Руководство по проектированию вентиляции угольных шахт обязательно для всех организаций и предприятий угольной промышленности при проектировании и реконструкции угольных шахт, включая строительство

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОРМАТИВНЫЙ АКТ ОБ ОХРАНЕ ТРУДА

УТВЕРЖДЕНО

ПРИКАЗОМ ГОСУДАРСТВЕННОГО КОМИТЕТА УКРАИНЫ

ПО НАДЗОРУ ЗА ОХРАНОЙ ТРУДА

№ 131 ОТ 20 12. 1993

ДНАОТ 1.1.30-6.09.93

РУКОВОДСТВО ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ

ВЕНТИЛЯЦИИ УГОЛЬНЫХ ШАХТ

ОБЯЗАТЕЛЬНО ДЛЯ ВСЕХ ОРГАНИЗАЦИЙ И ПРЕДПРИЯТИЙ УГОЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ И РЕКОНСТРУКЦИИ УГОЛЬНЫХ ШАХТ, ВКЛЮЧАЯ СТРОИТЕЛЬСТВО

Настоящее Руководство подготовлено МакНИИ, ДонУГИ, НИИОМШС, ИГТМ АН Украины и институтом «Донгипрошахт» с учетом опыта применения Руководства по проектированию вентиляции угольных шахт (Макеевка, 1989), утвержденного бывшим Минуглепромом СССР (15 августа 1989 г.) и согласованного с Госгортехнадзором СССР (18 июня 1989 г.) и Госстроем СССР (4 июня 1989 г.). С выходом Руководства утрачивают силу при проектировании шахт и расчете расхода воздуха для действующих шахт следующие документы: Руководство по проектированию вентиляции угольных шахт, утвержденное Минуглепромом СССР 15 августа 1989 г.; Методические указания по выбору схем проветривания выемочных участков шахт Донбасса с учетом опасности местных скоплений метана, эффективности управления газовыделением, устойчивости проветривания, обеспечения безопасных условий в аварийных ситуациях и предупреждения самовозгорания угля, утвержденные Главным управлением техники безопасности, горноспасательных частей и охраны труда Минуглепрома СССР 24 мая 1990 г.; Методика прогноза метанообильности тупиковых выработок при бесцеликовой отработке угольных пластов, утвержденная Минуглепромом СССР 1 ноября 1990 г., и другие инструкции, методики и рекомендации по расчету и проектированию вентиляции.

Выбор способа дегазации должен производиться в соответствии с Руководством по дегазации угольных шахт, выбор средств пылеподавления с Руководством по борьбе с пылью и пылевзрывозащите на угольных и сланцевых шахтах, разрезах, обогатительных и брикетных фабриках, а тепловые расчеты — по Единой методике прогнозирования температурных условий в угольных шахтах и дополнениям к разделу 4 Единой методики.

В Руководстве изложены порядок проектирования вентиляции шахт, методы определения ожидаемого газовыделения и горные выработки, выбор схем проветривания выемочных участков, тупиковых выработок и шахт, методики расчета расхода воздуха для проветривания горных выработок, воздухонагревательных установок, определения устойчивости проветривания шахт и основные способы повышения ее при конструировании схем, анализ состояния проветривания шахт и др.

Руководство предназначено для всех организаций, занимающихся составлением проектов новых и реконструируемых шахт, проектов подготовки новых горизонтов, паспортов выемочных участков действующих шахт и расчетами расхода воздуха, необходимого для проветривания угольных шахт.

ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ

Аоч — добыча с очистной выработки, т/сут;

Ашп — среднесуточная добыча с шахтопласта, т;

А3 — зольность угля, %;

В — масса одновременно взрываемых ВВ, кг;

bmax — максимальная ширина призабойного пространства, м;

bmin — минимальная ширина призабойного пространства, м;

by — ширина забоя тупиковой выработки по углю, м;

b з.д. — ширина условного пояса газового дренирования угольного массива через поверхности обнажения пласта в подготовительных выработках, м;

С — допустимая концентрация газа в исходящей вентиляционной струе, % (по объему);

dmp — диаметр трубопровода, м;

Н — глубина разработки, м;

Mcni — расстояние по нормали между кровлей разрабатываемого и почвой сближенного (при подработке) и между почвой разрабатываемого и кровлей сближенного (при надработке) пластов, м;

Мр — расстояние по нормали между разрабатываемым и сближенными пластами, при котором метановыделение из последнего практически равно нулю, м;

hв — давление вентилятора, дала;

hyч — депрессия выемочного участка, даПа;

hоч — депрессия очистной выработки, даПа;

Iв.п. — абсолютное метановыделение из выработанного пространства, м3/мин;

1оч — абсолютное метановыделение из очистной выработки, м3/мин;

1п — абсолютная метанообильность тупиковой выработки, м3/мин;

I о.у. — абсолютное метановыделение из отбитого угля, м3/мин;

I — абсолютное метановыделение на выемочном участке, м3/мин;

Iпов — абсолютное метановыделение из неподвижных обнаженных поверхностей пласта, м3/мин;

kH — коэффициент неравномерности газовыделения;

k0.3. — коэффициент, учитывающий движение воздуха по части выработанного пространства, непосредственно прилегающей к призабойному пространству;

kym. в — коэффициент, учитывающий утечки воздуха через выработанное пространство;

kут.вн — коэффициент, учитывающий утечки воздуха через вентиляционные сооружения;

kmd — коэффициент турбулентной диффузии;

k в.n — коэффициент, учитывающий метановыделение из выработанного в призабойное пространство очистной выработки;

k э.n — коэффициент, учитывающий эксплуатационные потери угля в пределах выемочного участка;

kT — коэффициент, учитывающий изменение метановыделения во времени;

Lкр — длина крыла, м;

Lоч — длина очистного забоя, м;

Lmp — длина трубопровода, м;

L оч.p - длина очистного забоя, для которой рассчитывается максимально допустимая нагрузка, м;

Lп — длина тупиковой выработки, м;

Lзв — длина звена трубопровода,м;

M в — вынимаемая полезная мощность пласта ,м;

m в. пр. — вынимаемая мощность пласта с учетом породных прослоек, м;

mcni - суммарная мощность угольных пачек отдельного (i-го) сближенного пласта (спутника), для спутника, состоящего из углистосланцевых пород, принимается равной половине его действительной мощности, м;

Qyч — расход воздуха на выемочном участке, м3 /мин;

QK — расход воздуха для проветривания камеры, м3/мин;

Qоч— расход воздуха для проветривания очистной выработки, м3/мин;

Qym.вn — утечки воздуха через надшахтное здание и вентиляционный канал, м3/мин;

Qш — расход воздуха в шахте, м3 /мин;

Qз.п.— расход воздуха, который необходимо подавать в призабойное пространство тупиковой выработки, м3/мин;

qуч — относительная метанообильность выемочного участка, м3/т;

qоч — относительная метанообильность очистной выработки, м3 /т;

q пор — относительное метановыделение из вмещающих пород, м3/т;

q nl — относительное метановыделение из разрабатываемого пласта, м3 /т;

q сп — относительное метановыделение из сближенных пластов (спутников), м3/т;

q ш — относительная метанообильность шахты, м3/т;

qcn.ni — относительное метановыделение из отдельного подрабатываемого (верхнего) пласта (спутника), м3/т;

qcn.ni — относительное метановыделение из отдельного надрабатываемого (нижнего) пласта (спутника), м3/т;

q o.y — относительное метановыделение из отбитого угля, м3/т;

q o.n. — относительное метановыделение из очистного забоя, м3/т;

Rmp — аэродинамическое сопротивление трубопровода, км (даПа • с2/м6);

r — удельное аэродинамическое сопротивление выработки, к/г/м;

S оч — площадь поперечного сечения призабойного пространства очистной выработки в свету, м 2

S — площадь поперечного сечения выработки в свету,м2;

Sуг — площадь забоя тупиковой выработки по углю, м2;

Тпр — время проведения тупиковой выработки, сут.;

tn — естественная температура пород, °С;

V — скорость движения воздуха, м/с;

Vоч — скорость подвигания очистного забоя, м/сут;

Vmax — максимально допустимая ПБ скорость движения воздуха в очистной выработке, м/с;

V min — минимально допустимая ПБ скорость движения воздуха в призабойном пространстве тупиковой выработки, м/с;

Vm — скорость транспортирования угля по лаве, м/мин;

Vdaf - выход летучих веществ, %;

W — пластовая влажность угля, %;

Хг — природная метаноносность пласта, м3/т сухой беззольной массы (м3/т с.б.м.);

X — природная метаноносность пласта, м3/т;

Х0 — остаточная метаноносность угля, м3/т;

Хо.г — остаточная метаноносность угля, м3/т с.б.м.;

Х'0 — остаточная метаноносность угольного пласта после его надработки или подработки, м3/т;

Xcni — природная метаноносность i-го пласта (спутника),мЗ/т;

а — коэффициент аэродинамического сопротивления, км • м4 (даПа • с2/м2);

a — угол падения пласта, град.:

γ— плотность угля, т/м3;

γв — плотность воздуха, кг/м3;

γi — плотность угля і-го пласта (спутника), т/м3.

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Материалы для проектирования вентиляции новых и реконструируемых шахт, а также на период строительства предоставляются заказчиком в соответствии с Временной инструкцией по разработке проектов и смет для промышленного строительства СН 202-81.

Состав рудничного воздуха, климатические условия в подземных выработках, допустимые содержания диоксида углерода (углекислого газа), метана, вредных газов и пыли, скорость движения воздуха в горных выработках должны соответствовать требованиям действующих Правил безопасности в угольных и сланцевых шахтах (ПБ). Тепловлажностные параметры атмосферного воздуха, теплофизические характеристики горных пород, геотермические ступени при выполнении расчетов принимаются в соответствии с Единой методикой прогнозирования температурных условий в угольных шахтах.

Проветривание строящихся, реконструируемых и действующих шахт осуществляется по проекту вентиляции, предусмотренного в общем проекте шахты.

На действующих шахтах дополнительно к проекту вентиляции производятся расчеты расхода воздуха, необходимого для проветривания горных выработок и шахты в целом, выбор способов и средств проветривания тупиковых выработок, разрабатываются мероприятия по управлению метановыделением средствами вентиляции и по обеспечению надомного проветривания шахты.

Проект вентиляции на период строительства новой, реконструкции или подготовки горизонтов действующей шахты разрабатывается проектными институтами, проектными конторами, группами шахтостроительных комбинатов (трестов) и производственных объединений. В подготовке исходных данных и выдаче рекомендаций по отдельным вопросам при разработке проектов участвуют геологоразведочные организации, шахты, научно-исследовательские институты и ГВГСС.

* Далее по тексту вместо «скорость движения воздуха» будем писать «скорость воздуха».

1.1. Геологоразведочные организации

1.1.1. Согласно Положению о порядке передачи разведанных месторождений полезных ископаемых для промышленного освоения, утвержденному отраслевым органом управления, геологоразведочные организации предоставляют организациям, занимающимся составлением прогноза газообильности:

• данные о природной метаноносности угольных пластов и вмещающих пород в пределах полей проектируемых шахт;

• схемы и карты опробования рабочих пластов с прогнозом газоносности и нанесением верхних границ зоны метановых газов, геологических нарушений, изогипс почвы или кровли пластов, геологоразведочных скважин (с указанием их номеров, отметок устьев и пересечений пластов, мощности и структуры пластов), линий геологических разрезов и, если возможно, изогаз; при отсутствии изогаза указывается природная метаноносность в м3/т с.б.и. по скважинам газового опробования;

• результаты технического анализа угольных пластов и пропластков, массовый и объемный выход летучих веществ, логарифм удельного электросопротивления антрацитов, пластовую влагу, зольность угля и генетическую классификацию углей в процентах;

• схематические геологические разрезы с нанесением верхних границ зоны метановых газов и, если возможно, изогаз;

• геологические разрезы скважин по форме, принятой в данном бассейне или районе, с обязательным нанесением всех пластов и пропластков угля и углистого сланца, с указанием их мощности, расстояний между ними, структуры вмещающих пород и коэффициента крепости пород по шкале проф. Протодьяконова;

• данные об обводненности пересекаемых породных и угольных пластов;

• данные о геотермических условиях пересекаемых породных и угольных пластов;

• константу, характеризующую химическую активность угля по отношению к кислороду воздуха; группы угольных пластов, склонных к самовозгоранию и опасных по внезапным выбросам;

• процентное содержание в угле компонентов группы фюзинита.

1.1.2. Документация должна быть выполнена в соответствии с Временными техническими требованиями угольной промышленности к геологоразведочным работам и исходным геологическим материалам, предоставляемым для проектирования нового строительства и реконструкции шахт и разрезов, утвержденными отраслевым органом управления.

1.2. Угольные шахты

1.2.1. Предоставляют организациям, занимающимся составлением прогноза газообильности:

• данные о фактической метанообильности шахт, шахтопластов, крыльев, этажей, выемочных участков и отдельных выработок за период работы в соответствии с Инструкцией по контролю состава рудничного воздуха, определению газообильности и установлению категорий шахт по метану;

• гипсометрические планы рабочих пластов с их выходом на поверхность в пределах границ поля действующей шахты и смежных с ними участков пластов, для которых необходимо составить прогноз метанообильности или углекислотообильности горных выработок. На гипсометрическом плане каждого угольного пласта должны быть нанесены: верхняя граница зоны метановых газов, геологические нарушения угольных пластов, установленные по данным геологической разведки и в процессе ведения горных работ, геологоразведочные скважины с указанием их номеров, отметок устья и пересечения пласта, фактической мощности и структуры пласта и пересекаемых пород, результатов технического анализа угля, коэффициенты крепости вмещающих пород по шкале проф.Протодьяконова;

• планы горных выработок по каждому разрабатываемому угольному пласту в пределах отработанной части шахтного поля действующей шахты, смежной с той частью шахтного поля, для которой требуется составить прогноз;