14.4 Контроль вентиляции шахт методом депрессионных съемок

Согласно требований ПБ, на каждой шахте не реже одного раза в три года должна производится депрессионная съемка, результаты которой используются при расчетах вентиляции и разработке мероприятий по обеспечению надежного проветривания выработок шахты с учетом программы развития горных работ.

При проведении депрессионных съемок определяются следующие параметры:

Расходы воздуха во всех выработках шахты;

Депрессии всех выработок шахты;

Температура и относительная влажность воздуха в выработках.

По результатам депрессионной съемки определяются аэродинамическое сопротивление всех выработок и вентиляционной сети, выполняется анализ режимов работы вентиляторов на сеть, производится анализ состояния проветривания шахты, определяются узкие места в состоянии проветривания и разрабатываются мероприятия по их ликвидации.

Депрессионные съемки выполняются специализированными взводами ГВГСС по производству депрессионных и газовых съемок.

При производстве депрессионных съемок используются следующие приборы:

Микроманометры типа ММН-240;

Воздухомерные трубки;

Резиновые трубки диаметром 5-6 мм и длиной 100-120 м;

Микробарометры типа МБ-63-I, МБ-63-II;

Аспирационный психрометр;

Секундомер и матерчатая рулетка длиной 20 м.

При производстве депрессионных съемок микроманометрами выполняется непосредственное измерение депрессии небольшими участками длиной 100-120 м. Затем депрессии участков суммируется и определяется депрессии отдельных выработок. Метод отличается высокой точностью, но очень трудоемкий.

При производстве депрессионных съемок высокоточными барометрами измеряется давление в начале и конце выработки, а депрессия выработки рассчитывается по формуле

h=P₁–(P₂±)±(P_к.2-P_к.1) (14.4)

где P₁,P₂статическое давление измеренное в начале и конце выработки соответственно, мм. рт. ст;

- среднее значение удельного веса воздуха в выработке, кг/м³,

=(14.5)

- удельный вес воздуха в начале и конце выработки соответственно, кг/м³;

- разность абсолютных отметок точек наблюдений, м;

P_к.2,P_к.1- показания контрольного барометра на поверхности в время измерения давления в шахте в конце и начале выработки соответственно, мм. рт. ст;

Метод отличается незначительной трудоемкостью, но не высокой точностью особенно при измерении депрессии малой величины. Кроме этого измерение депрессии этим методом возможно только между пунктами высотные отметки которых известны.

14.5 Контроль вентиляции шахт методом газовых съемок

Цель проведения газовых съемок

Съемки проводятся на газовых шахтах с целью определения:

-Абсолютной метанообильности горных выработок;

-Коэффициента неравномерности метановыделения;

-Газового баланса выемочных участков, крыльев, горизонтов и шахты в целом.

К элементам, составляющим газовый баланс выемочного участка, относится количество метана:

1. Поступающее на выемочный участок;

2. Выделяющееся из разрабатываемого пласта в призабойное пространство очистного забоя;

3. Выделяющееся из разрабатываемого пласта в подготовительные выработки, находящиеся в пределах участка;

4. Выделяющееся из выработанного пространства в призабойное пространство очистного забоя;

5. Выделяющееся в исходящую струю очистного забоя и выемочного участка.

К элементам, составляющим газовый баланс крыла, горизонта, и шахты в целом относится количество метана выделяющееся:

1. В выработки, по которым поступает свежий воздух на выемочные участки и обособленно проветриваемые подготовительные выработки;

2. Из всех выемочных участков, находящихся в пределах соответствующего крала, горизонта, шахты;

3. Из всех обособленно проветриваемых подготовительных выработок, находящихся за пределами выемочных участков;

4. Из выработанных пространств ранее отработанных этажей, горизонтов в выработки, по которым движется исходящая струя воздуха за пределами участков и обособленно проветриваемых выработок.

Выбор выемочного участка для проведения газовой съемки

Выбранный для проведения газовой съемки выемочный участок должен отвечать следующим требованиям:

Очистной забой недолжен находится в зоне дизъюктивного геологического нарушения;

Расстояние очистного забоя от разрезной печи должно быть таким, чтобы на выемочном участке уже произошла осадка основной кровли;

В призабойном пространстве очистного забоя и в других выработках выемочного участка не должно быть действующих суфляров;

Месячная скорость подвигания очистного забоя в течении трех месяцев до производства газовой съемки не должна разниться более чем на 30 %;

В период проведения газовой съемки не должно происходить изменений режима выемки угля, работы вентиляторных и дегазационных установок, схемы проветривания участков и расхода воздуха поступающего в горные выработки.

Выбор мест расположения замерных станций

Замерные станции в пределах выемочного участка располагаются таким образом, чтобы в результате проведения газовой съемки были определены все составляющие газового баланса выемочного участка. Поэтому замерные станции необходимо располагать в следующих местах:

В начале выработки, по которой воздух поступает на выемочный участок;

На свежей струе воздуха перед поступлением его в очистной забой;

Вблизи очистного забоя, в опережающей его тупиковой выработке;

В призабойном пространстве очистного забоя, вблизи сопряжения егос выработкой, в которую поступает исходящая струя воздуха, в этом пункте производятся поперечные газовые съемки;

Вблизи очистного забоя в выработке с исходящей струей воздуха;

В выработке, по которой поступает подсвежающая вентиляционная струя;

В выработках по которым движется исходящий из очистного забоя воздух, вблизи выхода его из выемочного участка.

Замерные пункты должны находиться в 15-20 м от разветвлений, слияний вентиляционных струй и от очистных забоев. В каждом конкретном случае места расположения замерных станций зависит от схемы проветривания выемочного участка и цели проведения газовой съемки

Например, на (рис.14.1) показаны места расположения замерных пунктов для прямоточной схемы проветривания выемочного участка с подсвежением исходящей вентиляционной струи и ее выдачей на выработанное пространство.

В указанных пунктах измеряется поперечное сечение выработки в свету, скорость движения воздуха, а также отбираются пробы воздуха с последующим его анализом в лаборатории. По результатам измерений определяется абсолютная метанообильность во всех пунктах при каждом измерении, а также ее среднее значение за период проведения съемки

I_i=(14.6)

I_ср.=(14.7)

где C_i– концентрация метана приi-том замере, %;

Q_i– расход воздуха приi-том замере, м³/мин;

N_i– число замеров.

Для определения среднего значения метановыделения продолжительность наблюдений должна составлять в пунктах 1, 2, 3, 4 - 6 - 8 часов, в пунктах 5, 6 - 12 - 14 часов в пунктах 8 ,9, 10 - 72часа. Интервал между замерами 30 мин.

Для определения доли метановыделения из выработанного пространства в призабойное и доли метановыделения из пласта в пункте 7 на расстоянии 10-15 м от соряжения лавы с конвейерным бремсбергом (вентиляционным штреком) выполняется поперечная газовая съемка. Место проведения съемки очищается от посторонних предметов (куски породы, лесоматериал и т.п.) и намечается 4-6 точек, в которых измеряется скорость движения воздуха и отбираются пробы воздуха (рис.14.2).

По результатам измерений в системе координат c_iLстроится график изменения концентрации метана в зависимости от расстояния от плоскости забояf(c_i) (рис 14.3). Если график имеет пологопадающий характер в сторону выработанного пространства (кривая 1) выделение метана из выработанного пространства в призабойное не происходит. Если график имеет минимум (кривая 2) выделение метана из выработанного пространства в призабойное происходит. Для определения доли выделения метана из выработанного в призабойное в системе координатc_im_iv_iиLстроится график функцииf(c_im_iv_i) (кривая 3). Затем из точки минимума на кривой 2 (точка А) восстанавливается перпендикуляр на кривую 3. Доля выделения метана из выработанного пространства в призабойное определяется как отношение площади фигурыNLEDк площади фигуры ОМNLED

K_в.п=(14.8)

Доля выделения метана из пласта в призабойное пространство определяется как отношение площади фигуры ONDOк площади фигуры ОМNLED

K_пл=(14.9)

ЛИТЕРАТУРА ПО КУРСУ

1. К.З. Ушаков, А.С. Бурчаков «Аэрология горных предприятий» М. «Недра» 1987.

2. К.З. Ушаков, А.С. Бурчаков «Рудничная аэрология» М. «Недра» 1978.

3. Г.Л.Пигида, Е.А. Будзило, Н.И.Горбунов «Аэродинамические расчеты по рудничной аэрологии в примерах и задачах», Киев 1992.

4. Ф.А. Абрамов, В.А. Бойко «Лабораторный практикум по рудничной вентиляции» М. «Недра» 1966.

5. Руководство по проектированию вентиляции угольных шахт. Киев 1994.

6. Прогрессивные технологические схемы разработки пластов на угольных шахтах. Часть 1, М., 1979.

209