Задача №6 тема: расчет проветривания выемочного участка

Цель работы: получить практические навыки по проектированию проветривания выемочного участка.

6 .1 Исходные данные для проведения расчетов.

Исходными данными для проведения расчетов являются:

1. Размер выемочного поля l_в.п, м;

2. Длина лавы l_оч, м;

3. Мощность разрабатываемого пласта m_п м;

4. Расстояние от разрабатываемого пласта К₂ до спутников:

в почве плоста К₁ (М_н) , в кровле пласта К₃ (М_п), м;

5. Мощность спутников К₁ (m₁), К₃ (m₃), м;

6. Угол падения пластов, град.;

7. Природная метаноносность пластов и спутников Х_г, м³/т.с.б.м.;

8. Марка угля, пластовая зольность А^з, влажность W^р, выход летучих веществ V^daf, % пластов и спутников;

9. Глубина разработки Н и глубина верхней границы зоны метановых газов Н₀, м;

10. Плановая нагрузка на очистной забой А_оч :

пологое падение 1000*m_п,

наклонное падение 600*m_п,

крутое падение 400*m_п.;

11. Способ подготовки шахтного поля и система разработки;

12. Тип схемы проветривания выемочного участка.

Площадь поперечного сечения горных выработок, тип крепи, технологическая схема ведения очистных работ принимаются студентом самостоятельно.

Номера вариантов и исходные данные для проведения расчетов представлены в табл.6.2

6.2 Перечень вопросов, подлежащих разработке:

1. Составить схему проветривания участка и начертить на листе формата А₄;

2. Рассчитать относительную и абсолютную метанообильность выемочного участка и очистного забоя;

3. Рассчитать максимально-допустимую нагрузку на очистной забой по фактору метановыделения;

4. Выбрать способы снижения метанообильности очистного забоя, если допустимая нагрузка по фактору метановыделения меньше плановой;

5. Рассчитать расход воздуха для проветривания очистного забоя и выемочного участка;

6. Рассчитать депрессию горных выработок выемочного участка.

6.3. Методические указания по проведению расчётов

Прогноз ожидаемой относительной метанообильности выемочного участка и очистного забоя выполняете по природной метаноносности по методике изложенной в разделе 3.3 [3] На первом этапе относительную газообильность очистного забоя (q_оч) и выемочного участка (q_уч) определяйте без учета дегазации (коэффициенты дегазации принимаются равными нулю). Если в этом случае нагрузка на очистной забой по фактору метановыделения окажется меньше плановой, предусматривайте дегазацию разрабатываемого пласта и спутников.

Определение ожидаемого относительного метановыделения из очистной выработки и выемочного участка с учетом дегазации и типа схемы проветривания участка производится согласно п.3.3.1.4 [3].

Абсолютная метанообильность очистного забоя и выемочного участка определяется по формулам:

, (6.1), (6.2)

Расчет максимально-допустимой нагрузки на очистной забой по газовому фактору выполняйте согласно пункту 7.1[3], без учета дегазации пласта, спутников, выработанного пространства. Если максимально-допустимая нагрузка окажется меньше расчётной (плановой), разрабатываются мероприятия по снижению метанообильности очистной выработки и выемочного участка средствами вентиляции и дегазации.

Выбор способов дегазации производится на основе данных о структуре газового баланса выемочного участка с учётом возможных в конкретных условиях коэффициентов эффективности дегазации. В первую очередь дегазируется источник, метановыделения из которого выделяется наибольшее количество газа. Выбор способов дегазации производится с таким расчетом, что бы нагрузка на очистной забой по газовому фактору была больше на 10-30% плановой.

Величина коэффициента эффективности дегазации, при которой будет достигнута плановая нагрузка на очистной забой, определим по формуле:

, (6.3)

где I_р, I_оч – допустимая и фактическая метанообильность очистного забоя,

м³ / мин.

Допустимая метанообильность очистного забоя по фактору вентиляции определяется по формуле:

, (6.4)

где V_max – максимально-допустимая по ПБ скорость движения воздуха в лаве, м/с ;

S_min – минимальная площадь сечения лавы, свободная для прохода воздуха, м².

С – допустимая по ПБ максимальная концентрация метана в исходящей из лавы струе воздуха, %.

k_н – коэффициент неравномерности метановыделения в лаве, принимается по таблице 6.3 [3].

Значение величины S_min определяется по формуле:

, (6.5)

где k_оз–коэффициент, учитывающий движение воздуха по части выработанного пространства, непосредственно примыкающего к призабойному, принимается по таблице 6.4 [3];

S_оч.min – минимальная площадь поперечного сечения призабойного пространства очистной выработки в свету; принимается по таблице 6.5 [3], а при индивидуальной крепи, рассчитывается по формуле 6.6 [3].

При дегазации нескольких источников выделения метана суммарное значение коэффициента эффективности дегазации k_дег определяется как сумма частных коэффициентов эффективности дегазации отдельных источников выделения метана:

, (6.6)

где k_дег.і - коэффициент эффективности дегазации источника метановыделения с учётом его доли в общем газовом балансе очистного забоя :

, (6.7)

где k_дег.j - коэффициент эффективности дегазации источника метановыделения.

n_i - коэффициент, характеризующий долевое участие данного источника в общем метановыделении.

Доля метановыделения из отдельного источника в общем метановыделении до дегазации рассчитывается по формуле:

, (6.8)

где q_і – относительное метановыделение отдельного источника.

Способ дегазации и значения коэффициентов эффективности дегазации выбирайте по таблице 6.1, которая приведена ниже.

Таблица 6.1-Способы и значения коэффициентов эффективности

дегазации.

Метод воздействия на угленосную толщу	Способ дегазации	Значение коэффициента дегазации
1	2	3
Сближенные пласты
Подработка толщи	Скважинами, пробуренными из вырабо- ток на сближенный пласт: при сохранении выработки, из которой бурятся скважины при погашении выработки, из которой бурятся скважины	0.4-0.8 0.2–0.5
	Скважинами, пробуренными с поверхности	0.4–0.7
Надработка толщи	Скважинами, пробуренными из выработок	0.3-0.5
Разрабатываемые пласты
Разгрузка пласта скважинами и выработками	Подготовительными выработками Скважинами по пласту, пробуренными из подготовительных выработок Скважинами, пробуренными из полевых выработок	0.2-03 0.3-0.5 0.2–0.3
Разгрузка пласта очистным забоем	Скважинами, пробуренными из очистного забоя Скважинами, пробуренными из подготовительных выработок в зоне влияния очистного забоя Скважинами, пробуренными из подготовительных выработок в зоне влияния очистного забоя при подработке или надработке сближенным пластом	0.2-0.3 0.2–0.3 0.3-0.4
Дегазация пластов в сочетании с гидроразрывом	Гидравлический разрыв пласта через скважины, пробуренные из выработок	0.5-0.6
Выработанное пространство
	Отсос газа из выработанного пространства действующих участков при обратном порядке отработки с использованием: газопровода Эжекторов и вентиляторов	0.2-0.3 0.3-0.7
Продолжение таблицы 6.1
	Скважины пробуренные над купо- лом обрушения Скважины пробуренные с поверхности	0.25-0.4 0.4-0.6