1.Постановка задачи.

Разработка угольных пластов сопровождается обильным выделением газа метана из непосредственно пласта, боковых пород и спутников (смежных, близлежащих пластов).

Правила безопасности допускают ведение очистных работ при содержании метана в исходящей из участка воздушной струе не более 1%.

В то же время увеличение добычи угля приводит к росту газовыделения. Концентрация метана в исходящей струе может при этом превысить допустимую. Уменьшить концентрацию метана можно двумя путями: увеличением количества подаваемого в лаву воздуха и удалением метана по источникам его поступления в забой – из пласта, вмещающих пород и выработанного пространства.

Количество подаваемого в лаву свежего воздуха ограничивается небольшой площадью сечения призабойного пространства и предельно допустимой правилами безопасности скоростью движения воздушной струи.

Второй путь уменьшения содержания метана в исходящей струе предусматривает дегазацию пласта, его спутников и выработанного пространства, разбавление метана подсвежающей струей воздуха, применение прямоточной схемы проветривания очистных забоев. Применение этих мероприятий обеспечивает значительное увеличение нагрузки на очистной забой. Тем не менее, на современных шахтах газовыделение зачастую является фактором, ограничивающим уровень добычи угля в лаве. Исходя из этих соображений, при проектировании очистного забоя длину лавы, рассчитанную по затратам времени на отдельные операции, необходимо проверять по газовому фактору.

Допустимая длина лавы по газовому фактору определяется из выражения:

где – допустимая по ПБ скорость движения воздуха в лаве ,м/сек

(=4м/сек); d – допустимое по ПБ содержание метана в исходящей струе лаве , % ( d =1%);

S – площадь поперечного сечения призабойного пространства очистной выработки , м²; r – ширина захвата комбайна; – количество циклов в сутки(снимаемых полос угля с вели- чиной захвата комбайна r ); m – мощность пласта; γ – плотность угля , т/м³; – коэффициент, учитывающий неравномерность

газовыделения (= 1,4 – 1,6);

– газообильность лавы, м³/т; В свою очередь газообильность лавы определяется по формуле:

где – относительное газовыделение из разрабатываемого плас- та в призабойное пространство, м³/т; – относительное газовыделение из выработанного простра- нства, м³/т; – коэффициент дегазации разрабатываемого пласта ( =0,2 – 0,5 ); – коэффициент дегазации выработанного пространства (=0,3-0,6); – коэффициент, учитывающий долю метана, поступающего

из выработанного пространства в призабойное; зависит от

системы разработки и схемы проветривания выемочного

участка: = 1,0 при столбовой системе разработки с возвраточной

схемой проветривания;

= 0,8 при сплошной системе разработки с возвратноточ- ной схемой проветривания;

= 0,2 при комбинированных системах разработки с

прямоточной схемой проветривания и подсвежением

исходящей из лавы струи воздуха;

Площадь поперечного сечения призабойного пространства очистной выработки S находится из выражения:

,

где m – вынимаемая мощность пласта, м;

b – ширина призабойного пространства лавы, м;

– коэффициент, учитывающий движение воздуха за пределами

призабойного пространства лавы (= 1,05- 1,30);

– коэффициент, учитывающий загромождение рабочего прост-

ранства лавы крепью конвейера (=0,75 – 0,9);

– коэффициент, учитывающий утечки воздуха через выработа-

нное пространство; принимается в зависимости от схемы

проветривания и способа управления кровлей:

где - определенный выше коэффициент, учитывающий долю

метана, поступающего из выработанного пространства в

призабойное.

Расчет допустимой по газовому фактору длины лавы позволяет скорректировать ее величину, определенную по организационному фактору (по затратам времени на отдельные операции в очистном забое), и выбрать окончательную длину очистного забоя, необходимую для составления проекта его отработки.

Значение исходных данных к теме №2

Номер варианта	m, м	в, м			, м3/т	, м3/т	r, м	 , т/м3
1	0,7	2,9	1,10	0,9	10	11	0,80	1,27	1,4	0,8	36	0,20,5	0.5
2	0,8	3,0	1,15	0,9	15	9	0,80	1,30	1,5	0,8	4	0,20,5	0,30,6
3	0,9	2,8	1,25	0,8	12	10	0,63	1,33	1,6	0,2	24	0,4	0,40,6
4	1,0	3,5	1,30	0,8	8	11	0,63	1,35	1,4	0,8	46	0,5	0,30,6
5	1,1	3,7	1,05	0,9	6	10	0,80	1,38	1,5	0,2	5	0,30,5	0,30,6
6	1,2	3,2	1,20	0,8	9	12	0,63	1,40	1,6	0,2	35	0,3	0,40,6
7	1,3	3,3	1,15	0,8	7	10	0,63	1,45	1,4	0,8	46	0,20,4	0.45
8	1,4	3,2	1,25	0,9	11	9	0,63	1,35	1,5	1,0	6	0,20,5	0,30,5
9	1,5	2,8	1,30	0,9	13	10	0,80	1,30	1,6	1,0	25	0,4	0,30,6
10	1,6	3,4	1,20	0,8	17	9	0,63	1,35	1,5	1,0	26	0,30,5	0.6

Примечание. Для всех вариантов исходных данных принять одинаковое значение величин: = 4 м/с; d = 1%