13.4 Прогноз метанообильности очистного забоя и выемочного участка по фактической газообильности

Ожидаемое среднее метановыделение в очистной выработке (, м³/мин) и на выемочном участке (, м³/мин) определяется:

=(13.43),

=(13.44),

где - среднее фактическое газовыделение в очистной выработке на расстоянии 15-20 м от очисного забоя, м³/мин;

.- средний расход газа в исходящей из выемочного участка вентиляционной струе на расстоянии 15-20 м от ходка (уклона, квершлага), м³/мин.

Газовыделние иопределяется на основе инструментальных наблюдений в соответствии с п.3.3.2[5];

- длина очистной выработки, для которой рассчитывается ожидаемое газовыделение, м;

- длина очистной выработки, для которой определено фактическое газовыделение, м;

А_р – планируемая добыча угля, т/сут;

А_ф – средняя добыча угля, при которой определялось фактическое метановыделение, т/сут;

k_c.р – коэффициент, учитывающий изменение системы разработки; рассчитывается по формулам, приведенным в табл.3.10 [5];

k_г.р – коэффициент, учитывающий изменение метанообильности выработок с глубиной; определяется согласно [5] стр.48.

13.5 Расчет расхода воздуха для проветривания очистных выработок и выемочных участков

13.5.1 Расчет расхода воздуха для проветривания очистных выработок

Расход воздуха для проветривания очистных выработок, рассчитывается:

1. по выделению метана, углекислого газа;

2. газам, образующимся при взрывных работах;

3. по набольшему числу людей, работающих в забое.

Полученный расход проверяется по допустимой скорости воздуха, а при последовательном проветривании тупиковых выработок, примыкающих к очистным – также по подачи ВМП (Q_очQ_В1.43).Окончательно пронимается наибольший результат.

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 16 С 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.

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 (13.67).

13.5.1.1 Расчет расхода воздуха по выделению метана (углекислого газа).

Расход воздуха для проветривания очистной выработки (лавы) по выделению метана (углекислого газа) определяется по формуле (кроме схем типа 1-М)

Q_оч=, (13.45)

гдеQ_оч – расход воздуха для проветривания очистной выработки, м³/мин;

- среднее ожидаемое (фактическое) газовыделение, м³/мин;

С- допустимая согласно ПБ концентрация метана (углекислого газа) в исходящей из выработки вентиляционной струе, %;

С₀ – концентрация газа в поступающей на выемочный участок вентиляционной струе, %; определяется для выработок действующих шахт по результатам измерений, а для проектируемых принимается равной 0.05 %;

K_н – коэффициент неравномерности метановыделения (выделения углекислого газа), доли ед.; значение коэффициента неравномерности метановыделения определяется по формуле (13.46) или берется из табл.6.3 [5], а выделения углекислого газа –принимается равным 1.6 при выемке каменных углей и антрацитов, при выемке бурых углей для механизированных лав –2.3, а для лав с буровзрывным способом выемки угля – 2.6;

K_н=1.94*(13.46)

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

Q_оч=Q_оч.max k_о.з= 60 S_оч.min V_max k_о.з, (14.47)

где Q_оч.max – максимальный расход воздуха, который можно подать в очистную выработку, м³/мин;

V_max – максимально допустимая скорость движения воздуха в очистной выработке, м/с; принимается согласно ПБ;

k_о.з – коэффициент учитывающий движение воздуха по части выработанного пространства непосредственно прилегающего к призабойному; принимается по табл.6.4 [5];

S_оч.min – минимальная площадь поперечного сечения призабойного пространства очистной выработки в свету, м²; при механизированных крепях принимается согласно табл.6.5 [5], а при индивидуальных крепи рассчитывается по формуле

S_оч.min=k_з m_в.пр b_min, (13.48)

где k_з – коэффициент, учитывающий загроможденность призабойного пространства; принимается равным 0.8;

m_в.пр – вынимаемая мощность пласта с учетом породных прослоек, м;

b_min – минимальная ширина призабойного пространства, м; принимается согласно паспорту крепления и управления кровлей.

При последовательном проветривании очистных выработок расчет расхода воздуха по выделению метана для второй лавы определяется по формуле (13.47) или (13.50), а для первой лавы – по формуле (13.45)

Q_оч.2=, при>, (13.49)

Q_оч.2=, (13.50)

где Q_оч.2 – 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 поступающей струей воздуха, м³/мин.

Значение коэффициента неравномерности метановыделения в формуле (13.50) принимается по суммарному метановыделению в последовательно проветриваемых лавах.

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

Q_оч.2=, (13.51)

- ожидаемое среднее выделение углекислого газа в первой 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 (13.64), расход воздуха для проветривания очистной выработки по газовыделению рассчитывается по формуле

Q_оч.=(13.52)

k_ут.в – коэффициент, учитывающий утечки воздуха через выработанное пространство в пределах выемочного участка; при отработке пологих и наклонных пластов и управлении кровлей полным обрушением и плавным опусканием определяется по номограммам (см.рис.6.12, 6.13 [5]), а при отработке тонких крутых пластов – по табл. 6.6 [5]

13.5.1.2 Расчет расхода воздуха по газам, образующимся при взрывных работах

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

Q_оч.=k_о.з , (13.53)

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;

V_оч=m_в.пр b_max , (13.54)

b_max – максимальная ширина призабойного пространства, и; принимается согласно паспорту крепления и управления кровлей, а для лавообразных выработок с большим шагом обрушения (закладки) – равной ширине трех рабочих лент (дорожек).

13.5.1.3 Расчет расхода воздуха по числу людей.

Расчет выполняется по формуле

Q_оч.= 6 n_чел k_о.з, (13.55)

где n_чел – наибольшее число людей, одновременно работающих в очистной выработке.

При последовательном проветривании лав

Q_оч.= 6 n_чел.i k_о.з, (13.56)

4. Расчет расхода воздуха из условия оптимальной скорости по пылевому фактору

Расчет производится по формуле

Q_оч=60 S_оч.min V_опт k_о.з, (13.57)

где V_опт – оптимальная скорость воздуха в призабойном пространстве лавы, м/с; принимается 1.6 м/с.

Проверка расхода воздуха по скорости производится по следующим формулам:

• по минимальной скорости в очистной выработке

Q_очQ_оч.min k_о.з=60 S_оч.max V_min k_о.з, (13.58)

где S_оч.max – максимальная площадь поперечного сечения призабойного пространства очистной выработки в свету, м²; при механизированных крепах принимается согласно табл..6.5 [5], а при индивидуальной крепи рассчитывается по формуле

S_оч.max=k_з m_в.пр b_max ; (13.59)

b_max – максимальная ширина призабойного пространства, м; принимается согласно паспорту крепления и управления кровлей, а для лав с большим шагом обрушения (закладки) – равной ширине трех рабочих лент (дорожек) ;

V_min – минимально допустимая скорость воздуха в очистной выработке, м/с; принимается согласно ПБ ;

- по максимальной скорости воздуха в очистной выработке

Q_очQ_оч.max k_о.з=60 S_оч.min V_max k_о.з, (13.60)

-.по минимальной скорости воздуха в промежуточных штреках с подсвежающей струей при последовательном проветривании лав при последовательном проветривании лав

Q_оч.п 60 S_оч.max V_min k_о.з + 60 S_пр.ш V_min, (13.61)

где S_пр.ш – площадь поперечного сечения промежуточного штрека, 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

Q_очQ_вс, (13.62)

где Q_вс – расход воздуха, который необходимо подать к всасу ВМП, м³/мин.

Расход воздуха в месте установки ВМП должен удовлетворять следующим условиям:

- для любого, отдельно установленного ВМП

Q_вс 1.43 Q_в k_р , (13.63)

- для любой группы ВМП, работающих на разные трубопроводы и установленных в одном месте

Q_вс 1.43 k_р , (13.64)

где Q_в – подача ВМП при длине тупиковой выработки на отдельные периоды, для которых выполняется расчет ;

k_р – коэффициент, принимается равным 1.0 для ВМП с нерегулируемой подачей и 1.1 – с регулируемой.

Примечание. 1. ВМП, работающие на один трубопровод, следует рассматривать как один вентилятор.

2. ВМП считаются установленными в одном месте, если расстояние между ними не превышает 10 м; при расстоянии от ближайшего ВМП более 10 м вентилятор считается установленным отдельно.

2. Расчет расхода воздуха для проветривания выемочных участков

1. Расчет по постоянно выделяющимся газам

При схемах проветривания с последовательным разбавлением метана по источникам выделения (схемы типа 1-В) при условии формулы (13.65) расход воздуха определяется по формуле (13.66), а если условие не выполняется, а также для других схем проветривания (схемы типа 1-М, 2-М, 2-В, 3-В) по формуле (13.67)

(13.65) Q_уч.= (13.66)

Q_уч=, (13.67)

где - среднее фактическое(ожидаемое) метановыделение (выделение углекислого газа) в пределах выемочного участка.

Расход воздуха на подсвежение при схемах проветривания выемочных участков типа 2-М, 2-В, 3-В определяется по формуле

Q_доп=Q_уч – Q_оч , (13.68)

где Q_доп – расход воздуха, необходимый для подсвежения исходящей из выемочного участка вентиляционной струи, м³/мин.

Расход воздуха, подсчитанный по формуле (13.67) для схем проветривания типа 1-М, 1-В, 1-К, должен удовлетворять условию формулы (13.68), а по формуле (13.68) – условию (13.69)

Q_учQ_оч.max k_ут.в=60 S_оч.max V_max k_ут.в; (13.68)

Q_доп60 S V_min, (13.69)

где S – площадь поперечного сечения выработки с подсвежающей струей воздуха в свету, м².