3 Мероприятия по борьбе с газами

Основной способ борьбы с газами в шахтах - вентиляция. Её расчёт выполняется в отдельном разделе дипломного проекта. Однако в ряде случаев вентиляция дополняется специальными спо­собами борьбы.

В настоящем разделе излагаются методы расчёта параметров де­газации шахты при разработке метаноносных угольных пластов. Эти расчёты следует выполнять в том случае, если в разделе "Вентиляция" дипломного проекта указана необходимость дегазации для обеспече­ния требуемой нагрузки на забой.

Расчёт параметров дегазации разрабатываемых пластов скважинами

При данном способе дегазации следует отдавать предпочтение схемам с расположением дренажных скважин параллельно забою лавы, пробуренным по восстанию.

1. Продолжительность дренирования обуренного скважинами блока (сутки).

( 3.1 )

где t₀ - время дегазации блока до начала очистных работ, сут, (при сплошной системе разработки t₀ = 0);

V_оч - скорость подвигания очистного забоя, м/сут;

L_бл - длина блока, м. Принимается в пределах 100-150 м, а при скоростях подвигания лав более 150 м/мес - равной месячному подвиганию лавы.

2. Расстояние между параллельными скважинами (м).

( 3.2 )

где K_в - коэффициент влияния разряжения в скважине.

Для условий Донецкого, Карагандинского и Печорского бассей­нов К_в = 1, Кузнецкого бассейна принимается по таблице 4.

Таблица 4.

Условия разгрузки пластов	Значение Кв при разрежении в скважине
	50	100	150
Неразгруженные пласты Надработанные пласты	1,0 1,0	1,0 1,2	1,1 1,4

Z - коэффициент, учитывающий неравномерность газовыделения из пласта в скважине (Z = 0,75);

l_c - полезная длина скважины, м;

m_g - дегазируемая скважинами мощность угольных пачек пласта, м;

q₀ - начальное удельное метановыделение в скважину (началь­ный дебит газа, деленный на длину скважины и мощность пласта, м³/м.сут). Определяется по формуле:

( 3.3 )

X - природная метаноносность пласта, м³/т;

H - глубина горных работ, м;

V^r - выход летучих веществ, %;

α_c - коэффициент, характеризующий снижение газовыделения из пласта во времени, сут^-1. Рассчитывается по формуле:

( 3.4 )

t - продолжительность дренирования пласта скважинами, сут.

Рассчитывается по формуле (3.1);

h - высота этажа (подэтажа), дегазируемого скважинами, м;

m_Л - мощность угольных пачек пласта (слоя), отдающих газ в призабойное пространство лавы, м;

γ_у- объёмная масса угля, т/м³; .

q_пл - метановыделение из пласта без дегазации, м³/т, принимается по прогнозу;

К_дег.пл - эффективность дегазации.

4 Мероприятия по борьбе с пылью

В настоящем разделе методических указаний излагаются требова­ния к организации мероприятий по борьбе с пылью в шахтах и приво­дятся методы их расчёта. При этом следует иметь в виду, что в сов­ременных шахтах одно какое-либо мероприятие, как правило, не обес­печивает соблюдения допустимых уровней запылённости. Поэтому в дип­ломном проекте необходимо предусматривать комплекс мероприятий по борьбе с пылью (комплексное обеспыливание). В комплекс противопылевых мероприятий обычно входят: орошение, пылеотсос, предварительное увлажнение горного массива с целью снижения запыленности при его выемке.

Если по расчёту получается, что остаточная концентрация пыли в воздухе после внедрения комплексного обеспыливания все же оста­ётся выше предельно допустимой, необходимо сделать вывод об обяза­тельном применении средств индивидуальной защиты трудящихся от пыли.

В данном разделе дипломного проекта необходимо осветить следу­ющие вопросы:

1. фактическая запылённость воздуха на основных рабочих местах;

2. расчёт комплекса противопылевых мероприятий при проходке выработок буровзрывным способом.

В комплекс противопылевых мероприятий входят: предварительное увлажнение, промывка шпуров, орошение.

а) Предварительное увлажнение. Определяется количество воды (л), закачиваемой в скважину.

( 4.1 )

где h - высота выработки, м;

l_скв - глубина скважины, м. принимается не менее недельного подвигания забоя выработки;

γ - объёмная плотность угля, т/м³;

q - удельный расход жидкости, л/т. Определяется по формуле:

( 4.2 )

где ∆W - прирост влаги, %. (Следует принимать 2...4 %).

Глубина герметизации скважин принимается равной 3 м.

Число нагнетательных скважин определяется по формуле:

( 4.3 )

где F - площадь забоя, м²;

R₁, R₂ - средние радиусы увлажнения, соответственно, пород

и угля, м. R₁ и R₂ принимаются в пределах: для пород: - 0,5, угля -1 м.

Суммарный расход жидкости (л) определяется из выражения:

( 4.4 )

Продолжительность нагнетания (мин) определяется по формуле:

( 4.5 )

где q_т - темп закачки, л/мин. Принимается по характеристике насоса (таблица5);

б) Расчёт орошения состоит в определении расхода жидкости (л/мин) на орошение при погрузке горной массы.

( 4.6 )

где q - удельный расход воды, л/т, принимается равным 40;

A_п - максимальная производительность погрузочной машины, т/мин.

Поскольку в технических характеристиках погрузочных машин А_п часто дается в м³/мин, для использования этого значения в формуле (4.6) А_п следует перевести из м³/мин в т/мин.

Остаточная концентрация пыли в забое определяется по формуле:

( 4.7 )

где С_нач - начальная концентрация пыли в забое без применения способов борьбы с пылью, мг/м;

Э_сум - суммарная эффективность комплекса противопылевых мероприятий, доли ед.

( 4.8 )

где Э₁ - эффективность пылеподавления при предварительном ув­лажнении (Э₁=0,8);

Э₂ - эффективность пылеподавления при орошении (Э₂=0,7);

Э₃ - эффективность пылеподавления средствами вентиляции (Э₃=0,7).

Если окажется, что С_ост > С_доб, то необходимо применять средства индивидуальной противопылевой защиты.

Таблица 5 - Техническая характеристика насосных установок для нагнетания жидкостей при предварительном увлажнении.

Тип насосной установки	Рабочее давление, МПа	Подача, л/мин	Вид привода	Мощность привода, кВт	Размеры, мм			Масса, кг
					длина	ширина	высота
УВН-2	до 200	30	Электрический, пневматический	11	1800	810	730	730
НВУ-30	до 40,0	30	---//---	13	1300	755	800	730
УН-35	до 30,0	35	Электрический	17	1350	510	350	350
2УГНМ	до 30,0	45, 60, 75, 90	---//---	32	1750	950	610	2639

в) Обеспыливание воздуха на погрузочных пунктах.

Обеспыливание воздуха на погрузочных пунктах осуществляется орошением. Расчёт количества воды (л/сут) производится по формуле:

( 4.9 )

где А - суточная добыча из лавы, т/сут;

q^m - удельный расход воды, л/т. Принимается в пределах 3-5 л/т.

г) Расчёт периодичности побелки (обмывки, осланцевания) выработки.

сут, ( 4.10 )

где К - коэффициент, значение которого принимается в зависи­мости от вида мероприятия по борьбе с пылью; при по­белке, обмывке и осланцевании, К=1; связывании пыли смачивающе-связывающими растворами, К=5; связывании пыли смачивающе-связывающей пастой, К=20;

К_м - коэффициент, учитывающий влияние содержания металла в атмосфере выработки на снижение нижнего предела взрывчатости отложившейся пыли:

Объёмная концентрация этана

в воздухе, % ……………. 0,5 0,75 1,0 1,5

К_м………………………… 0,75 0,6 0,5 0,35;

δ_отл - нижний предел взрывчатости отложившейся угольной пыли, г/м. Принимается по данным практики или по Каталогу шахтопластов по взрывчатым свойствам угольной пыли;

Р - интенсивность пылеотложения, г/(м³сут). Принимается по данным практики.

д) Расчёт расхода инертной пыли на осланцевание.

кг / м, ( 4.11 )

где δ_отл - то же, что и в формуле (4.10);

S - площадь поперечного сечения выработки в свету, м²;

N_с - норма осланцевания, %. Принимается по данным практики или по Каталогу шахтопластов по взрывчатым свойствам угольной пыли.

Значения δ_отл, N_c, P определяются во время практики!