При конструировании и применении таких схем необходимо руководствоваться следующими положениями:
* все основные подготовительные выработки в крыле, панели, блоке (бремсберги, уклоны, фланговые выработки) проводить на всю их длину до начала эксплуатационных работ;
* применять схемы проветривания выемочных участков с полным обособленным разбавлением вредностей (СПОРВ) с выдачей исходящей струи на фланговые выработки;
* осуществлять территориальное разделение работ по подготовке выемочных участков и очистных работ;
* предусматривать разрыв конвейерных линий с устройством в местах разрывов гезенков с постоянно поддерживаемым слоем угля;
* применять взрывоустойчивые перемычки с лазом в местах разрыва конвейерных линий для разделения вентиляционных струй;
* в глубоких шахтах со сложными горно-геологическими условиями осуществлять по возможности погашение основных выработок по мере отработки ярусов и принимать меры по снижению проявления горного давления (проведение выработок в разгруженных от горного давления зонах, чередование прямого и обратного хода при отработке ярусов и др.).
Конструкция взрывоустойчивых перемычек, гезенков и других узлов схем, обеспечивающих устойчивость проветривания, приведена в Технологических схемах разработки пластов на угольных шахтах на период 1990-1995 гг.
6.2. Расчет расхода воздуха для проветривания выемочных участков
6.2.1. Расчет расхода воздуха для проветривания очистных выработок
6.2.1.1. Общие положения
Расход воздуха, необходимый для проветривания очистных выработок, рассчитывается по выделению метана, углекислого газа, газов, образующихся при взрывных работах, по числу людей и проверяется по допустимой скорости воздуха, а при последовательном проветривании тупиковых выработок, примыкающих к очистным — также по подаче ВМП. Окончательно принимается наибольший результат. Кроме того, на шахтах III категории по газу и выше расход воздуха, принятый для проветривания очистной выработки, должен быть проверен по метановыделению при внезапном прорыве метана из почвы выработки.
При выемке каменных углей с прослойками в пласте породы суммарной мощностью 0,05 м и более, или с присечкой боковых пород, а также антрацитовых пластов и температуре воздуха 16°С и выше расход воздуха должен быть дополнительно рассчитан из условия оптимальной по пылевому фактору скорости, если для разбавления вредных газов или по температурным условиям не требуется большая скорость воздуха.
Для схем проветривания с примыканием исходящей струи к целику и погашением вентиляционной выработки (схемы типа 1-М, рис. П.2.3) расчет расхода воздуха по выделению метана (углекислого газа) следует вести сразу для выемочного участка по формуле (6.24).
В тех случаях, когда ожидаемое метановыделение для расчета расхода воздуха определялось по природной газоносности, по мере накопления данных о фактической метанообильности должен производиться повторный расчет расхода воздуха.
6.2.1.2. Расчет расхода воздуха по выделению метана (углекислого газа)
Расход воздуха для проветривания очистной выработки (лавы) по выделению метана (углекислого газа) определяется по формуле
_
Qоч= (100 Ioч kн )/ (C – Co) (6.3)
где Qоч — расход воздуха для проветривания очистной выработки, мЗ/мин;
Ioч — среднее ожидаемое (фактическое) газовыделение в очистной выработке, м3/мин; определяется при прогнозе метановыделения по природной метаноносности пласта по формуле (3.82), а углекислотообильности — в соответствии с подразделом 4.2; при расчете ожидаемого газовыделения по фактическому — в соответствии с указаниями, приведенными в пунктах 3.3.2 и 4.2.2;
С — допустимая согласно ПБ концентрация метана (углекислого газа) в исходящей из очистной выработки вентиляционной струе, %;
Со — концентрация газа в поступающей на выемочный
участок вентиляционной струе, %; определяется для выработок действующих шахт по результатам измерений, а для проектируемых принимается равной 0,05%;
kн — коэффициент неравномерности метановыделения (выделения углекислого газа), доли ед.; значение коэффициента неравномерности метановыделения определяется по формуле (6.4) или берется из табл. 6.3, а выделения углекислого газа — принимается равным 1,6 при выемке каменных углей и антрацитов, при выемке бурых углей для механизированных лав — 2,3, а для лав с буровзрывным способом выемки угля — 2,6;
_
kн =1,94 I-0,14 (6.4)
Таблица 6.3.
Значения коэффициента неравномерности метановыделения
|
Среднее метано-выделение из очистной выработки, выемочного участка, м3/мин
|
0,2-0,5
|
0,5-1-0
|
1,0-1,5
|
1,3-2,0
|
2,0-3,0
|
3,0-4,0
|
4,0-6,0
|
6,0-10,0
|
10,0-13,0
|
15,0-20,0
|
более 20,0
|
|
Значения kн |
2,43-2,14
|
2,14-1,94
|
1,94-1,83
|
1,83-1,76
|
1,76-1,66
|
1,66-1,60
|
1,60-1,31
|
1,31-1,40
|
1,40-1,33
|
1,33- 1,28
|
1,28
|
Примечание. При выемке угля в лавах буровзрывным способом значение kн, полученное по формуле (6.4) или взятое из табл. 6.3, необходимо умножить на коэффициент равный 1,2.
При обработке тонких крутых пластов щитовыми агрегатами полосами по падению в расход Qоч, определенный по формуле (6.3), входит воздух для проветривания полосы и монтажной ниши.
Расход воздуха для проветривания лав при максимально допустимой нагрузке на лаву по газовому фактору (метановыделению) определяется по формуле
Qоч = Qоч,мах k0,3 = 60S оч,мin*vмах k0.3 (6,5)
где Qоч,мах — максимальный расход воздуха, который можно подать в очистную выработку, мЗ/мин;
k0.3— коэффициент, учитывающий движение воздуха по части выработанного пространства, непосредственно прилегающей к призабойному; принимается по табл. 6.4;
S оч,min — минимальная площадь поперечного сечения призабойного пространства очистной выработки в свету, м2; при механизированных крепях принимается согласно табл. 6.5, а при индивидуальной крепи рассчитывается по формуле
S оч,min = kзmв.пр. bmin (6.6)
где k3— коэффициент, учитывающий загроможденность призабойного пространства; принимается равным 0,9;
mв.пр — вынимаемая мощность пласта с учетом породных прослоек, м;
bmin — минимальная ширина призабойного пространства, м; принимается согласно паспорту крепления и управления кровлей.
Таблица 6.4
Значения коэффициента k0.3
|
Способ управления кровлей
|
Породы непосредственной кровли
|
k0,3 |
|
Полное обрушение
|
Песчаники
|
1,30
|
|
То же
|
Песчаные сланцы
|
1,25
|
|
То же
|
Глинистые сланцы
|
1,20
|
|
То же
|
Сыпучие
|
1,05
|
|
Плавное опускание
|
Независимо от пород
|
1,15
|
|
Частичная закладка
|
То же
|
1,10
|
|
Полная закладка
|
То же
|
1,10
|
Примечание. При обработке тонких крутых пластов щитовыми агрегатами значение k0.3 принимается равным 1,15.
Таблица 6.5
Площадь поперечного сечения призабойных пространств в свету и удельное аэродинамическое сопротивление очистных выработок с механизированными крепями
|
Тип крепи (комплекса, агрегата)
|
Вынимаемая мощность пласта, м
|
Сечение в свету, м2
|
r100, kμ
|
Тип крепи (комплекса), агрегата
|
Вынимаемая мощность пласта, м
|
Сечение в свету, м2
|
r100, kμ
|
|
«Донбасс»-М
|
0,8
|
1,56
|
0,270
|
ОКП 70
|
1,9
|
3,1
|
0,045
|
|
|
1,2
|
2,5
|
0,080
|
|
3,5
|
6,5
|
0,007
|
|
1 КМ 103
|
Л,7
|
1,4
|
0,357
|
2ОКП-70
|
2,3
|
4,8
|
0,030
|
|
|
0,95
|
1,9
|
0,166
|
|
3,3
|
6,4
|
0,007
|
|
КМ 87УМН
|
1,15
|
2,3
|
0,13
|
КМ130
|
2,33
|
4,7
|
0,045
|
|
КМ 87УМП
|
1,95
|
4,6
|
0,03
|
|
3,2
|
8,2
|
0,009
|
|
КМ 87УМА
|
1,15
|
2,3
|
0,15
|
КД80
|
0,83
|
1,7
|
0,300
|
|
КМ 87УМВ
|
1,95
|
4,6
|
0,03
|
|
1,2
|
2,4
|
0,070
|
|
іKM88
|
1,0
|
2,3
|
0,113
|
1КМТ
|
1,1
|
2,4
|
0,120
|
|
|
1,3
|
2,7
|
0,074
|
|
1-5
|
3,3
|
0,040
|
|
КМ 81
|
2,0
|
3,5
|
0,045
|
1УКП
|
1,3
|
2,0
|
0,120
|
|
|
3,2
|
6,3
|
0,008
|
|
2,5
|
4,5
|
0,030
|
|
КМ 137
|
0,8
|
1,58
|
0,30
|
КМ138
|
1,4
|
2,93
|
0,06
|
|
|
1,1
|
3,44
|
0,039
|
|
2,2
|
5,15
|
0,14
|
|
КСМ (АМС))
|
2,2
|
4,5
|
|
2УКП
|
2,4
|
4,0
|
0,017
|
|
|
3,0
|
6,7
|
|
|
4,0
|
8,0
|
0,003
|
|
1МКМ
|
1,4
|
2,8
|
0,18
|
МК75
|
1,6
|
2,8
|
0,067
|
|
|
1,75
|
3,8
|
0,03
|
|
2,2
|
3,9
|
0,023
|
|
КМ87 УМС
|
1,15
|
2,3
|
(Ц5
|
АНЩ
|
0,7
|
1,05
|
ОД2
|
|
|
1,95
|
4,6
|
0,03
|
|
1,3
|
2,35
|
0,045
|
|
2 МКЭ
|
1,6
|
2,7
|
0,08
|
1АЩМ
|
1-2
|
1,8
|
0,07
|
|
|
2,2
|
4,4
|
0,02
|
|
2,2
|
3,2
|
0,02
|
|
1КМ97Д
|
0,7
|
1,3
|
0,080
|
2АНЩ
|
1,05
|
1,6
|
0,06
|
|
|
1,3
|
3,4
|
0,025
|
|
2,2
|
3,3
|
0,012
|
|
ЮКП, 20КП
|
1,85
|
2,7
|
0,07
|
КГУ
|
0,7
|
1,2
|
0,68
|
|
|
3,0
|
5.4
|
0,029
|
|
1,2
|
3,2
|
0,036
|
|
30 КП
|
2,5
|
3,1
|
0,052
|
АКЗ
|
1,6
|
3,6
|
0,060
|
|
|
3,3
|
5,8
|
0,01
|
|
2,5
|
5,6
|
0,022
|
