книги из ГПНТБ / Ониани, Ш. И. Тепловой режим глубоких шахт при гидравлической закладке выработанного пространства и сложном рельефе поверхности

Из таблицы видно, что несмотря на сравнительно высо­ кую температуру атмосферного воздуха, а также вентиляци­

превышает расчетной величины, приведенной в предыдущем параграфе (общая длина неизолированного пульпопровода — примерно 2000 м, расстояние от места забора до смесите­ ля — 1050 м).

Таким образом, приведенные выше результаты расчетовхорошо согласуются с данными полевых и шахтных наблюде­ ний.

§ 2. Распределение .температуры |в прилегающих к

закладке массивах угля и породы

При слоевой отработке мощной угольной толщи и выем­ ке первого слоя температурное поле в массиве с обеих сторон •отработанного пространства (в почве и кровле вынимаемого слоя) полностью зависит от интенсивности дегазации выни­ маемого слоя и прилагающих массивов. Бели наклонные слои отрабатываются в нисходящей или в предусмотренной про-

110

ектом последовательности, но первым будет отрабатываться^ пласт «7/4» .на шахте «Комсомольская» и НИЖНИЙ слой пла­ ста I I I на шахте «Западная-2», а при восходящей последо­ вательности выемки слоев без деления угольной толщи па от­ дельные пачки — нижний слой пласта IV.

Для случая разработки единичного газоносного угольно­ го пласта А. Ф. Воропаевым разработан метод аналитическо­ го построения температурного поля системы угольный пласт—

выемки наклонных слоев и отдельных пачек отрабатываемый первый слой нельзя рассматривать как единичный пласт, так как к вынимаемому слою по крайней мере с одной стороны всегда будет прилегать мощный угольный массив. Дегазация

этого массива будет оказывать не меньшее влияние на рас­ пределение температуры в системе ко времени закладки вы­ работанного пространства, чем десорбция газа в отрабаты­ ваемом слое. Поэтому следует ожидать более интенсивное ох ­ лаждение породного массива, прилегающего к слою с другой стороны.

Таким образом, для построения возмущенного дегазацией температурного поля системы, разработанный А. Ф. Воропае­ вым аналитический метод неприменим. Однако, подобный способ оценки охлаждающего эффекта десорбции представ­ ляет значительный интерес для случая слоевой выемки м о щ ­ ных угольных пластов и поэтому должен стать предметам

самостоятельного исследования. Мы попытались решить эту задачу эмпирическим путем. С целью определения невазмущанной температуры и влияния дегазации на распределение-' температуры в угольном массиве термические наблюдения (проводились в очистных выработках шахт рассматриваемого месторождени я.

Измерение температуры поверхности стенок горных вы­ работок осуществлялось точечной поверхностной термопарой,

.а измерение температуры угольного массива орюиэводи'лось в шпурах различной глубины при помощи многоточечных штан­ говых электротермометрюв сопротивления и штагового гиб-

111

пласта и .боковых пород около плоскости обнажения не рав­

ны выходит в призабойное пространство. При этом из-за рез­ кого падения давления происходит интенсивное расширение и охлаждение истекающего из массива паза, который погло­ щает большое количество тепла из окружающей среды, вы­ зывая охлаждение угольного массива и баковых пород.

Значительно большее количество газа в угольном масси­ ве находится в сорбированном виде. При дегазации происхо­ дит десорбция и десорбированный газ совместно с свобод­ ным газом выделяется в выработанное пространство. Про­ цесс десорбции происходит в условиях поглощения тепла, в результате чего охлаждающий эффект дегазации увеличива­ ется.

Интенсивность дегазации угли и вмещающих пород зави­ сит от их газоносности, сорбцноннон газоемкостн и газопрони­

ратуры угольного массива в зависимости от расстояния до плоскости обнажения, т. е. до линии очистного забоя. Для этого на шахте им. Ленина в выемочном поле № 5 горизонта— 200—175 м по нижнему слою второго пласта с подэтажного штрека снизу вверх была пробурена скважина длиной 11,5 м (не считая глубины ниши) и диаметром 76 мм на расстоянии

.14,5 м от линии очистного забоя и слоевого ската.

Гирлянда, помещенная в окважине, состояла из 11 электротермометров сопротивления. Термометры № 1 и № 2 были помещены вместе. Расстояние от плоскости обнажения в ни- sae до последнего термометра (№ 11) составляло 2,5 м. Устье

112

скважины после помещения гирлянды герметически закры­

к штреку, показывали температуру неохлажденных пород на данной глубине (22,1°С). Затем, с приближением забоя >к скважине температура угольного пласта постепенно умень­ шалась и, тогда расстояние липки очистного забоя от сква­

Значительное снижение температуры с приближением линии очистного забоя к скважине следует объяснить интен­ сивной дегазацией пласта в условиях, когда все остальные пласты угольной толщи ;не были затронуты горными выработ­ ками.

Как видно из табл- 9, температура угольного пласта, раз­ рабатываемого первым в толще, равна температуре неохлаж­ денных пород на глубине не менее 12—14 м от плоскости обнажения.

При разработке овиты газоносных угольных пластов ин­ тенсивность дегазации и тепловое состояние призабойной ча­ сти того или иного пласта в значительной степени зависят от порядка отработки пластов. Поэтому нами были проведены

Рис. 41. График изменения температуры пласта II с глубиной при отработанном пласте «7/4» (шахта им. Ленина, выемочное поле №7, гор. —200-165 м)

На рис. 41 представлена кривая изменения температуры пласта I I с глубиной при отработанном пласте «7/4», залега­ ющим под ним.

пласта «7/4» (шахта им. Ленина). Из этого рисунка следует, что температура поверхности забоя в средней части пласта на

ле пласта в сторону выработанного пространства, начиная от линии забоя, охлажденная зона и степень охлаждении умень­ шаются. Причиной подобного распределения температуры во­ круг очистной выработки, очевидно, является значительно меньшая газоносность и способность к дегазации углистых сланцев и липтобиолитавых углей по сравнению с угольными лластами, а также разные условия обнажения. Боковые по­ роды в обнаженном состоянии выдерживаются в течение не­ скольких суток, и поэтому они частично восстанавливают тепловое состояние. Правда, в породах и угольном пласте, расположенных в кровле разрабатываемого пласта, после под­ работки, по-видимому, образуется большое количество .микро-

t

as

*4

SO

4»

116

На рис. 43 представлены кривые изменения температуры с глубиной в очистных выработках в случае разработки наибо­

(около 4,5 м), что служит подтверждением высокой газонос­ ности -и газопроницаемости пласта I I I по сравнению с осталь­ ными [33].

измерения проведены спустя 2300 часов после закладки вы­ работанного пространства первого опоя того же блока, в тре­ тьем же слое — спустя 3500 час после закладки выработан­

его отделяет угольный массив толщиной 5—6 м, максималь­ ное снижение температуры на поверхности обнажения сос­ тавляет 1,8 град при охлажденной зоне не более 1,5 м. В слу­ чае выемки третьего слоя того же пласта эти величины со­ ответственно уменьшаются до 0,6 град и 0,5 м. При выемке второго и третьего слоев, как и следовало ожидать, темпера­

повышаться, хотя данные наблюдений для глубин, превыша­ ющих 1,1 м отсутствуют. Несколько большее снижение тем­