20.2 Расчет количества воздуха, необходимого для проветривания очистных выработок

Расход воздуха, необходимый для проветривания очистных выработок, рассчитывается по выделению метана, углекислого газа, газов, образующихся при взрывных работах, по числу людей и проверяется по допустимой скорости воздуха, а при последовательном проветривании тупиковых выработок, примыкающих к очистным – также по подаче ВМП. Окончательно принимается наибольший результат. Кроме того, на шахтах IIIкатегории по газу и выше расход воздуха, принятый для проветривания очистной выработки, должен быть проверен по метановыделению при внезапном прорыве метана из почвы выработки.

При выемке каменных углей с прослойками в пласте породы суммарной мощностью 0,05 м и более или с присечкой боковых пород, а также антрацитовых пластов и температуре воздуха 16⁰С и выше расход воздуха должен быть дополнительно рассчитан из условия оптимальной по пылевому фактору скорости, если для разбавления вредных газов или по температурным условиям не требуется большая скорость воздуха.

Для схем проветривания с примыканием исходящей струи к целику и погашением вентиляционной выработки (схемы типа 1-М) расчет расхода воздуха по выделению метана (углекислого газа) следует вести сразу для выемочного участка по формуле:

, (20.1)

где – среднее фактическое (ожидаемое) метановыделение (выде-

ление углекислого газа) в пределах выемочного участка,

м³/мин;

К_н – коэффициент неравномерности газовыделения.

Расход воздуха для проветривания очистной выработки (лавы) по выделению метана (углекислого газа) определяется по формуле:

, (20.2)

где Q_оч – расход воздуха для проветривания очистной выработки,

м³/мин;

- среднее ожидаемое (фактическое) газовыделение в очистной

выработке, м³/мин;

С – допустимая, согласно ПБ, концентрация метана (углекислого

газа) в исходящей выработке из очистной выработки вентиля-

ционной струи, %;

С₀ – концентрация газа в поступающей на выемочный участок вен-

тиляционной струе, %; определяется для выработок дейст-

вующих шахт по результатам измерений, а для проектируе-

мых принимается равной 0,05%;

K_н – коэффициент неравномерности метановыделения (выделе-

ния углекислого газа), доли ед.

Расход воздуха для проветривания лав при максимально допустимой нагрузке на лаву по газовому фактору (метановыделению) определяется по формуле:

, (20.3)

где Q_{оч max} – максимальный расход воздуха, который можно подать в

очистную выработку, м³/мин;

k_0,3 – коэффициент, учитывающий движение воздуха по части вы-

работанного пространства, непосредственно прилегающей к

призабойному; принимается по табл. 20.2;

S_{оч min} – минимальная площадь поперечного сечения призабойного

пространства очистной выработки в свету, м²;

m_в.пр – вынимаемая мощность пласта с учетом породных просло-

ек, м;

в_min – минимальная ширина призабойного пространства, м; прини-

мается согласно паспорту крепления и управления кровлей.

Таблица 20.2 – Значение коэффициента k_0,3

Способ управления кровлей	Породы непосредственной кровли	k0,3
Полное обрушение То же То же То же Плавное опускание Частичная закладка Полная закладка	Песчаники Песчаные сланцы Глинистые сланцы Сыпучие Независимо от пород То же То же	1,30 1,25 1,20 1,05 1,15 1,10 1,05

Примечание. При обработке тонких крутых пластов щитовыми агрегата-

ми значение k_0,3 принимается равным 1,15.

При последовательном проветривании очистных выработок расчет воздуха по выделению метана для второй лавы определяется по формуле (20.4) или (20.5), а для первой лавы- по формуле (20.2):

; (20.4)

(20.5)

где - расход воздуха, который необходимо подавать во вторую

лаву, м³/ мин;

С₁ – допустимая концентрация метана в воздухе, поступающем во

вторую лаву, %; принимается согласно ПБ;

,-среднее фактическое (ожидаемое) выделение метана в

первую и вторую лавы, считая от выработки с поступа-

ющей струей воздуха, м³/мин.

Значения коэффициента неравномерности метановыделения в формуле (20.5) принимаются по суммарному метановыделению в последовательно проветриваемых лавах.

Расчет расхода воздуха по выделению углекислого газа при последовательном проветривании лав производится по формуле:

(20.6)

где ,-ожидаемое среднее выделение углекислого газа в пер-

вой и второй лавах, считая от выработки с поступающей

струей воздуха, м³/ мин.

Для схем проветривания выемочных участков с примыканием исходящих струй к целику угля и погашением вентиляционных выработок вслед за лавами (схемы типа 1-М), когда расход воздуха для проветривания выемочного участка определяется по формуле (20.1), расход воздуха для проветривания очистной выработки по газовыделению рассчитывается по формуле:

(20.7)

где k_ут.в – коэффициент, учитывающий утечки воздуха через

выработанное пространство в пределах участка.

Расчет по газам, образующимся при взрывных работах, для очистки забоев типа лав выполняется по формуле:

(20.8)

где Т – время проветривания выработки, мин; принимается согласно

ПБ;

В_уг – масса одновременно взрываемых ВВ по углю, кг;

V_оч – проветриваемый объем очистной выработки, м³:

; (20.9)

b_max –максимальная ширина призабойного пространства, м; при-

нимается согласно паспорту крепления и управления кров-

лей, а для лавообразных выработок с большим шагом об-

рушения (закладки) – равной ширине трех рабочих лент (до-

рожек).

Расчет расхода воздуха по числу людей производится по формуле:

(20.10)

где n_чел – наибольшее число людей, одновременно работающих

в очистной выработке.

При последовательном проветривании лав:

(20.11)

Расчет расхода воздуха из условия оптимальной скорости по пылевому фактору производится по формуле:

(20.12)

где v_опт – оптимальная скорость воздуха в призабойном пространстве

лавы, м/с; принимается 1,6м/с.

Проверка расхода воздуха по скорости производится по следующим формулам:

• по минимальной скорости воздуха в очистной выработке:

(20.13)

где –максимальная площадь поперечного сечения призабойно-

го пространства очистной выработки в свету, м²;

v_min – минимально допустимая скорость воздуха в очистной выра-

ботке, м/с; принимается согласно ПБ;

• по максимальной скорости воздуха в очистной выработке:

(20.14)

• по минимальной скорости воздуха в промежуточных штреках с подсвежающей струей при последовательном проветривании лав:

(20.15)

где S_пр.ш – площадь поперечного сечения промежуточного штре-

ка, по которому подается подсвежающая струя, м²;

v_min – минимальная скорость воздуха в промежуточном штреке,

м/с; принимается согласно ПБ.

Проверка по подаче ВМП при последовательном проветривании тупиковых и очистных выработок производится по соблюдению условия

(20.16)

где Q_вс – расход воздуха, который необходимо подать к всасу ВМП,

м³/мин.

Проверка по метановыделению при внезапном разрушении надрабатываемого массива

(20.17)

где I_м – ожидаемый максимальный расход метана из надрабатывае-

мого массива при внезапном его разрушении, м³/мин; опреде-

ляется в соответствии с требованиями раздела 2 Инструкции

по прогнозу и предупреждению внезапных прорывов метана из

почвы горных выработок (Макеевка–Донбасс, 1987).

Если условия формулы (20.17) не выполняются, то разрабатываются мероприятия в соответствии с требованиями указанной Инструкции.