной системе.

6.Обеспечить высокие нагрузки на лаву. Свежая

струя воздуха, проходящая по рабочему пространству лавы, должна полностью использоваться только для раз­ бавления метана, выделяющегося из груди забоя и от­ битого угля в рабочем пространстве. Остальной газ, вы­ деляющийся в пределах выемочного участка из вырабо­ танного пространства, из отбитого угля за пределами лавы и подготовительных выработок, должен разбав­ ляться обособленными струями воздуха, минующими ла­ ву. Под выемочным участком подразумевается очистной забой с прилегающими к нему подготовительными выра­ ботками.

Для существующих и применяемых на действующих шахтах до последнего времени схем проветривания вы­ емочных участков характерно последовательное прохож­ дение струи воздуха по всем выработкам и постепенное загрязнение ее выделяющимися вредностями (газ, пыль, тепло). Количество воздуха, которое можно подавать на участок, лимитируется пропускной способностью рабоче­ го пространства лавы. Но в связи с ростом газообильности горных выработок, температуры боковых пород и запыленности при переходе горных работ на более глу­ бокие горизонты и одновременном увеличении нагрузки на очистные забои, требуется подавать на участок все возрастающее количество воздуха. С другой стороны,

6

оснащение лав механизированными комплексами суще* ствшно ограничивает пропускную способность рабочего пространства в, следовательно, возможности роста на­ грузки на лаву и производительности труда. Наиболее прогрессивная столбовая система разработки с возврат­ ноточной схемой проветривания не обеспечивает безопас­ ности работ на газовых шахтах из-за мастных скоплений метана повышенных концентраций на сопряжении ла­ вы с вентиляционным штреком.

Таким образом, существующие схемы проветривания с последовательным разбавлением выделяющихся в гор­ ные выработки вредностей не обеспечивают на газовых шахтах необходимой степени безопасности ведения гор­ ных работ, сдерживают рост нагрузки на лаву, повы­ шение производительности труда и технический прогресс в угольной промышленности вообще.

На основе нового принципа, сущность которого за­ ключается в обособленном разбавлении и удалении всех вредностей по источникам их поступления в рудничную атмосферу, ДояУГИ в 1961—1962 гг. разработаны новые схемы проветривания выемочных участков [27—30], ко­ торые отвечают всем требованиям, предъявляемым к схемам проветривания участков на газовых и глубоких шахтах. Схемы-проветривания (старые и новые) клас­ сифицируются по ряду признаков (табл. 1).

7

Такая классификация достаточно точно характери­ зует особенности всех вариантов схем проветривания выемочных участков (рис. 1—4). Для удобства в даль­ нейшем каждый вариант схемы обозначается сокращен­ но в соответствии с приведенными условными обозначе­ ниями. Например, 3—В—Я —«—к означает схему про­ ветривания выемочного участка с полным обособленным разбавлением и удалением вредностей по источникам поступления в рудничную атмосферу при выдаче исхо­ дящей из лавы струи в сторону выработанного простран­ ства, с независимым проветриванием (одиночная лава) и нисходящим направлением движения струи воздуха по лаве — вариант к (рис. 4).

Большинство вариантов схем проветривания выемоч­ ных участков 1-го типа (рис. 1) и некоторые (например,

2 —В—Я—в—т, 2—В—Я —в—ф, 2—В—Я—в—п, рис. 2)

применялись на практике и описаны в ряде работ [17, 18, 20, 21, 34 и др.]. Остальные варианты схем разработаны в работах [27—30], исходя из основных требований к ним для газовых и глубоких шахт.

На ряде действующих шахт Торезско-Шахтерского района применялся вариант схемы проветривания 2—В—Я—в—г с подсвежением исходящей струи с от­ каточного штрека через сбойки, проходимые на опреде­ ленном расстоянии. Сбойки служили также для до­ ставки материалов на вентиляционный штрек. При такой схеме в исходящую струю подавалось дополни­ тельное количество воздуха, чтобы снизить содержание метана в ней до допустимых пределов, т. е. обособленно разбавлялась только некоторая часть газа. В данном случае термин «подсвежение» достаточно точно харак­ теризует схему. Но такие схемы практически не отвеча­ ют предъявляемым к ним требованиям, а только незна­ чительно облегчают условия ведения работ при большом газовыделении из выработанного пространства. Иногда в литературе схемы проветривания с обособленным раз­ бавлением, в том числе и 3-го типа (рис. 4), также на­ зывают схемами с «подсвежением», что совершенно не­ правильно. Этот термин не отражает сущности новых схем.

В связи с наличием нескольких вентиляционных струй на выемочном участке при новых схемах проветри-