6.4 Пример расчета

6 .4.1 Исходные данные для проведения расчетов.

Исходными данными для проведения расчетов являются:

1. Размер выемочного поля l_В.П, м 900;

2. Длина лавы l_оч, м 200;

3. Мощность разрабатываемого пласта m_п, м 0.9;

4. Расстояние от разрабатываемого пласта К₂ до спутников:

в почве плоста К₁ (М_н) , м 38;

в кровле пласта К₃ (М_п), м 72;

5. Мощность спутников: К₁ (m₁), 0.48,

К₃(m₃), м 0.45;

6. Угол падения пластов, град. 10;

7. Природная метаноносность пластов и спутников Х_г, м³/т.с.б.м. 26;

8. Марка угля Г, пластовая зольность А^з=20 %, влажность W^р=2.%, выход летучих веществ V^daf=20 % для пластов и спутников;

9. Глубина разработки Н=930 м и глубина верхней границы зоны метановых газов Н₀,=145 м;

10. Плановая нагрузка на очистной забой А_оч :

пологое падение 1000*m_п,

11. Способ подготовки шахтного поля - погоризонтный, система разработки –длинные столбы по падению спаренными лавами;

12. Тип схемы проветривания выемочного участка-2-В-З-г-пт .

Для выемки угля в очистном забое предусматриваем применение механизированного комплекса 1 КМ 103 с комбайном 1ГШ-68.

6.4.2 Схема проветривания выемочного участка

Согласно заданию для проветривания выемочного участка принимаем схему проветривания типа 2-В-З-г-пт. Схема проветривания представлена на рис.6.1

Рисунок 6.1 Схема проветривания выемочного участка

6.4.3 Прогноз метанообильности очистного забоя и выемочно - – го участка

Относительную метанообильность выемочного участка и очистного забоя определяем по природной метаноносности. Методика расчета изложена в разделе 3.3 [3]

Источниками выделения метана в выработки выемочного участка являются разрабатываемый угольный пласт, сближенные угольные пласты (спутники) и вмещающие породы.

Относительная метанообильность выемочного участка определяется как суммарное метановыделения из разрабатываемого пласта (q_пл, м³/т), сближенных угольных пластов (q_сп, м³/т) и вмещающих пород (q_пор, м³/т), т.е.

q_уч=q_пл+q_сп+q_пор (6.1)

6.4.4 Метановыделение из разрабатываемого пласта

При разработке каменных углей и антрацитов с объемным выходом летучих веществ больше 165 мл/г.с.б.м. относительное метановыделение из разрабатываемого пласта определяется по формуле

q_пл=q_о.п+q_о.у+k_э.п(x-x_о) (6.2)

где k_э.п-коэффициент, учитывающий эксплуатационные потери угля в пределах выемочного участка; проектом предусматривается безцеликовая отработка пласта, тогда k_э.п=0.03;

х_о- остаточная метаноносность угля, оставляемого в выработанном пространстве, м³/т

х_о=0.01*х_о.г*(100-А^з-W^р) (6.3)

х_о.г – остаточная метаноносность угля, м³/т.с.б.м; принимается по табл.3.1 [3] в зависимости от выхода летучих веществ х_о.г=3.0 м³/т.с.б.м

х_о=0.01*3.0 (100-20-2)=2.3 м³/т;

q_о.п- относительное метановыделение из очистного забоя, определяется по формуле

q_о.п=0.85*х*k_пл*ехр(-n) (6.4)

где х- метаноносность угля с учетом зольности и влажности, м³/т

х=0.01*х_г*(100- А^з-W^р) (6.5)

х=0.01*26*(100-20-2)=20.3 м³/т;

k_пл-коэффициент, учитывающий влияние системы разработки на метановыделение из пласта; согласно [3] для столбовой системы разработки определяется по формуле

k_пл= (6.6)

b_з.d-ширина условного пояса газового дренирования угольного массива; принимается по табл.3.5[3] в зависимости от выхода летучих веществ; b_з.d=18 м;

k_пл=;

n-показатель степени, зависящий от скорости подвигания очистного забоя (v_оч,м/сут), выхода летучих веществ из угля (V^daf,%) и глубины разработки (Н, м );

n=а₁v_оч ехр(-0,001Н+b₁ V^daf) (6.7)

где а₁, b₁-коэффициенты, значения которых принимается в зависимости от выхода летучих веществ; согласно [3] при V^daf 22 % а₁=1.435, а,

b₁= -0.051;

Cкорость подвигания очистного забоя определяем исходя из планируемой нагрузки на очистной забой

А_сут=l_очv_очm_п (6.8)

где  - объемный вес угля, т/м³.

v_оч==

n=1.435*3,45*ехр(-0.001*930-0,051*20)=0.71

Определяем относительное метановыделение из очистного забоя

q_о.п=0.85*20.3*0.82*ехр(-0.71)= 7.1 м³/т

Относительное метановыделение из отбитого угля (q_о.у) определяется по формуле

q_о.у=, (6.9)

где -относительное метановыделение из отбитого угля в лаве, м³/т;

=х*k_пл[1-0.85ехр(-n)]*(b₂k_ту+b₃k) (6.10)

- относительное метановыделение в конвейерном бремсберге, м³/т

=х*k_пл[1-0.85ехр(-n)b₂*k (6.11)

где b₂, b₃-коэффициенты, учитывающие долю отбитого угля, соответственно находящегося на конвейере и оставляемого на почве в лаве, доли ед.; значения b₂=0.6, а b₃=0.4 при односторонней выемке угля; b₂=1, а b₃=0 при двухсторонней схеме выемке угля в лаве; предусматриваем двухсторонняя выемка угля в лаве;

k_ту, k,k- коэффициенты, учитывающие степень дегазации отбитого от массива угля соответственно в очистной выработке на конвейере (k_ту), на почве в лаве (k), и на конвейере в выработке выемочного участка (k), доли ед. ;

k_ту= (6.12);

k= (6.13)

k= (6.14)

Т-время нахождения отбитого угля на конвейере в лаве, мин;

Т= (6.15)

v_к.л- скорость транспортирования угля в лаве, м/с; v_к.л=0.91 м/с

Т= мин;

-время нахождения отбитого от массива угля на почве в лаве, мин.

При двухсторонней выемке угля в лаве =0, поэтому k=0;

Т-время нахождения отбитого от массива угля в конвейерном бремсберге в пределах выемочного участка, мин; определяется по формуле

Т= (6.16)

-протяженность выработки с i-м видом транспорта, м;

-скорость транспортирования угля на участке ,м/с;

Для заданных способе подготовки, системе разработки и принятых видах тратспорта =900 м., а =1.5 м/с,

Т=900/60*1.5=10,0 мин;

-коэффициенты, характеризующие газоотдачу из отбитого угля; принимается при дегазации отбитого угля Т_у 6 мин, соответственно равными 0.052 и 0.71, а при Т_у 6 мин а

Определяем значения коэффициентов

k_ту=0.13;

k=0.08

Определяем метановыделение из отбитого угля в лаве и на конвейерном бремсберге

=20.3*0.82*[1-0.85ехр(-0.71)]*(1.0 0.13)=1.1 м³/т

=20.3*0.82*[1-0.85ехр(-0.71) ]1.0*0.08=0.77 м³/т

q_о.у=1.1+0.77=1.87 м³/т

Определяем метановыделение из разрабатываемого пласта

q_пл=7.1+1.87+0.03 (20.3-2.3)=9.5 м³/т