0. 2.1 Прогноз метанообильности тупиковой выработки.

Прогноз выполняем для ярусного штрека, как наиболее типичной для заданных условий выработки. Выработка проводится буро-взрывным способом. Скорость проведения выработки 5 м/сут.

Прогноз метанообильности ярусного штрека выполняем по методике [1], согласно которой, метановыделение в тупиковую выработку, проводимую по угольному пласту, определяется по формуле

I_п=I_пов+I_оуп, м³/мин (2.1)

где I_пов- метановыделение с неподвижных обнаженных поверхностей пласта, м³/мин;

I_оуп- метановыделение из отбитого угля, м³/мин.

Метановыделение с неподвижных обнаженных поверхностей пласта определяется по формуле

I_пов=2.3 10^-2 m_п V_п (x-x₀) k_т, м³/мин (2.2)

где m_п – полная мощность угольных пачек пласта, м;

V_п – проектная скорость подвигания забоя выработки, м/сут;

x- природная метаноносность пласта, м³/т; определяется по формуле

x=x_г*K_W.A, м³/т (2.3)

где K_W.A-поправочный коэффициент, учитывающий влажность угля W_р и зольность A_з

K_W.A=0.01(100-W_р-A_з), (2.4)

A_з=17 %, W_р=1%, тогда K_W.A=0.82, а x=21*0.82=17.2 м³/т;

x₀-остаточная метаноносность угля, м³/т; определяется по формуле

x₀=x_о.г* K_W.A,м³/т (2.5)

x_о.г- остаточная метаноносность угля ,м³/т.с.б.м; определяется по табл.3.1 /1/ в зависимости от выхода летучих веществ V^г. В нашем примере V^г=13.0 %, тогда x_о.г=3.9 м³/т.с.б.м., а x₀=0.82*3.9=3.22 м³/т ;

k_т – коэффициент, учитывающий изменение метановыделения во времени.

Значение k_т выбираем по табл. 3.2 [1] в зависимости от времени Т_пр прошедшего от начала проведения выработки до момента определения I_пов

Т_пр=, сут (2.6)

L_п – длина тупиковой выработки, м (L_п=1000 м)

Т_пр=, сут

При Т_пр=200 сут k_т=0.99.

Определяем метановыделение с обнаженной поверхности при проведении выработки по пласту k₃

I_пов.k=2.3 10^-2 1/0 5.0 (17.2-3.22) 0.99=1.59 м³/мин

Пласт k₂ надрабатывается пластом k₃, поэтому определяем его остаточную метаноносность по формуле

, м³/т (2.7)

М_сп.i- расстояние по нормали между кровлей разрабатываемого и почвой сбли­женного (при подработке) пластов и между почвой разрабатываемого и кровлей сближенного (при надработке) пластов, м (М_сп.i=30 м);

М_р- расстояние по нормали между разрабатываемым пластом и сближенными пластами, при котором метановыделение из последнего практически равно нулю, м

При надработке пологих пластов М_р принимается равным 60 м.

, м³/т

Определяем метановыделение с обнаженной поверхности при проведении выработки по пласту k₂

I_пов.k=2.3 10^-2 1.0 5.0 (8.6-3.22) 0.99=0.55 м³/мин

Метановыделение из отбитого угля при проведении выработки буро-взрывным способом определяется по формуле

I_оуп=9*10^-3 S_уг l_вз γ (х-х₀), м³/мин (2.8)

где S_уг – площадь сечения выработки по углю в проходке, м²; при проведении выработки по пласту k₂ S_уг=3.6 м², а по пласту k₃ S_уг=4.0 м²;

l_вз – подвигание угольного забоя за взрывание, м; l_вз=1.7 м;

γ – объемный вес угля, т/м³; γ=1.45 т/м³.

Определяем метановыделение из отбитого угля при проведении ярусных штреков по пластам k₂, k₃.

I_{оуп. k2} = I_оуп=9*10^-3 3.6 1.6 1.45 (8.6-3.22)=0.4 м³/мин

I_{оуп. k3} = I_оуп=9*10^-3 3.6 1.6 1.45 (17.2-3.22)=1.17 м³/мин

Определяем метанообильность ярусных штреков по пластам k₂, k₃.

I_п.k2 =0.55+0.4=0.95 м³/мин

I_п.k3 =1.59+1.17=2.76 м³/мин

Максимальное метановыделение в призабойное пространство при ведении взрывных работ по углю определяется по формуле

I_з.п.max=0.05*S_уг*l_в.з* (x-x₀), м³/мин (2.9)

Метановыделение в призабойное пространство ярусных штреков по пластам k₂, k₃ составит:

I_{з.п.max. k2}=0.05*3.6*1.6*1.45 (8.6-3.22) =2.24 м³/мин

I_{з.п.max. k3}=0.05*4.0*1.6*1.45 (17.2-3.22) =6.49 м³/мин