Примечание. 1. При выемке угольных пластов с присечкой боковых пород или содержащих породные прослойки в формулу (7.1) вводится коэффициент, равный отношению mв.пр γ г.м/ mв γ, где γ г м — плотность горной массы, т/м3.
2. Формулами (7.1) и (7.2) можно пользоваться при определении .Аmax при скорости подвигания очистного
забоя до 6 м/сут.
Значения Qoч max, kym,в , ko,.3, С, Co определяются в соответствии с указаниями, приведенными в подразделе 6.2.
При отработке крутонаклонных и крутых пластов щитовыми агрегатами при расчетах Лицах в формулу (7.1) вместо 1ОЧ подставляется среднее абсолютное метановыделение вынимаемой полосы (1пОл). Значение 1пол определяется в соответствии с подразделом 3.3.
Если при расчетах по формуле (7.1) Аmax получается нагрузка меньше, принятой при определении ожидаемой метанообильности очистной выработки, выемочного участка, то необходимо заново рассчитать ожидаемую метанообильность, приняв при этом скорость подвигания очистного забоя vоч, исходя из Аmax, а затем расчет Аmax повторить.
7.2. Для очистных выработок типа лав по фактической метанообильности
Исходными данными для расчета Д„ах являются: максимальный расход воздуха, который можно подать в очистную выработку (Qочmах м3/мин) и на выемочный участок (Qочmах м3/мин); среднее метановыделение в очистной выработке (Qочmах м3/мин) и на выемочном участке (Iуч, м3/мин); добыча (А, т/сут), при которой определены 1ОЧ и 1уЧ длина очистного забоя (1ОЧ , м), для которого известны 1ОЧ, 1уч и А; длина очистного забоя 1ОЧ p, для которого рассчитывается максимально допустимая нагрузка.
Значения 1’ОЧ, 1’уЧ определяются согласно указаниям, приведенным в подразделе 3.3. Если расчет выполняется по фактическому метановыделению в очистной выработке 1ОЧ ф и на
участке 1Ч ф, то 1ОЧ = 1ОЧ ф, а 1уч = 1учф, при этом 1ОЧ и А — фактические длины очистного забоя и нагрузка.
Для вновь вводимых очистных выработок в тех случаях, когда ожидаемое метановыделение определяется по природной метаноносности, следует задаться нагрузкой на очистной забой и при принятых параметрах очистной выработки рассчитать по формулам раздела 3 ожидаемую метанообильность и по формуле (3.83) — нагрузку.
Максимально допустимая по газовому фактору нагрузка на очистной забой рассчитывается по формуле
_
Аmах = Ар I p -1,67 ( Qp (C-Co) / 194 ) ( lоч.р /lоч )-0,67 (7.1)
'
где 1оч.р — длина очистной выработки, для которой определяется Аmах, м;
1оч — длина очистной выработки, для которой известны 1оч, 1уч и А, м.
Значения I p -, Qp определяются по табл. 7.2.
Таблица 7.2
Средняя абсолютная метанообильность (I p - ) и
максимальный расход воздуха (Q ) в очистной выработке или на выемочном участке
|
Схема проветривания выемочного участка
|
Направление движения исходящей струи из лавы |
Значения
|
|
|
|
|
Qp |
_ I p |
|
С 'последовательным разбавлением метана по источникам выделения (схемы типа 1-В, 1-М, 1-К)
|
На массив На выработанное пространство:
|
Qочmах kym,в
|
_ I уч |
|
|
_ _ при Iуч / Ioч ≤ kym,в / ko,.3 _ _ при Iуч / Ioч > kym,в / ko,.3 |
Qочmах ko,.3
Qочmах kym,в
|
_ I оч _ I уч
|
|
С обособленным разбавлением метана по источникам выделения (схемы типа 2-В, 3-В)
|
На выработанное пространство
|
Qочmах ko,.3
|
_ I оч |
_ _
Примечание. При расчетах Аmax по I оч и I yч , определенным в соответствии с требованиями подраздела 3.3, в формуле (7.2) - lоч.р /lоч –
_ _
принимается равным единице, т.к. при определении I оч , I yч уже учтено влияние длины лавы на изменение метановыделения. Соотношение — lоч.р /lоч — справедливо, когда расчеты выполняются
по фактическому метановыделению действующего выемочного участка, но изменяется длина лавы.
Если на шахтах невозможно обеспечить подачу воздуха исходя из Qочшах, а на подсвежение — из условия
(Qуч - Qочmах kут.в ) / ko,.3 , то расчет возможной по условиям вентиляции нагрузки на очистной забой производится по Qp = Qyч, Qp = Qоч- При этом для схем проветривания, предусматривающих подсвежение исходящей из выемочного участка вентиляционной струи, Амах
_ _
должна дополнительно рассчитываться по Qp = Qyч, и Ip = I уч.ф- из полученных результатов принимается меньшее значение Аmax.
Если на выемочном участке осуществляется изолированный отвод метана из .тупика, погашаемого вслед за лавой (схема типа 1-М), то максимальная по газовому фактору нагрузка на очистной забой рассчитывается по формуле
Аmax =( ((Qоч mах kym,в ( С – Со) ) /
_
( 1,94 {(C-Co) / (Cm-Co) [ kв.n.y. k’д.в.п. (1 - kд.в.о )] + (1-kв.п.y)+( kв.п.y (1- k’д.в.n) (1 - kд.в.о )} ) * I уч -1, 67 ( lоч.р / lоч ) –0,67 A (7-3)
Значения параметров, входящих в формулу (7.3), определяются в соответствии с указаниями, приведенными в подразделах 6.2 и 6.3.
Дополнительно расчет -A,j,ax должен быть выполнен при неработающей газоотсасывающей установке при С2= 2% по формуле
_
Аmax = ((Qоч mах kym,в ( С2 – Со) ) / (194 ( 1 - kд.в.о kв.n.y )) ( lоч.р /lоч ) –0,67 I уч -1, 67 А (7.4)
Окончательно принимается наименьшее значение Аmax из полученных.
Техническая возможность шахты (максимально возможный годовой, суточный объем добычи угля) по вентиляции определяется по методике, приведенной в приложении 4.
8. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОВЕТРИВАНИЯ ШАХТЫ
8.1. Способы и схемы проветривания шахты
Выбор способа проветривания шахты должен производиться на основе технико-экономического сравнения.
В качестве основного способа проветривания при проектировании вентиляции газовых шахт рекомендуется всасывающий.
Нагнетательный способ проветривания можно применять на негазовых шахтах и на газовых — при метанообильности
шахты не более 10 м3/т, при отработке первого горизонта и на шахтах, имеющих аэродинамическую связь горных выработок и выработанных пространств с поверхностью при фланговых схемах проветривания.
При проектировании новых шахт следует, как правило, отказываться от установки вентиляторов главного проветривания у скиповых стволов.
В случае установки вентиляторов на скиповых стволах должны быть разработаны специальные мероприятия по герметизации надшахтных зданий, улавливанию пыли в них, механизации очистки каналов от пыли, автоматизации контроля заполнения бункеров углем.
При проектировании схемы проветривания шахты необходимо обеспечить:
• устойчивый режим проветривания на весь период эксплуатации шахты;
• минимальное число вентиляционных сооружений в целях снижения утечек воздуха и повышения надежности вентиляции;
• обособленное проветривание главных транспортных выработок, оборудованных ленточными конвейерами, или использование их для отвода исходящих вентиляционных струй. Примечание. К главным транспортным выработкам относятся выработки, предназначенные для транспортирования всех видов грузов между выемочными участками и околоствольным двором или поверхностью при наклонных стволах.
Схема проветривания шахты может быть единой или секционной. При секционной схеме проветривания все шахтное
поле разделяется на отдельные обособленно проветриваемые части-секции (блоки). Эта схема рекомендуется для глубоких газообильных шахт с большой производственной мощностью и значительными размерами шахтного поля. Экономическая целесообразность ее применения в каждом конкретном случае определяется технико-экономическим анализом.
В зависимости от направления движения воздуха схема проветривания может быть центральной, фланговой и комбинированной.
Наиболее рациональна фланговая схема проветривания. Ее применение позволяет уменьшить депрессию шахты, внешние и внутренние утечки воздуха. Она должна быть основной для абсолютного большинства угольных шахт, особенно при больших размерах шахтных полей по простиранию и при разработке газоносных, склонных к самовозгоранию угольных пластов.
Центральная схема проветривания может применяться лишь при небольшой длине шахтного поля (как правило, до 2 км), метанообильности до 15 м3/т и производственной мощности не более 2000 т/сутки.
Комбинированная схема рекомендуется при проектировании вентиляции реконструируемых шахт.
В каждом конкретном случае выбор способа и схемы проветривания шахты следует производить на основе технико-экономических расчетов одновременно с выбором схемы вскрытия, способа подготовки, системы разработки и порядка отборки пластов в свите.
8.2. Расчет расхода воздуха для проветривания шахты в целом
Расход воздуха для шахты в целом определяется по формуле
Qш= 1,1(∑Qуч+ ∑Qm в + ∑Qnoг в + ∑Qпод.в + ∑Qк + ∑Qуm), (8.1)
где 1,1 — коэффициент, учитывающий неравномерность распределения воздуха по сети горных выработок;
∑Qуч — расход воздуха для проветривания выемочных участков, м3/мин; определяется в соответствии с разделом 6;
∑Qm.в - расход воздуха, подаваемый к всасам ВМП для
обособленного проветривания тупиковых выработок, м3/мин; определяется в соответствии с разделом 5. На газовых шахтах расход воздуха для проветривания тупиковых выработок, проводимых за пределами выемочных участков, кроме выработок, проводимых по негазоносным породам, принимается с учетом обособленного их проветривания;
∑Qnoг.в — расход воздуха для обособленного проветривания погашаемых выработок, м3/мин;
∑Qnoд.в — расход воздуха для обособленного проветривания поддерживаемых выработок, м3/мин;
∑Qк_ расход воздуха для обособленного проветривания
камер, м3/мин;
∑Q ym — утечки воздуха через вентиляционные сооружения, расположенные за пределами выемочных участков, м3/мин;
При нескольких вентиляционных установках по формуле (8.1) определяется в соответствии со схемой проветривания расход воздуха по группам выработок (крылу, шахтопласту), проветриваемым отдельными вентиляторами, а общий расход воздуха для шахты рассчитывается как сумма полученных результатов.
Расход воздуха для проветривания шахты, определенный по формуле (8.1), должен удовлетворять при проектировании условию формулы (8.2), а для действующих шахт — (8.3).
_ _ _ _
Qш = 133,3(∑Iуч + ∑Im в + ∑Iст + ∑Iо в,) (8.2)
где (∑Iуч- — абсолютное среднее газовыделение на выемочных участках, м3/мин; определяется в соответствии с разделами 3,4;
∑Im в- -абсолютное среднее газовыделение из обособленно проветриваемых тупиковых выработок, м3/мин; определяется в соответствии с разделами 3,4;
∑Iст-— абсолютное среднее газовыделение из старых выработанных пространств ранее отработанных этажей и горизонтов, м3/мин;
∑Iо в-— абсолютное среднее газовыделение из погашаемых и поддерживаемых выработок, м3/мин; определяется в соответствии с разделами 3,4.
_
Qш ≥ ( (100 kн.ш ) / (C-Co) ) ∑Iисх (8.3)
где kн.ш — коэффициент неравномерности газовыделения в
шахте; для условий шахт Днепровского буроугольного бассейна принимается равным 2,3, а для прочих условий — 1,1;
С — допустимая концентрация газа в исходящих из шахты вентиляционных струях, %; принимается согласно ПБ;
С0 — концентрация газа в атмосферном воздухе на поверхности шахты, %; при расчете по метановыделению принимается равной 0, а при расчете по углекислому газу определяется по данным анализов;
∑Iист- — абсолютное среднее газовыделение в исходящих из шахты вентиляционных струях, м3/мин; определяется в соответствии с пунктами 3.2.5 или 4.2.3.
Если условия формул (8.2) и (8.3) не выполняются, то Qш определяется по формуле (8.2) или (8.3).
Расход воздуха для проветривания шахты на период строительства определяется по формуле (8.1).
8.2.1. Расход воздуха для проветривания погашаемых и поддерживаемых выработок
Расход воздуха, необходимый для проветривания погашаемых выемочных участков (Qпог.в, м3/мин), определяется по формуле
n yч
Qпог.в = ∑Q yч пі , (8.4)
i=1
где Q yч пі — расход воздуха для проветривания i-oгo погашаемого участка, м3/мин; определяется по фактическому (ожидаемому) газовыделению по формуле (6.24) и должен удовлетворять при погашении очистной выработки условию (8.5), а при погашении выработок выемочных участков — (8.6);
* Далее по тексту газовыделение (метановыделение, выделение углекислого газа)
Q yч пі >60Soч min Vmin kуm в (8.5)
Q yч пі >60S Vmin (8.6)
где пуч — число одновременно пошаемых выемочных участков;
при проектировании принимается согласно календарному плану. При отсутствии данных о фактической газообильности Q yч пі принимается равным 0,5 Qyч в период эксплуатации.
Примечание. Расход воздуха для проветривания погашаемого участка в условиях Днепровского буроугольного бассейна принимается равным расходу в период эксплуатации.
Расход воздуха для поддерживаемых выработок рассчитывается по фактической их газообильности, по минимальной скорости воздуха по формуле (8.7); окончательно принимается максимальное значение.
Qпод.в>60S Vmin (8.7)
где Qпод.в — расход воздуха, подаваемого в поддерживаемую выработку, м3/мин;
S — площадь поперечного сечения выработки в свету, м2;
v min — минимальная скорость воздуха в поддерживаемых выработках, м/с; принимается равной 0,7-1,3 м/с для главных транспортных поддерживаемых выработок, оборудованных ленточными конвейерами, для остальных выработок — согласно требованиям ПБ. Для поддерживаемых выработок вновь проектируемых горизонтов шахт III категории по газу и выше, кроме главных транспортных конвейерных выработок, vmin
принимается равной 0,25 м/с.
Для поддерживаемых выработок длиной не более 30 м, в которых установлены перемычки с дверями, вместо расчета по минимальной скорости расход воздуха должен определяться по нормам утечек.
