Инструкция по применению схем проветривания выемочных участков угольных шахт с изолированным отводом метана из выработанного пространства с помощью газоотсасывающих установок. I. Общие положения

Скачать 1.72 Mb.

Название	Инструкция по применению схем проветривания выемочных участков угольных шахт с изолированным отводом метана из выработанного пространства с помощью газоотсасывающих установок. I. Общие положения
страница	8/21
Тип	Инструкция

rykovodstvo.ru > Инструкция по эксплуатации > Инструкция

1 ... 4 5 6 7 8 9 10 11 ... 21

Приложение № 3

к Инструкции

Порядок определения метанообильности
выемочных участков

1. Определение метанообильности очистных забоев

Метанообильность очистного забоя определяется метановыделением в очистной забой из обнаженной поверхности угольного пласта и метановыделением из отбитого угольного массива, транспортируемого по очистному забою и по участковой конвейерной выработке или ее части, по которой проходит вентиляционная струя, поступающая в очистной забой.

Дополнительным источником поступления метана в очистной забой являются стенки горной выработки, по которой вентиляционная струя поступает в очистной забой.

1.1. Метановыделение из разрабатываемого пласта и отбитого угля

Расчет метановыделения из разрабатываемого пласта для проектируемых выемочных участков строящихся шахт и не отрабатываемых ранее угольных пластов реконструируемых шахт производится на основе данных природной метаноносности разрабатываемого пласта, установленной в ходе проведения геологоразведочных работ (Х, м³/т). Для действующих шахт расчет метанообильности очистного забоя производится на основе природной метаноносности пластов, установленной по данным фактического метановыделения в очистные выработки (Х_Ф, м³/т) в зависимости от фактической добычи угля А_ф (т/сут).

Определение фактической метаноносности разрабатываемых пластов в пределах отработанного выемочного столба лавы-аналога производится по формуле

, м³/т,				(3.1)
где	I_пл.ф	-	фактическое метановыделение из разрабатываемого пласта (м³/мин). Определяется по данным телеинформации автоматической аппаратуры газовой защиты за весь период отработки выемочного столба по формуле
, м³/мин,				(3.2)
где	n	-	количество месяцев за весь период отработки выемочного столба;
	I_пл.ф.1, I_пл.ф.2	-	фактическое метановыделение из разрабатываемого пласта за первый и второй месяц отработки выемочного столба лавы-аналога соответственно, м³/мин;
, м³/мин ,				(3.3)
где	Q_к	-	расход воздуха в пункте измерения, м³/мин;
	n_в	-	число измерений расхода воздуха за месяц;
	C_т_._j	-	среднесуточная концентрация метана по данным телеинформации, выдаваемой аппаратурой АГК, %;
	n_т	-	число определений среднесуточной концентрации по данным аппаратуры АГК за месяц;
	Х_О.Ф	-	остаточная метаноносность угля лавы-аналога, м³/т.

Определение Х_О, м³/т производится путем перерасчета остаточной метаноносности пласта Х_О.Г, м³/т с.б.м. по формуле

Х_О = 0,01^ Х_О.Г. ^ (100 - А_с - W_a), м³/т, (3.4)

где	Х_О.Г.	-	остаточная метаноносность угля лавы-аналога, м³/т с.б.м. Определяется по таблице 3.3;
	А_с	-	зольность угля, %;
	W_а	-	влажность угля, %.

Для обеспечения достоверности расчетов проектируемой лавы принимаемая в качестве аналога лава должна удовлетворять следующим условиям:

- в качестве лавы-аналога для проектируемого выемочного участка может приниматься лава, отрабатывающая тот же самый пласт и расположенная в непосредственной близости от проектируемой. Разность глубин разработки проектируемой лавы и лавы-аналога не должна превышать 20 м при ведении горных работ на глубинах до 300 м ниже верхней границы зоны метановых газов, а при больших глубинах разработки – 50 м;

- система подготовки и отработки выемочных столбов проектируемой лавы и лавы-аналога должны быть аналогичны;

- горно-геологические условия проектируемой лавы должны быть аналогичны условиям лавы-аналога;

- при применении дегазации на проектируемом участке коэффициенты проектируемых способов дегазации должны быть не ниже чем в лаве-аналоге;

- при наличии в пределах выемочного столба лавы-аналога зон повышенного горного давления и геологических нарушений расчет метанообильности для проектируемой лавы должен производиться без учета метановыделения в указанных зонах.

Ожидаемое абсолютное метановыделение из разрабатываемого пласта при максимальной подаче комбайна определяется по формуле

				,м³/мин, (3.5)
где	А _р	-	максимальная нагрузка на очистной забой по газовому фактору, т/сут. Определяется технической возможностью комбайна с учетом конкретных горно-геологических условий.
	А _р = Т_см j _пр К_м п_см ;				(3.6)
	Т_см	-	продолжительность рабочей смены, мин;
	К_м	-	коэффициент, характеризующий схему выемки угля. при односторонней схеме выемки угля в лаве К_м = 0,5. при двухсторонней (челноковой) схеме выемки или односторонней с выемкой пласта более 60 % от вынимаемой мощности К_м= 1. Односторонняя схема выемки угля предусматривает выемку пласта до 60% от вынимаемой мощности пласта при движении комбайна прямым ходом, а остальную часть пласта - обратным ходом;
	n_см	-	число рабочих смен по добыче угля;
	j _пр	-	производительность комбайна, т/мин. Определяется по формуле

j _пр = m_в  γ  r  К_r  V_пк, т/мин, (3.7)

где	m_в	-	вынимаемая мощность пласта (с учетом прослойков), м;
		-	плотность угля, т/м³;
	r	-	ширина захвата комбайна, м;
	К_r	-	коэффициент использования захвата в долях от его ширины;
	V_n.к	-	максимально возможная для данных условий скорость подачи очистного комбайна в соответствии с его технической характеристикой, м/мин. Методика расчета скорости подачи комбайна в зависимости от конкретных условий представлена в приложении № 10;
	V_оч	-	среднесуточная скорость подвигания очистного забоя, м/сут;
, м/сут,				(3.8)
где	l_оч	-	длина очистного забоя, м;
	Х	-	природная метаноносность разрабатываемого пласта (с учетом фактического или необходимого коэффициента эффективности дегазации разрабатываемого пласта К_дег.пл), м³/т;
	k_пл	-	коэффициент дренирования пласта подготовительными выработками. Определяется по формуле
			,	(3.9)
	в_з.д	-	ширина условного пояса газового дренирования угольного массива. Определяется по таблице 3.1, в зависимости от времени с момента окончания проведения подготовительных выработок до начала очистной выемки;
	К_Т.У	-	коэффициент, учитывающий степень дегазации отбитого угля при его транспортировании по выработкам участка. При челноковой схеме выемки угля в лаве К_Т.У имеет вид
			.	(3.10)
			При односторонней выемке угля в лаве К_Т.У имеет вид ,	(3.11)
где	а₂	-	коэффициент, характеризующий газоотдачу отбитого угля. Определяется по формуле
	а₂ = 0,25 а₃ ,			(3.12)
	а₃	-	коэффициент, характеризующий газоотдачу угля в массиве. Определяется по таблице 3.2;
	lоч	-	длина очистного забоя, м;
	V_Т.ОЧ	-	скорость транспортирования угля по очистному забою, м/с;
	l_ПТК	-	длина ПТК, м;
	V_Т.ПТК	-	скорость транспортирования угля по перегружателю, м/с;
	l_К.Ш	-	длина конвейера, расположенного в конвейерном штреке, м;
	V_Т.К.Ш	-	скорость транспортирования угля по конвейерному штреку, м/с;
	t_т.п.л	-	время нахождения отбитого угля в лаве при односторонней выемке угля, мин. Численно равно времени работы комбайна по выемке полосы угля на ширину захвата с учетом времени на концевые операции, мин;
	K	-	коэффициент, характеризующий метаноносность пласта на кромке свежеобнаженного забоя
	,			(3.13)
	Х₀	-	остаточная метаноносность угля, м³/т. Определяется в соответствии с формулой (3.4);
	п₁	-	коэффициент, характеризующий газоотдачу пласта через обнаженную поверхность очистного забоя. Определяется по формуле
			n₁ = 0,21 0,002 ( 27 - V^daf )² + 1 ;	(3.14)
	l_оч.р	-	расчетная длина очистного забоя, м.

Таблица 3.1 - Значения ширины условного пояса газового дренирования пласта в_з.д

Время с момента окончания проведения подготовительных выработок до начала очистной выемки,	Значения в_з.д для углей с различным выходом летучих веществ, %
сут	до 8	8-12	12-18	18-26	26-35	более 35
50	5,5	7,5	10,0	12,5	10,0	7,5
100	7,0	10,0	12,5	16,0	12,5	10,0
150	7,5	10,5	13,5	17,5	13,5	10,5
200 и более	8,0	11,0	14,0	18,0	14,0	11,0
Примечание - При метаноносности пласта менее 15 м³/т значение в_з.д уменьшается в два раза.

Таблица 3.2 - Значения коэффициента а₃ в зависимости от выхода летучих веществ

V^daf	до 8	8-12	12-18	18-26	26-35	35-42	более 42
а₃	0,14	0,14-0,18	0,18-0.28	0,28-0,43	0,43-0,38	0.38-0,30	0,28

Таблица 3.3- Остаточная метаноносность углей

V^daf, %	до 8	8-12	12-18	18-26	26-35	35-42	более 42
Х_0.Г, м³/т с.б.м.	3,5	3,0	2,5	2,0	2,5	2,5	2,5

1.2. Метановыделение из стенок выработки в выработку со свежей струей воздуха, поступающей в очистной забой

I_пов = 4^. 10^-4 m_n  V_n a₃( X - X₀)² k_T , м³/мин, (3.15)

где	m_n	-	полная мощность угольных пачек пласта, м;
	V_n	-	скорость проведения подготовительной выработки, м/сут. Для подготовленных к отработке выемочных участков принимается фактическая, а для проектируемых - проектная;
		-	коэффициент, учитывающий условия фильтрации метана; для тонких и средней мощности пластов принимается 1,0; для мощных пластов определяется по таблице 3.4;
	а₃	-	коэффициент, характеризующий газоотдачу угля в массиве. Определяется по таблице 3.2;
	k_T	-	коэффициент, учитывающий изменение метановыделения во времени. Определяется по формуле

, (3.16)

где	Т_ост	-	время, прошедшее с момента остановки работ по проведению выработки до начала очистных работ, сут;
	Т_пр	-	время проведения выработки, сут.

Метановыделение с неподвижных обнаженных поверхностей пласта в подготовительную выработку, пройденную по надработанному пласту, определяется по формуле (3.15), в которую вместо Х подставляется Х₀ , определенное по формуле (3.29), с учетом времени, прошедшего с момента надработки пласта до начала проведения выработки.

Таблица 3.4 - Значения коэффициента 

	1 и более	0,9	0,8	0,7	0,6	0,5	0,4	0,3	0,3	0,1
	1,0	0,95	0,91	0,85	0,76	0,65	0,54	0,43	0,34	0,26
Примечание - S - площадь поперечного сечения выработки в свету, м².

Общее газовыделение в очистной забой составит

I_оч = I_пл + I_пов , м³/мин. (3.17)

При отработке лавы с одновременной выемкой межлавного целика ожидаемое абсолютное газовыделение в очистной забой в зоне межлавного целика определяется по формуле

			, м³/мин,	(3.18)
где	I_мл.ц	-	метановыделение в очистной забой в зоне межлавного целика, м³/мин;
	l_мл.ц	-	ширина межлавного целика, м.