__________
Qэ = 38,4 dmр √ (lb' / dmp ) [ (v лc - vb ) / {1 - ( (0,14 / dmр ) - 0,1) 1,5 } 2 + v лc] , (П.3.9)
Где Qэ — производительность эжектора (вентилятора), м3/мин;
Рис. П.3.3. Ликвидация слоевых скоплений метана с помощью циркуляционного возвратноточного проветривания
Рис. П.3.4. Схема размещения взвихривающего трубопровода для ликвидации слоевых скоплений метана
dmp — диаметр трубопровода, м;
1'в — длина участка выработки, на котором должна быть обеспечена необходимая для ликвидации слоя скорость движения свободной струи под кровлей, м; принимается в зависимости от длины слоя, но не более 25 м.
Ликвидацию метановых слоев с помощью циркуляционного возвратноточного проветривания целесообразно осуществлять при концентрированных и рассредоточенных источниках метановыделения с расходом 0,5 м3/мин и более.
П.3.10. Скопления метана в куполах и пустотах за крепью рекомендуется ликвидировать с помощью вентиляторов местного проветривания, эжекторов, специальных установок для борьбы с местными скоплениями метана, взвихривающих трубопроводов.
При использовании наклонных щитков необходимо оставлять между затяжками кровли окна шириной, равной ширине купола, и длиной 0,5-1,0 м. Щитки укрепляются у края окна под углом к кровле 45-70° против направления воздушной струи Скорость воздуха должна быть не менее 0,5 м/с.
11.3.11. Взвихривающий трубопровод рекомендуется применять при ликвидации слоевых скоплений, образованных рассредоточенными источниками метановыделения из кровли выработок с расходом 0,5 м3/мин и более. Взвихривающий трубопровод (рис. П.3.4) представляет собой трубу диаметром 100-250 мм, закрытую с одной стороны, на которой в два или три ряда в шахматном порядке с шагом 0,5-1,0 м размещены патрубки диаметром 10-20 мм и длиной 80-100 мм. Длина трубопровода должна быть равна длине участка, на котором наблюдается метановыделение. Взвихривающий трубопровод подвешивается на расстоянии 0,2-0,3 м от кровли выработки и к нему подводится сжатый воздух или подсоединяется вентилятор (эжектор или специальная установка для борьбы с местными скоплениями метана). Взвихривающий трубопровод можно использовать для ликвидации скоплений метана у бутовых полос, отделяющих вентиляционные штреки от выработанных пространств, и в очистных выработках при отработке крутых пластов с закладкой.
П.3.12. Скопления метана у перемычек, изолирующих старые выработки, можно ликвидировать проветриванием тупиковой части выработки до изолирующей перемычки с помощью средств местного проветривания или за счет общешахтной депрессии с использованием продольных перегородок или жестких вентиляционных труб.
Местные скопления у перемычек можно также ликвидировать за счет отвода метана (метановоздушной смеси) из-за перемычки с помощью специальных установок типа УСМ-02, УСМ-04, УВГ-1 для борьбы с местными скоплениями метана.
ПРИЛОЖЕНИЕ 4.
Методика расчета технических возможностей шахты по вентиляции
П.4.1. Основные положения
Под техническими возможностями шахты по вентиляции (Ашв , т/сут) понимается максимально возможный годовой (суточный) объем добычи угля, который может быть обеспечен необходимым расходом воздуха в горных выработках, с учетом осуществления в планируемом периоде мероприятий по совершенствованию вентиляции и выполнения требований ПБ и Правил технической эксплуатации (ПТЭ), регламентирующих проветривание шахты.
Технические возможности шахты по вентиляции на планируемую пятилетку (год) рассчитываются на основании календарного плана развития горных работ для группы одновременно действующих очистных и тупиковых выработок с наиболее сложными условиями проветривания, которые в общем случае характеризуются следующими факторами:
• максимальным удалением горных работ от вскрывающих вентиляционных выработок;
• максимальным числом одновременно действующих очистных забоев, обособленно проветриваемых тупиковых выработок, камер, поддерживаемых и погашаемых выработок;
• максимальным ожидаемым метановыделением в очистных и тупиковых выработках и выемочных участках.
Расчет технических возможностей шахты по вентиляции на планируемый год выполняется для каждой группы одной временно действующих в соответствии с трафиком ввода выбытия очистных выработок.
Основой для расчетов Ашв служат годовые и пятилетние
календарные планы развития горных работ, схема вентиляция шахты на момент проведения расчетов, материалы последней депрессионной съемки, характеристики фактических режимов работы главных вентиляционных установок, а также параметры, характеризующие метанообильность выемочных участков и тупиковых выработок.
П.4.2. Расчет технических возможностей шахты
Расчет технических возможностей шахты по вентиляции на планируемую пятилетку выполняется для очистных забоев, действующих в году, с наиболее сложными условиями проветривания по формуле
nj
Ашв =nг ∑ Aij + Am (П.4.1.)
i=1
где nг — число дней работы в данном году, сут.;
nj — число очистных забоев в j-ой группе;
Aij — технически возможная по вентиляции нагрузка на i-ый очистной забой j-ой группы одновременно действующих очистных забоев в данном году, т/сут.;
Аm — добыча из тупиковых выработок в планируемом году, т/год.
Расчет технической возможности шахты по вентиляции на планируемый год выполняется для каждой группы одновременно действующих очистных забоев по формуле
nгр nj
Ашв = ∑ Тj ( ∑ Aij) + Am (П.4.2.)
j =1 i=1
где пгр — число групп очистных забоев, одновременно действующих в течение года;
Тj, — длительность работы в течение года j-ой группы очистных забоев, сут.
Технически возможная по вентиляции нагрузка на очистную выработку в планируемом году Apij определяется следующим образом.
Определяется расчетная нагрузка для каждой очистной выработки Apij как минимальная из максимально полученных по условиям механизации Aмij: или по газовому фактору Aгij, [Apij = min (Aмij , Aгij) ]. Максимально возможная по условиям механизации нагрузка на очистную выработку (Aмij j, т/сут) определяется в соответствии с технологическими схемами разработки угольных пластов, утвержденными бывшим Минуглепромом СССР. Максимально допустимая по газовому
• фактору нагрузка на очистную выработку (Aгij) определяется по методике, приведенной в 7 разделе настоящего Руководства. Исходя из обеспеченности очистных выработок расчетным расходом воздуха, технически возможная по вентиляции нагрузка на очистную выработку в планируемом году принимается равной:
если Qожij >= Qpij то Aрij = min (Aмji Aгji ) (П.4.3)
если Qmin ij < =Qожij <= Qpij , то Aрij = min (Aмji Aгji ) (Qожij / Qpij )1,93; (П.4.4)
если Qожij.< Qmin ij , то Aрij не рассчитывается, (П.4.5)
где Qожij — ожидаемый расход воздуха в очистной выработке (на участке) в планируемом периоде, м3/мин; определяется путем расчета воздухораспределения в вентиляционной сети на ЭВМ;
Qpij — расход воздуха, необходимый для проветривания очистной выработки (участка) при нагрузке;
Qmin ij — минимально допустимый расход воздуха в очистной выработке (на участке), м3/мин. В качестве Qmin ij принимается наибольший расход воздуха, рассчитанный по всем факторам раздела 6, кроме метановыделения.
В зависимости от схемы проветривания участка, значений ожидаемых метановыделений очистной выработки IОЧ и выемочного участка Iуч, а также коэффициента утечек воздуха через выработанное пространство kym b при определении Qpij, Qожij и Qmin ij необходимо брать данные по очистной выработке или выемочному участку в соответствии с рекомендациями,1 изложенными в разделе бив подразделе 7.2 раздела 7.
При проведении расчетов для не газовых шахт в формулах (ПАЗ), Щ.4.4) следует принимать Qpij = Qmin ij j -ой группы.
Длительность работы в течение года j-ой группы одновременно действующих очистных забоев Тj: определяется по графику ввода-выбытия очистных выработок. В случае его изменения из-за уменьшения нагрузок на очистные забои по условиям вентиляции производится корректировка величин Тj.- в
зависимости от запасов столбов, нагрузок на очистные забои и мероприятий по их повышению.
Добыча из тупиковых выработок на планируемый период определяется в соответствии с фактическим соотношением добычи шахты из очистных и тупиковых выработок.
При расчете технической возможности шахты по вентиляции на пятилетку добыча из тупиковых выработок определяется по формуле
nj
Am= (Ат.ф / (А оч. ф ) nг ∑ Аij (П.4.6.)
i=1
при расчета на год — по формуле
nгр nj
Am= (Ат.ф / А оч. ф ) ∑Tj (∑ Аi j) (П.4.7)
j =1 i =1
где Ат.ф , А оч. ф — фактические добычи шахты соответственно из тупиковых и очистных выработок в году, предшествующем отчетному, т/год.
Для определения резерва технической возможности шахты по вентиляции рассчитываются технические возможности вентиляционной системы шахты (Авс).
Под техническими возможностями вентиляционной системы понимается потенциально возможный годовой (суточный) объем добычи угля, соответствующий максимальному уровню вентиляционного обеспечения шахты, рассчитанный по совершенствованию вентиляции, являющихся составной частью комплекса мероприятий по техническому перевооружению шахты.
Технические возможности вентиляционной системы шахты рассчитываются по формулам (П.4.1), (П.4.2), при этом в качестве расчетной нагрузки Apij: принимается потенциально возможная по вентиляции нагрузка на очистную выработку, определяемая по формулам (П.4.3), (П.4.4), где в качестве расчетной принимается максимально допустимая по газовому фактору нагрузка Apij = Aгij.
Величина резерва технической возможности шахты по вентиляции определяется по формуле
Aр.ш.в. =Ав.c - Ашв (П.4.8)
ПРИЛОЖЕНИЕ 5.
Примеры расчета расхода воздуха для проветривания шахты и нагрузки на очистной забой
П.5.1. Характеристика шахты
Разрабатывается газоносный пласт мощностью 1,5 м с углом падения 6-8°. Кровля пласта средней устойчивости — прочный глинистый сланец, почва — песчаный сланец. В кровле и почве пласта имеются сближенные пласты.
Шахтное поле вскрыто тремя вертикальными стволами. Схема подготовки — панельная, система разработки — сплошная и столбовая. При выемке угля используются узкозахватные комбайны с индивидуальной крепью и комплексы КМ 87УМП. Способ управления кровлей — полное обрушение. Тупиковые выработки проводятся буровзрывным способом.
Схема вентиляции шахты представлена на рис.П.5.1. Шахта отнесена к сверхкатегорным по газу, пласт опасен по пыли.
Действующие выемочные участки лав № 1, 2, 3, 4, 5.
Проводимые тупиковые выработки: западный откаточный и восточный вентиляционный полевые штреки гор. 1, восточный бремсберг, конвейерный штрек лавы № 2, конвейерный штрек № 12.
Камеры: склад ВМ, насосная, два электровозных гаража с оборудованием для зарядки аккумуляторных батарей, четыре камеры электроподстанций.
Поддерживаемые выработки: подготовленные выемочные участки лав № 6, 7, 10, конвейерный штрек № И, главный , откаточный штрек, ходок для чистки зумпфа.
Погашаемые выработки: лавы № 8 и 9. —
П.5.2. Определение метанообильности очистных выработок и выемочных участков
Ожидаемое метановыделение определяем на примере лавы № 3. Схема проветривания выемочного участка — прямоточная, с примыканием свежей и подсвежающей вентиляционных струй к целику, а исходящей — к выработанному пространству Длина лавы 190 м. Ожидаемое метановыделение рассчитываем по фактическому. Фактическое метановыделение определяем по результатам измерений, выполненных в течение квартала.
Рис. П.5.1. Схема вентиляции шахты
При расчете фактического метановыделения в очистной выработке используем результаты измерений концентрации метана переносными приборами; расчет фактического метановыделения на выемочном участке выполняем на основании телеинформации, выдаваемой аппаратурой АГК. Средняя добыча за прошедший квартал составила 1108 т/сут, планируемая добыча — 1150 т/сут.
Определяем фактическое метановыделение в очистной выработке
Средний расход метана в вентиляционном ходке в 15 м от забоя лавы в течение месяца рассчитываем по формуле (3.74)
_
I’оч.м. = 0,01 ( 1300 + 1280 + 1310) / 3 * ( 15,5 / 30) = 6,7 м3/мин.
Аналогичным образом по данным остальных измерений расхода воздуха рассчитаны следующие значения расхода метана: 5,8; 8,5 м3/мин.
Средний за квартал расход газа в вентиляционном ходке в 15 м от забоя лавы определяем по формуле (3.72)
_
I’оч.ф = 1/3 (6,7 + 5,8 + 8,5) = 7,0 м3/ мин
Среднее фактическое метановыделение в очистной выработке определяем по формуле (3.65)
_
I’оч.ф = 7,0 – 0,0 – 0,0 =7,0 м3/ мин
Ожидаемое среднее метановыделение в очистной выработке, рассчитанное по формуле (3.76), при kс.р. = 1, kгр = 1 и неизменяющейся длине лавы составляет
_
Iоч.м = 7,0 (190 / 190) 0,4 (1150 / 1108) 0,6 * 1 * 1 = 7,2 м3/мин
Определяем фактическое метановыделение на выемочном участке.
Расход метана в исходящей из выемочного участка вентиляционной струе в течение месяца рассчитываем по формуле (3.75)
_
I’уч.м = 0,01( 0,1340+1400+ 1410) / 3 * 23,3 / 30 = 10,8 м3/мин
По данным остальных измерений расхода воздуха за два последующие месяца рассчитаны следующие значения расхода газа: 10,2; 14,4 м3/мин.
Средний за квартал расход газа в исходящей из выемочного участка вентиляционной струе определяем по формуле (3.72)
_
I’уч.ф = 1/3 (10,8 + 10,2 + 14,4) = 11,8 мЗ/мин.
Среднее фактическое метановыделение на выемочном участке согласно формуле (3.68) равно
_
Iуч.ф = 11,8 - 00,0 = 11,8 м3/мин.
Ожидаемое метановыделение на выемочном участке рассчитываем по формуле (3.77)
_
Iуч = 11,8 (190 / 190) 0,4 (1150 / 1108) 0,6 * 1 * 1 = 12,1 мЗ/мин
По остальным выемочным участкам приведены конечные результаты расчетов (табл. П.5.1)
Таблица П.5.1 Результаты расчетов ожидаемого метановыделения
