Файл: Патрушев М.А. Проветривание высокомеханизированных лав.pdf

(хотя и более точным) расчетам на ЭВМ. Во-вторых, функцию «о (х, у) можно использовать как начальное приближение при решении уравнений Лапласа с гранич­ ными условиями (56) — (58), например, с помощью итера­ ционных методов. В-третьик, что пожалуй самое важное, опираясь на и0 (х, у), можно строить сложные математи­ ческие модели, детально учитывающие конфигурацию забоя, штрека и обрушенного пространства. Наконец, можно заманить закон Дарсп более точным законом в виде системы (48), где& = k(x, у, ®), ? = В 2х + В 2У, и ис­ пользовать начальное приближение F0 (х, у) для лине­ аризации квазилинейного (эллиптического в силу моно­ тонности |\7Я|2=<р£4(х, у, <р) как функции от ср ) урав­ нения (49) в окрестности F0 (х, у).

где т — мощность пласта, м; 1Л— длина лавы, м;

р — вязкость воздуха, кГ-сек/м2',

7?уд.л и RyA.m— аэродинамические сопротивления соответст­ венно очистного забоя и дополнительной выработки, кГ■сек2/м9;

Qo и Qa-п — расходы воздуха соответственно в основ­ ном и дополнительном потоках, м31<сек;

80

а и р — коэффициенты, характеризующие проница­ емость пористой' среды выработанного про­ странства;

X — эмпирически?^ коэффициент;

^ в — длина дополнительной выработки, на ко-

лторой происходит обмен воздуха в допол­ нительном потоке с газовшдушной смесью

в выработанном пространстве, /в = ^г)- Ориентировочно следует принимать: при

Значения коэффициентов « и р в формуле (72), рас­ считанные на ЭВМ по усредненным кривым, получен­ ным О. И. Касимовым [9], приведены в табл. 14.

Как видно из табл. 14, принятая при выведении фор­ мулы (72) функция (59) хорошо описывает изменение проницаемости обрушенных пород в выработанном про­ странстве в зависимости от расстояния до лавы х при плотных изоляторах и с некоторой погрешностью — при неплотных. В последнем случае кривая изменения про­ ницаемости имеет вид убывающей экспоненты. Приня­ тое допущение (59) основано на получении более прос­ той расчетной формулы при минимальном количестве свободных параметров.

Формула (72) позволяет проанализировать характер влияния аэродинамических параметров участка на ве­ личину уточек воздуха через выработанное пространст­ во в выработку с дополнительной струей свежего возду­

плотных изоляторах аэродинамические параметры воз­ действуют более интенсивно, чем при плотных (кривые направлены под большим углом к оси абсцисс). Повыше­ ние удельного сопротивления 1 пог. м очистного забоя гл, расхода воздуха в основном потоке Qo и коэффициента >. способствует выносу газовоздушной смеси непосредст­

расхода воздуха в дополнительном потоке Qa увеличи­ вается вероятность поступления метана в рабочее про­ странство лавы.

Управление газовыделением путем изменения аэродинамического сопротивления изолятора дополнительной выработки

На направление выноса газа из выработанного про­ странства в выработки участка влияют многие факторы (режим проветривания, горно-геологические условия и др.), но определяющим является способ охраны вентиля­ ционной выработки.

Влияние плотности изолятора на характер (рассре-

82

Доточенность) и направление выноса газовоздушной сме­ си из выработанного пространства изучалось в услови­ ях восьми выемочных участков пяти наиболее глубоких и газовых шахт Донбасса. Результаты исследований приведены в табл. 15.

Анализ результатов показал, что эффективность уп­ равления газовыделен ием за счет регулирования аэроди­ намического сопротивления изолятора существенно за­ висит от направления движения очистного забоя. Наи­ более благоприятные условия для прекращения поступ­ ления метана из выработанного пространства в рабочее создаются при движении лавы по падению пласта. В этом случае снижением плотности изолятора до плот­ ности обрушенных пород в выработанном пространстве всегда удавалось достичь желаемых результатов. И, на­ оборот, при движении лавы по восстанию пласта указан­ ный способ не исключает выноса газа в очистной забой. Это объясняется разным направлением движения мета­ на и лавы.

На шахте им. Бажанова восточные лавы панелей

№5 и 7 отрабатывались по падению пласта, а панелей

№9 и 10 — по восстанию. В начальный период работы вентиляционные ходки первых лав поддерживались бу­ товыми полоса|МИ шириной 6 м. При этом наблюдались местные скопления метана высоких концентраций на выходе из очистного забоя. После снижения плотности изолятора (бутовые полосы заменили бутокострами с окнами шириной 1,2 м через 4 м) поступления метана в лаву и местных скоплений не наблюдалось в течение

всего времени их отработки.

Данный способ охраны ходков был применен в ла­ вах, отрабатываемых по восстанию. Но в этом случае в очистной забой поступало до 50% метана, выделяюще­ гося из выработанного пространства. Исключить вынос газа удалось только после увеличения аэродинамическо­ го сопротивления выхода из лавы.

Полученные результаты проверены при отработке 3-й западной лавы пл. тъ шахты «Чайкино». Лаву от­ рабатывали по падению пласта. Изолятор представлял собой бутовую полосу шириной 12—15 м с чураковой стенкой 1 м, выкладываемой без ^герметизирующего раствора (рис. 32, схема 1). Из-за большой плотности изолятора в лаву поступало до 80% метана, выделяю-

83