f7c5bdfbe0c3aff8df20ce3ee693687b

Относительное метановыделение как из подрабатываемого qсп.пi, так и из надрабатываемого qсп.нi пласта определяется по формуле

где kv - коэффициент, учитывающий влияние скорости подвигания очистного забоя на метановыделение из сближенного пласта: для условий Донецкого бас-

сейна kv = 1,14 Vоч0.4 ; для других бассейнов и месторождений kv = 1;

mспi - суммарная мощность угольных пачек отдельного (i -го) сближенно-

го пласта, м (для пласта, состоящего из углистосланцевых пород, принимается равной половине его действительной мощности);

Хспi - природная метаноносность i -го сближенного пласта, м3/т;

Хоi - остаточная метаноносность угля i -го сближенного пласта, м3/т.

Если природная метаноносность сближенного пласта не определена при разведке месторождения, то она принимается равной метаноносности ближай-

шего рабочего пласта с введением поправки на зольность и влажность угля, то есть

где Азс и Wс - соответственно зольность и пластовая влажность сближенного пласта, %,

При подработке пологих и наклонных пластов в условиях Донецкого бас-

сейна Мр определяется по формуле

где k п - коэффициент, учитывающий влияние литологического состава вме-

щающих пород kл и угла падения пласта αпл на образование зоны разгрузки по-

род с раскрытием трещин

12

kу.к- коэффициент, учитывающий влияние способа управления кровлей:

при полном обрушении принимается равным 1,0; при частичной закладке,

плавном опускании и удержании кровли на кострах - 0,8; при полной закладке - 0,4;

- вынимаемая мощность пласта с учетом породных прослоек, м.

Коэффициент kл, учитывающий литологический состав пород в зоне их деформации с раскрытием трещин, принимается в зависимости от степени ме-

таморфизма угля

При определении Мр для лавы длиной более 220 м в формулу (3.33) под-

ставляется lоч = 220 м.

Для Печорского бассейна при подработке пологих и наклонных пластов Мр определяется по формуле (3.35), а для остальных бассейнов – по формуле (3.36)

Значение kу.к при полном обрушении кровли принимается равным 40, а

при закладке выработанного пространства - 30.

Если при вынимаемой мощности пласта (или слоя) более 3,5 м величина Мр при расчете по формуле (3.36) получается более 300 м, то в дальнейших расчетах Мр принимается равной 300 м.

При надработке пологих и наклонных угольных пластов значение Мр принимается: для Донецкого бассейна равным 60 м; для остальных бассейнов,

кроме Печорского - 35 м. Для Печорского бассейна Мр определяется по форму-

ле

Для условий подработки крутых пластов Мр определяется по формуле

(3.36), а для условий надработки крутых пластов - по формуле

Если угольный пласт до его разработки (или сближенный пласт) был подработан или надработан, то в расчетные формулы вместо природной мета-

ноносности Х (м3/т) подставляется остаточная метаноносность, величина кото-

рой определяется по формуле

M p

Если велась заблаговременная дегазация пласта (углепородной толщи), то в расчетные формулы вместо X подставляется Х(1-kд), где kд – коэффициент де-

газации пласта, доли ед.

3.1.1.3 Метановыделение из вмещающих пород

При наличии данных по метаноносности вмещающих пород относитель-

ное метановыделение из них определяется по формулам:

где qпор1 – относительное метановыделение из вмещающих пород, попадающих в зону интенсивного дробления, принятую равной 3mв.пр, м3/т;

q’порi – относительное метановыделение из вмещающих пород, попадающих в зону трещинообразования, равную 27mв.пр, м3/т;

xпор – средняя метаноносность пород в 30-кратной вынимаемой мощности пласта (Мр=30mв.пр), м3/т;

xпорi – метаноносность i-го слоя вмещающих пород, м3/т;

γпор – средняя плотность пород в зоне 3mв.пр, т/м3;

14

γпорi – плотность i-го слоя вмещающих пород, т/м3.

При отсутствии данных по метаноносности вмещающих пород для усло-

вий Донецкого бассейна

где kс.п – коэффициент, учитывающий влияние способа управления кровлей и литологический состав пород; значения его берутся из таблицы 3.6;

Н0 – глубина верхней границы зоны метановых газов, м

Таблица 3.6 – Значение коэффициента kс.п

где коэффициент kп принимается равным:

-для условий Кузнецкого бассейна до глубины разработки 500 м от по-

верхности при Vdaf > 20% и полном обрушении пород кровли – 0,15, полной за-

кладке – 0,06, а при Vdaf ≤ 20% kп = 0; на глубинах более 500 м от поверхности определяется по формуле

где kп500 - соответствующее значение kп для глубины разработки до 500 м;

-для Воркутского месторождения при полном обрушении – 0,10-0,15;

-для Партизанского бассейна относительное метановыделение из вме-

щающих пород кровли принимается 0,6 м3/т, почвы – 0,2 м3/т;

- для Угловского бассейна метановыделение из вмещающих пород не учитывается.

3.1.1.4 Метанообильность тупиковых выработок

15

Абсолютная метанообильность тупиковой выработки (In, м3/мин) слагает-

ся из метановыделения с неподвижных обнаженных поверхностей пласта Iпов

(м3/мин) и из отбитого угля Iо.у.п (м3/мин)

Метановыделение с неподвижных обнаженных поверхностей пласта рас-

считывается по формуле

где mn – полная мощность угольных пачек пласта, м;

Vn – проектная скорость подвигания забоя тупиковой выработки, м/сут;

β – коэффициент, учитывающий условия фильтрации метана; для тонких и средней мощности пластов принимается равным 1,0; для мощных пластов оп-

ределяется по таблице 3.7.

Таблица 3.7 – Значение коэффициента β

Примечание. S – площадь поперечного сечения выработки в свету, м2

kт – коэффициент, учитывающий изменение метановыделения во времени,

зависит от времени Тпр, прошедшего от начала проведения участка выработки до момента определения Iпов. Для шахт Донецкого бассейна принимается по таблице 3.8 или формуле (3.48), а для остальных бассейнов – равным , при Тпр > 180 сут. kт принимается равным 13,4;

a3 – коэффициент для шахт Донецкого бассейна принимается равным 5,2, а

для остальных бассейнов – по таблице 3.5;

Таблица 3.8 – Значение коэффициента kт в зависимости от Тпр.

n1 – показатель степени; принимается равным 1 для шахт Донецкого бас-

сейна, для остальных бассейнов и месторождений n1 = 2.

При определении метановыделения с неподвижных обнаженных по-

верхностей пласта остановленной выработки Iостпов в формулу (3.47) подставляет-

ся величина kт, определяемая для условий Донецкого бассейна как разность между kт, рассчитанными для времени Тпр + Тост, а для других бассейнов и ме-

сторождений

kт Тпр Тост Тост , (3.49)

где Тост – время, прошедшее с момента остановки работ по проветриванию вы-

работки до их возобновления, сут.

Пересчет производится при Тост более 10 сут.

Метановыделение с неподвижных обнаженных поверхностей пласта в ту-

пиковую выработку, проводимую по надработанному пласту, определяется по формуле (3.47), в которую вместо х подставляется x 0 , определенное по формуле

(3.39).

Метановыделение из отбитого угля зависит от способа проведения вы-

работки и определяется следующим образом.

При комбайновом способе проведения

Iо.у.п = (х-х0)jkту, (3.50)

где j – техническая производительность комбайна, т/мин, принимается 1,2

т/мин для комбайна 4ПУ; 1,8 – для ГПКС; 1,5 – для 4ПП-2; 1,0 – для 4ПП-5; 2,4

– для ПК-25; 1,6 – для 1ПК-3Р;

17

kту – коэффициент, учитывающий степень дегазации отбитого угля; зави-

сит от времени нахождения угля в призабойном пространстве Ту. Значение kту

или рассчитывать по формуле (3.26) при любом значении Ту. Для остальных

где Sуг - площадь сечения выработки по углю в проходке, м2;

lц – подвигание забоя за цикл непрерывной работы комбайна, м.

При проведении выработок с помощью отбойных молотков или выбури-

ванием Iо.у.п определяется по формуле (3.50), а вместо технической производи-

тельности комбайна подставляется значение суммарной производительности проходчиков, одновременно работающих по отбойке угля, или техническая

производительность бурового станка (j, т/мин).

Суммарная производительность проходчиков, одновременно работаю-

где nпр – число проходчиков, одновременно работающих в смене по отбойке уг-

ля;

Nв – норма выработки одного проходчика по выемке угля отбойным молот-

ком, т/смену;

Тсм - время работы проходчиков в смене по отбойке угля, ч.

При проведении выработок буровзрывным способом Iо.у.п определяется по формуле

где lвз – подвигание угольного забоя за взрывание, м.

18

Максимальное метановыделение в призабойное пространство при веде-

нии буровзрывных работ по углю определяется по формуле

Iз.nmax= 0,05Sуг lвз(х – х0) γ (3.54)

Метановыделение в призабойное пространство тупиковой выработки (Iз.п)

при выемке угля комбайнами, отбойными молотками или выбуриванием опре-

деляется по формуле (3.46). В этом случае при определении Iпов по формуле

(3.47) длина призабойного участка выработки принимается равной 20 м при на-

гнетательном способе проветривания и 50 м – при нагнетательно-всасывающем с применением пылеулавливающих установок. Время проведения участка вы-

работки Тпр рассчитывается как частное от деления длины призабойного участ-

ка на скорость проведения выработки, Iо.у.п и коэффициент kту определяются со-

ответственно по формулам (3.50), (3.26), а Ту – по формуле (3.51).

Метановыделение в параллельные тупиковые выработки определяется по формулам:

при одновременном подвигании забоев

при проведении второй выработки после окончания проведения первой

Значения Iпов, I осповт , Iо.у.п принимаются как для одиночных выработок.

При расчете метановыделения в наклонные тупиковые выработки по формулам (3.47), (3.50), (3.53) и (3.54) значение X принимается для восстающих выработок на глубине устья выработки, а для нисходящих - на глубине проект-

ной длины выработки.

При пересечении угольных пластов ожидаемое метановыделение в тупи-

ковые выработки определяется по формуле (3.46). При этом в формуле (3.47)

коэффициент kт определяется для времени

где mв.пр – полная мощность угольного пласта с учетом породных прослоек, м.

Если выработкой пересекаются несколько угольных пластов, то ожидае-

мое метановыделение в выработку определяется как сумма метановыделений из последнего пересекаемого пласта и обнаженных поверхностей ранее пересе-

ченных пластов. Метановыделение с обнаженной поверхности ранее пересе-

ченного угольного пласта находится по формуле (3.47), при этом значение kт

определяется по формуле

где аг – коэффициент, учитывающий газоотдающие свойства пласта; принима-

ется равным 0,1 при расстоянии от ранее обнаженной стенки до стенки присеч-

ной выработки со стороны угольного массива lст<вз.д, а при lст=вз.д – равным 0,5;

I’в.п – метановыделение из выработанного пространства, прилегающего к тупиковой выработке, м3/мин;

вз.д – ширина условного пояса дренирования угольного массива через по-

верхность обнажения пласта в подготовительных выработках; принимается по таблице 3.4

Для вентиляционных схем, при которых метановыделение из выработан-

ного пространства поступает в проходимую выработку, оно рассчитывается по формуле

где 1,1 – коэффициент, учитывающий влияние изменения барометрического давления на выделение метана из ранее отработанного выемочного участка;

Iв.п - метановыделение из выработанного пространства в пределах выемоч-

ного участка с учетом газа, извлекаемого дегазационной установкой и изолиро-

ванным отводом метана за пределы выемочного участка, м3/мин;

20

kост – коэффициент, учитывающий изменение метановыделения из вырабо-

танного пространства во времени, доли ед.; принимается по таблице 3.9 в зави-

симости от времени, прошедшего с момента окончания отработки выемочного участка (Т1, мес) до начала проведения выработки.

Таблица 3.9 – Значение коэффициента kост в зависимости от времени Т1

Значение Iв.п для проектируемых шахт определяется расчетом, а для дей-

ствующих шахт принимается по результатам депрессионных и газовых съемок.

Метановыделение при бурении скважин (Iб, м3/мин) определяется по формуле (3.61), а при расширении скважин (Iр, м3/мин) – по формуле (3.62)

где dск.б, dск.р – соответственно диаметры скважин при их бурении и расшире-

нии, м;

lск - длина скважины, м;

Vск – средняя скорость проведения скважин, м/сут;

Vб – скорость подачи бурового инструмента, м/мин;

lск.с – планируемое максимальное подвигание скважины за смену, м.

3.2 Метановыделение при проведении вертикальных стволов

При проведении вертикальных выработок (стволов, шурфов и др.) и пере-

сечении ими угольных пластов ожидаемое метановыделение в призабойное пространство определяется по формуле

где Iз.с - метановыделение в призабойное пространство ствола, м3/мин;

21