---

Значение Iв.п для проектируемых шахт определяется по формуле (3.82), а значения коэффициентов эффективности дегазации, входящие в формулу (3.62), принимаются равными нулю; для действующих шахт 1вп — "по результатам газовом съемки, выполненной в соответствии с Руководством по про изводству депрессионных и газовых съемок в угольных шахтах

При проведении выработок по газоносным породам ожидаемое метановыделение определяется по рекомендациям МакНИИ

Метановыделение при бурении скважин (Iб, м³/мин) определяется по формуле (3.20), а при расширении скважин (Iр, м³/мин) — по формуле (3.21).

I_б= (Х-Х₀)(3,27٠10 ^–3 d _ск.б√(L_скV _ск) +0.09 d ²_ск.бy ⁴√(L_ск.с V³_б)); (3.20)

I_р= (Х-Х₀)(3,27٠10 ^–3 d _ск.б√(L_ск V _ск )+0.09 (d ²_ск.р - d ²_ск.б) y ⁴√(L_ск.р V³_б)); (3.21)

где d ск.б , d ск.р — соответственно диаметры скважин при их бурении и расширении, м;

L_СК — длина скважины, м;

V_CK— средняя скорость проведения скважин, м/сут;

V_б — скорость подачи бурового инструмента, м/мин;

L_СkС — планируемое максимальное подвигание скважины за смену, м.

При проходке вертикальных стволов, шурфов и других выработок буровзрывным способом и при пересечении ими угольных пластов ожидаемое метановыделение в призабойное пространство ствола (/3 с, м³/мин) определяется по формуле

І з.с = І пов с + Іо.у.с (3,22)

где І пов с — метановыделение из неподвижных обнаженных поверхностей пересекаемого пласта, м³/мин;

І оус — метановыделение из отбитого угля, м³/мин.

При пересечении стволом нескольких угольных пластов расчет ожидаемого метановыделения производится по каждому из них. К дальнейшим расчетам принимается наибольшее из полученных значений I з. с .

Метановыделение I пов.с и I о.у.с определяется по формулам

I пов.с = 3,3 · 10 ^–2 m _n D ₁ X [0,0004 (V ^daf)² + 0,16]; (3.23)

I о.у.с = 2,0 · 10 ^-3 m _n D ²₁ γ (X-X ₀) (3.24)

где D₁ — диаметр ствола в проходке, м;

m_n — полная мощность угольных пачек пласта, м.

При проведении стволов бурением ожидаемое метановыделение в ствол рассчитывается в период его осушения по формуле

n_пл

І з.с.=7,65 · 10 ^–5 D ₂ Σ m _ni x_i (3.25)

і=1

где D₂ — диаметр ствола в свету, м;

m_ni — полная мощность угольных пачек і-го пласта, пересекаемого стволом, м;

Xі — природная метаноносность і-гo пласта, пересекаемого стволом, м³/т;

n _пл — число пересекаемых пластов.

По природной метаноносности пласта определяется метанообильность вертикальных стволов (шурфов) и выработок, проводимых вприсечку к выработанному пространству, без последующего уточнения по фактической метанообильности согласно пункта 3.2.2.

Метанообильность других проектируемых тупиковых выработок, проводимых по угольным пластам, определяется по природной метаноносности в том случае, если нет данных о фактическом метановыделении в выработку (значение (х — x ₀)— впоследствии фактическое метановыделение в выработку определяется согласно пункта 3.2.2.

3.2.2. По фактической метанообильности

Расчет ожидаемого метановыделения в проектируемые тупиковые выработки осуществляется по формулам, приведенным в пункте 3.2.1, а значение (х — x ₀), входящее в формулы,

принимается согласно данным о фактическом метановыделении с обнаженных поверхностей пласта в выработку — аналог.

Примечание. За выработку-аналог принимается выработка, пройденная по тому же пласту в пределах той же панели, блока, при этом разность вертикальных отметок от ее устья до устья проектируемой выработки не должна превышать 20 м на глубинах до 300 м ниже верхней границы метановой зоны и 50 м при больших глубинах. В окрестности выработки-аналога не должно быть ранее пройденных выработок на расстоянии ближе 20 м. Пласт, по которому проводится (проводилась) выработка-аналог, не должен быть надработан или подработан.

После проведения проектируемой выработки на длину 75 м производится уточнение значения (х — х₀) по фактическому метановыделению из обнаженных поверхностей пласта в эту выработку по формуле

Х - Х₀ = 43,5 I пов.ф (3.26)

M_n v _n.ф k _m.ф

где І пов. ф — фактическое метановыделение из обнаженных поверхностей пласта, м³/мин;

ипФ — фактическая скорость подвигания участка выработки, для которого определяется Iпов.ф, м/сут;

k _m.ф — коэффициент, учитывающий изменение метано-выделения во времени; определяется по табл. 3.2 или формуле по (3.7) в зависимости от Т пр ф.

Т пр ф — фактическая продолжительность проведения участка выработки, для которого определяется I пов ф, сут.

Фактическое метановыделение из обнаженных поверхностей пласта 1пов ф определяется по специальной методике. В действующей тупиковой части выработки не ближе 10-15 м от ее устья производится измерение расхода воздуха и отбор не менее 5 проб воздуха. Одновременно отбирается не менее 3 проб воздуха перед ВМП, проветривающим данную выработку. Пробы отбираются «мокрым» способом или же в резиновые камеры и должны характеризовать среднюю по сечению выработки концентрацию метана в пунктах отбора. Отбор проб производится с интервалом в 5—10 минут.

Отбор проб следует начинать после выгрузки угля из выботки, но не ранее чем через 2 часа после окончания работ по выемке угля и выполнения противовыбросных мероприятий. По данным наблюдений значение I пов ф определяется по формуле

_ _

I пов ф = 0,01(C_и-C₀),

(3.27)

где Qn — расход воздуха в тупиковой выработке в 10-15 м от ее устья, м³/мин;

_

Си — средняя концентрация метана в исходящей струе тупиковой выработки в 10-15 м от ее устья, % (по объему)*;

_

С₀ — средняя концентрация метана пород ВМП, %.

Наблюдения для определения 1пов ф должны проводиться при длине тупиковой выработки не менее 75 м, участок выработки, для которого определяется 1пов ф, должен проводиться без остановок (перерывы в выходные и праздничные дни не следует считать остановками).

При содержании метана в исходящей из выработки струе 0,5% и более вместо отбора проб допускается измерение концентрации интерферометром.

Отбор проб или измерение концентрации метана интерферометром выполняются участком ВТБ или ГВГСС.

При проведении наклонных выработок по угольным пластам сверху вниз в тех случаях, когда разность высотных отметок устья и забоя выработки превышает ∆H м, следует периодически определять значение (х — х₀) по фактическому метановыделению из обнаженных поверхностей пласта и производить корректировку расчета расхода воздуха по мере изменения длины выработки.

Для "выработок, проводимых на глубине до 300 м ниже

верхней границы метановой зоны, принимается ∆H = 20 м;

для выработок, проводимых на большей глубине, ∆H = 50 м.

Первая корректировка производится при длине выработки

l₁, определяемой по формуле

l₁= ( ∆H / sin a _в ) + 60 (3.28)

* Далее по тексту вместо % (по объему) будем писать %.

где ∆H — разность высотных отметок устья и забоя выработки, м;

a _в — угол наклона выработки, град.

Для этого по описанной выше методике в 60 м от забоя выработки и у ВМП производятся наблюдения для определения (х — х₀) , а затем по новому значению (х — х₀) определяется ожидаемое метановыделение и корректируется расчет расхода воздуха.

Вторая корректировка производится при длине выработке

L₁ = (2∆H / sin a _в) + 60. (3.29)

Длина выработки, при которой необходимо выполнять третью и последующие корректировки, определяется аналогичным образом

L₁ = (3∆H / sin a _в) + 60. и т.д. (3.30)

Если разность между проектной длиной тупиковой выработки 1пр и длиной, при которой должна производиться корректировка, менее 60 м, то корректировку можно не выполнять.

Для горизонтальных выработок, проектная длина которых

не превышает 70 м, корректировку значения (х - х₀) по фактическому метановыделению также производить не следует.

После корректировки значения (х - х₀) по фактическому метановыделению следует, в случае необходимости, произвести перерасчет ожидаемого метановыделения в выработку, определенного при ее проектировании по природной метаноносности пласта или по фактическому метановыделению в выработку-аналог.

Метанообильность проектируемых полевых и погашаемых выработок принимается равной фактической метанообильности действующих (или ранее пройденных) выработок, проводимых (погашаемых) в аналогичных условиях. При отсутствии выработок, проводимых и аналогичных условиях, метанообильность указанных выработок определяется по рекомендациям МакНИИ.

3.3. Прогноз метанообильности выемочного участка

3.3.1. По природной метаноносности пласта

Источниками выделения метана в выработки выемочного участка являются разрабатываемый угольный пласт, сближенные угольные пласты (спутники) и вмещающие породы.

Относительная метанообильность выемочного участка определяется как суммарное метановыделение из разрабатываемого пласта (q _пл, м³/т), сближенных угольных пластов (q _пл, м³/т),

и вмещающих пород (q _пл, м³/т),, т.е. можно записать, что

q _уч = q_пл + q _сп + q _пор(3.31)

3.3.1.1. Метановыделение из разрабатываемого пласта

При разработке каменных углей и антрацитов с объемным выходом летучих веществ (V ^daf_об) больше 165 мл/г с.б.м. относительное метановыделение из разрабатываемого пласта определяется по формуле (3.32), а из высокометаморфизованных антрацитов с объемным выходом летучих веществ от 100 до 165 мл/г с.б.м — по формуле (3.33)

q_пл=q _оп + q _о.у + k _э.п (х-х₀) (3.32)

q_пл= k _пл + (х-х₁) + k _э.п (х-х₀) (3.33)

где k _э.п — коэффициент, учитывающий эксплуатационные потери угля в пределах выемочного участка; принимается по проекту;

х₀— остаточная метаноносность угля, оставляемого в выработанном пространстве в целиках, невынимаемых пачках и т.д., м³/т; определяется, кроме высокометаморфизованных антрацитов, по формуле (3.4), а для высокометаморфизованных антрацитов х₀ принимается равной х₁; х₁ — остаточная

метаноносность угля, выдаваемого за пределы выемочного участка, м³/т; определяется по формуле

х_{1 =} k _W,Aз (0,15 V ^daf_об - 13,6) (3.34)

Природная метаноносность пластах определяется по формуле (3.3) при соответствующих значениях х_г, W и А₃.

При отработке пласта длинными столбами по восстания (падению) или полосами по простиранию за х_г принимается максимальная, а при других системах разработки — средняя природная метаноносность пласта в пределах этажа (подэтажа, яруса). При разработке подработанных (надработанных) угольных пластов в расчетные формулы вместо х подставляется х’₀,

значение которого определяется по формуле (3.54).

Относительное метановыделение из очистного забоя при разработке каменных углей, кроме высокометаморфизованных антрацитов, определяется по формуле (3.35), а для высокометаморфизованных антрацитов — по формуле (3.36)

q _o.n = 0,85 xk _пл ехр(-п); (3.35)

q _o.n = 0,75 k _пл (x-x₁); (3.36)

где k _пл — коэффициент, учитывающий влияние системы разработки на метановыделение из пласта;

k _пл= (L _оч± 2b _з.д) / L _оч(3.37)

п — показатель степени, зависящий от скорости подвигания очистного забоя (υ_оч, м/сут), выхода летучих веществ из угля (V ^daf, %) и глубины разработки (Н, м);

п = а₁υ_оч ехр (- 0,001 Н + b₁V^daf) (3.38)

а.₁, b₁ — коэффициенты, значения которых принимаются: для углей с выходом

летучих веществ V^daf ≤ 22 %

а.₁ = 1,435, b₁= - 0,051; при V^daf> 22 %

а.₁ = 0,152, b₁ = 0,051.

1_ОЧ — длина очистного забоя, м.

Примечание. 1. При отработке пласта на глубине Н более 1000 м при расчете п по формуле (3.38) значение Н принимается равным 1000 м.

2. При выемке крутонаклонных и крутых пластов щитовыми агрегатами q _nл, q _o.n определяется соответственно по формулам (3.32), (3.35). При этом скорость подвигания очистного забоя υ_оч определяется как отношение ширины полосы (см. рис. 6.1 г) ко времени ее отработки в пределах этажа.

Значение b з.д определяется по табл. 3.5 в зависимости от выхода летучих веществ.

Таблица 3.5

Значение b з.д в зависимости от V^daf

В формуле (3.37) знак «плюс» принимается, когда выше вентиляционного и ниже откаточного (конвейерного) штреков расположен массив угля (коренная лава), а также при системе разработки парными штреками (прямой ход), а «минус» — когда выше вентиляционного и ниже откаточного (конвейерного) штреков разрабатываемый пласт отработан при системе разработки «парные штреки» (обратный ход) или когда выемочное поле оконтурено подготовительными выработками (столбовая система разработки).