---

Примечание. 1. В приведенных формулах b _з.д — ширина условного пояса дренирования, м; принимается по табл. 3.5. 2.

При расчете k _c.p.L оч — длина очистной выработки,

для которой определяется ожидаемое метановыделение.

При отработке пласта спаренными лавами с общей исходящей струей воздуха, когда расстояние между ними не превышает 15-20 м, т.е. когда невозможно определить фактическое метановыделение из каждой лавы по результатам измерений, ожидаемое метановыделение из двух лав определяется по формуле (3.79), а из каждой лавы — по формулам (3.80) и (3.81)

_ _

I _{оч.р (1+2)} = І _{оч.ф (1+2)} • ( l _{оч.р1 +} l_оч.р2) ^0,4• (А р₁ + А р₂) ^0,6•k _c.pk _г.p; (3.79)

(l _{оч.1 +}l _оч.2) (А ₁ + А ₂)

_ _

I _оч.р1= I _{оч.р (1+2)} А р₁ +k _о.у.г

А р₁ + А р₂(3.80)

_ _

I _оч.р2= I _{оч.р (1+2)} А р₂ +k _о.у.г+А р1 (I-k o.y.г)

А р₁ + А р₂(3.81)

где І _{оч.ф(1 +2)} — среднее фактическое метановыделение из двух лав, м³/мин;

А_р1, А_р2 — планируемая нагрузка на очистной забой соответственно первой и второй лавы, т/сут. Первой считается лава, расположенная по восстанию от выработки с исходящей струей воздуха при выемке пласта по простиранию, а при выемке пласта по восстанию (падению) — расположенная справа от выработки с исходящей струей воздуха, если смотреть по ходу вентиляционной струи;

k _о.у.г — коэффициент, учитывающий изменение метанообильности лавы за счет выделения метана из отбитого угля, транспортируемого по выработкам участка, доли ед.; принимается равным 1,0, когда отбитый уголь транспортируется по своим бортовым выработкам; равным 0,87, когда уголь из одной лавы транспортируется по бортовой выработке другой лавы или по центральной выработке с исходящей струей и когда уголь из двух лав транспортируется по выработке с исходящей струей воздуха.

При отработке крутонаклонных и крутых пластов щитовыми агрегатами типа АШ, АНЩ принимается, что

I _оч =I _пол

При определении ожидаемой метанообильности по природной метаноносности угольных пластов среднее абсолютное

метановыделение из очистной выработки (I оч, м³/мин) рассчитывается по формуле

I _оч= А _очq _оч.р

1440 (3.82)

где Аоч — среднесуточная добыча из очистной выработки (выемочного участка), т;

I _оч = I _очυ _очm _вy k _и(3.83)

I _оч — длина очистного забоя, для которого рассчитано (рассчитывается) ожидаемое метановыделение

q _оч, м; принимается по проекту;

v _оч — скорость подвигания очистного забоя, м/сут;

у — плотность угля, т/м³;

k _и — коэффициент извлечения угля, доли ед.; принимается по проекту.

Для расчета среднего абсолютного метановыделения на выемочном участке (1уч, м³/мин) и из выработанного пространства (1в.п. м³/мин) на участке в формулу (3.82) подставляется соответственно

q _оч или q _{вп .}

3.4. Прогноз метанообильности шахты

3.4.1. По метаноносности угольных пластов

Метанообилбность шахты определяется как суммарное метановыделение горных выработок шахтопласта (q _шп, м³/т) по формуле

п _шпп _шп

Σ q_шпiAшпi Σ (100-A _зі) (3.84)

q_шпi = _{і=1_________________} * _{і=1______________}

п _шпп _шп

Σ q_шпiAшпi Σ (100-A _з.гі)

_{і=1 і=1}

где q_ш — относительная метанообильность шахты, м³/т;

q_шni — относительная метанообильность выработок i- го

шахтопласта, м³/т;

A_зi — зольность угля i- го пласта, %;

А _з.гi— зольность горной массы при разработке i- го

пласта, %.

Относительная метанообильность выработок i- го

шахтопласта определяется по формуле

п _уч

Σ (q _учі · А _{учі +}k_cm q _учі) + 1440 [Σ I _n (1+ k_cm )+ Σ I _{nог +} Σ I _мон]

i=1

q_шni= ————————————————————————————— + Σ q _под(3.85)

А_шп

где п _уч — число одновременно действующих участков в пределах шахтопласта;

q _учі — относительная метанообильность і-гo выемочного участка, м³/т; определяется в соответствии с подразделом 3 3;

А _учі — среднесуточная добыча из выемочного участка, т;

k_cm — коэффициент, учитывающий метановыделение из выработанных пространств ранее отработанных этажей (горизонтов), доли ед.;

Σ I _n — метановыделение из тупиковых выработок,проводимых за пределами выемочных участков, м³/мин; 1_п определяется в соответствии с подразделом 3.2;

Σ I _nог — метановыделение из одновременно погашаемых выемочных участков, м³/мин; принимается для каждого выемочного участка в размере 50% от метановыделения действующего выемочного участка;

Σ I _МОН — метановыделение из монтажных выработок

м³/мин; определяется как 1_пов для остановленных выработок;

Σ q_под — метановыделение в поддерживаемые транспортные выработки из отбитого угля за пределами выемочных участков, м³/т; q_под определяется по формуле (3.41).

Значение коэффициента k_cm принимается равным 0,25 в случае, когда вентиляционная выработка пройдена по антрацитовому пласту, имеющему сближенные пласты (спутники), если примыкает к выработанному пространству ранее отработанных этажей (горизонтов), k_cm принимается равным 0,35.

3.4.2. По фактической метанообильности

Средний расход газа в исходящих из шахты вентиляционных струях определяется по формуле

п_кв _ (3 86)

Ī исх =( 0,1 Σ Q_исхі / п_{кв )} С

i=1

где Q_исхі — расход воздуха в исходящей из шахты вентиляционной струе в пункте измерения, м³/мин;

Ć — средняя концентрация метана в исходящей из шахты вентиляционной струе за три месяца, %; определяется по формуле:

п_пп_п

Ć = ( Σ С_mi+ Σ С_mj ) / (п_{п +}п_т)

i=1 j=1

где С_mi — концентрация газа в исходящей струе по данным горных мастеров участка ВТ Б, %;

С_mj — среднесуточная концентрация метана по данным телеинформации, выдаваемой аппаратурой

АГК, %;

п_п — число определений концентрации газа за три месяца;

п_т — число определений среднесуточной концентрации метана по данным аппаратуры АГК за три месяца.

4. ПРОГНОЗ УГЛЕКИСЛООБИЛЬНОСТИ ВЫРАБОТОК УГОЛЬНЫХ ШАХТ

Ожидаемая углекислотообильность горных выработок для проектируемых и новых горизонтов действующих шахт определяется по степени метаморфизма угля, а для действующих шахт — по фактической углекислотообильности выработок данного шахтопласта.

Для расчета ожидаемой углекислотообильности по степени метаморфизма необходимые исходные данные предоставляются в соответствии с подразделами 1.1 и 3.1.

Фактическая углекислотообильность горных выработок определяется по методике, изложенной в пункте 3.3.2.

4.1. Прогноз углекислотообильности тупиковых выработок

4.1.1. По степени метаморфизма угля

Абсолютная углекислотообильность тупиковых выработок определяются интенсивностью выделения углекислого газа из обнаженных поверхностей угля.

Для шахт, разрабатывающих каменные (кроме высокометаморфизованных антрацитов) и бурые угли, при обнажении пласта на полную мощность ожидаемое выделение углекислого газа в равномерно подвигающиеся и остановленные тупиковые выработки определяется по формуле

I _n.yг =0,58*10^-2ū₂₅k_т.мk_n.cm_nv_n (T ^0,75_в.с - T ^0,75_ост ) (4.1)

где ū₂₅ — константа, характеризующая химическую активность угля на данном горизонте по отношению к кислороду воздуха, см³/г.ч;

k_т.м , k_n.c — коэффициенты, учитывающие влияние на

выделение углекислого газа температуры массива угля на глубине проведения выработки и петрографического состава угля; определяются по формулам

k_т.м = exp(0,025 (t_n – 25); (4.2)

k_n.с = 0,54 + 6,47/(F+1), (4.3)

где tn — температура пород на глубине проведения выработки, ^oС;

F — содержание в угле компонентов группы фюзинита, %;

m_n — полная мощность угольных пачек пласта, м;

v_n — скорость подвигания забоя тупиковой выработки, м/сут;

Тв,с — время существования выработки, сут;

Тост — время, прошедшее с момента остановки выработки (для проводимых выработок Тост=0), сут.

При обнажении пласта выработкой на неполную мощность в формулу (4.1) вместо тп подставляется значение полупериметра выработки по углю.

Константа ū₂₅ принимается по каталогам пластов, склонных к самовозгоранию.

При стадиях метаморфизма углей от Ш2 до IV3 при степени окисленности менее 9% значение константы может быть определено по данным петрографического анализа угля

ū₂₅ = 7,7 • 10^-3 (1 + 3,6 • 10^-2 F + 8,31 • 10^-3 F²), (4.4)

а при большей окисленности

ū₂₅ = 2,65 • 10^-3 (1 + 5,55 • 10^-2 F + 3,66 • 10^-3 F²). (4.5)

Для шахт, разрабатывающих высокометаморфизованные антрацитовые пласты, ожидаемое выделение углекислого газа определяется по формуле

I _n.yг = 2L_nm_nI’ _уд.уг k _вод (4.6)

где L_n — длина тупиковой выработки, м;

Г _уд.уг — удельное выделение углекислого газа с обнаженной поверхности пласта в тупиковой выработке, м³/(мин*м²);

Г _уд.уг = (9*1q ρ-0,7)10^-5 (4.7)

k_вод — коэффициент, учитывающий выделение углекислого газа из подземных вод; принимается для выработок, проводимых на откаточных горизонтах, равным 1,45, а на вентиляционных — 1,17.

4.1.2. По фактической углекислотообильности

Ожидаемое выделение углекислого газа в тупиковые выработки рассчитывается по фактической углекислотообильности выработок данного шахтопласта.

Для шахт, отрабатывающих бурые угли, ожидаемое выделение углекислого газа в тупиковые выработки определяется по формуле

Ī_n,уг =0,25 Ī_n,уг.ф(3 + l_n.p / l_n) , (4.8)

где Īn,уг.ф— среднее фактическое выделение углекислого газа в действующую тупиковую выработку, м³/мин;

Ī_n,уг.ф= ∑ Ī_n,уг.i / n_в (4.9)

ln.p — проектная длина тупиковой выработки, для которой

ведется расчет ожидаемого газовыделения, м;

1п — средняя длина действующей выработки за период, в

течение которого измерялось газовыделение, м;

ĺ_n =∑ ĺ_ni / n_в (4.10)

ĺ_ni — длина действующей выработки при отдельных замерах расхода воздуха и содержания газа, м. Значение Ī_n,уг.i определяется по формуле

Ī_n,угi = 0,01Q_ni (C-Ca), (4.11)

где Qni — расход воздуха в тупиковой выработке в 10-15 м

от ее устья, м³/мин;

С, Са — концентрация газа соответственно в исходящей из выработки вентиляционной струе и в поступающей струе перед ВМП, %; значение С определяется по данным горных мастеров участка ВТБ, а Са принимается равным концентрации углекислого газа в атмосферном воздухе на поверхности шахты.

При отработке каменных углей ожидаемое выделение углекислого газа определяется по формуле

_

Ī_n,уг = Ī_n,уг.ф(l_n.p / l_n )^0,75 (4.12)

4.2. Прогноз угдекислотообильности выемочных участков

4.2.1. По степени метаморфизма угля

Средняя углекислотообильность выемочного участка (I уч.уг, м³/мин) определяется как сумма газовыделений из очистного забоя (I оч.уг, м³/мин) и из выработанного пространства (I в.п.уг, м³/мин) с учетом газовыделения из подземных вод по формуле

I _уч.уг =k _вод (I _оч.уг+ I _в.п.уг) (4.13)

где k _вод — коэффициент, учитывающий выделение углекислого газа из подземных вод; принимается равным 1,22 для шахт, разрабатывающих высокометаморфизованные антрациты, и 1,0 — для остальных шахт.

Для шахт, разрабатывающих каменные и бурые угли, среднее выделение углекислого газа из очистного забоя

(I оч.уг, м3/мин) и из выработанного пространства (I в.п.уг, м³/мин) определяется по формулам:

I _оч.уг = 6,1*10^-3* ū₂₅k_т.мk_n.cl_очm_вv^0,25₀₄ ; (4.14)

I _в.п.уг = 15,6*10^-6ū₂₅k_т.мk_n.cl_очk_инl_очm_вk_э.пv^0,25_очl^0,75_в.п (4.15)

где k_ин — коэффициент, учитывающий интенсивность проветривания выработанного пространства;

k_ин =1 + 120 v²_ср ехр(-5 v_ср); (4.16)

l_оч — длина очистного забоя, м;

v _оч — скорость подвигания очистного забоя, м/сут;