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

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 12.07.2024

Просмотров: 109

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
а

(рис. 20, 6 ). В связи с тем, что га­ зовоздушная смесь поступает со­ средоточенно, при определенных ус­ ловиях (значительная газообильность пластов-спутников и вмещаю­ щих пород, недостаточное количест­ во воздуха Qуч) могут образоваться

местные скопления

метана на со­

 

 

 

 

 

 

пряжении

разрезной печи с венти­

 

 

 

 

 

 

ляционной выработкой.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

По мере отхода лавы от разрез­

 

 

 

 

 

 

ной печи и увеличения

аэродинами­

 

 

 

 

 

 

ческого

 

сопротивления

ветви

 

 

 

 

 

 

3—4—2 (рис. 19, а) вынос воздуха и

 

 

 

 

 

 

газа через нее снижается,

прекра­

 

 

 

 

 

 

щаясь

при

удалении

лавы

на

 

 

 

 

 

 

200—240

 

м

(Q

= 0

и

/ п

=0,

 

 

 

 

 

 

рис. 20, а, б).

 

 

 

образование

 

 

 

 

 

 

Чтобы

исключить

 

 

 

 

 

 

местных скоплений метана на сопря­

 

 

 

 

 

 

жении

разрезной

печи с вентиляци­

Рис. 20.

Изменение

онной выработкой,

необходимо

по­

дебита воздуха (а)

высить

аэродинамическое сопротив­

и

метана

(б) че­

ление разрезной печи и погашаемой

рез разрезную печь

выработки

путем

установки в них

по

мере

подвига-

ния лавы на шахте

дополнительных сопротивлений (ре­

1

им. Бажанова:

гуляторов),

 

что позволит рассредо­

— восточная

лава

точить поступление

 

метана в венти­

панели

№

6;

2

~

 

восточная

лава

па*

ляционную

 

выработку,

увеличить

нели №

8;

«? — во­

 

сточная

лава панели

расход

воздуха

 

в

дополнитель­

 

№

14

 

 

ном потоке,

усилить турбулизацию

 

 

 

 

 

 

воздушного потока напротив разрезной печи.

 

 

 

 

(При описании движения воздуха по участку подразу­ мевалась однородность пористой среды выработанного пространства с точки зрения ее воздухопроницаемости в направлении, параллельном очистному забою. В случа­ ях, когда выработка поддерживается кострами, бутокострами, бутовыми полосами с оставляемыми в них про­ светами (окнами), проницаемость которых велика, та­ кое допущение естественно.

Однородность может нарушаться при поддержании выработок изоляторами, удельное аэродинамическое со­ противление которых значительно превышает сопротив-

4.7 49

ление обрушенных пород. Такими изоляторами являют­ ся бутовые полосы, чураковые стенки, различного рода уплотняющие «рубашки». Величину удельного аэроди­ намического сопротивления изолятора можно найти по формуле

^из *

(26)

Qnb

 

где Лиз—перепад давления воздуха через изолятор, мм вод. ст.;

Q — расход воздуха, проходящего через полосу изолятора длиной /из, мУсек;

Ь— ширина изолятора, м;

т— мощность пласта, м;

п— показатель режима движения воздуха через

изолятор.

Величина гиз изменяется как во времени, так и в про­ странстве, т. е. зависит от скорости подвигания очистно­

го забоя v n

и расстояния до лавы.

С ростом г>„

удельное

сопротивление

изолятора

очевидно

будет снижаться (за один и тот же промежуток време­ ни), а чем дальше от лавы, тем оно выше. Зависимость гиз от указанных факторов влечет за собой изменение режима фильтрации воздуха через изолятор: от турбу­ лентного на участке, примыкающем к очистному забою, до ламинарного на некотором расстоянии от него. Поэто­

му в общем виде закон сопротивления

при фильтрации

воздуха через изолятор является двучленным:

V-k

Q +

Г

?к

(27)

^П.ИЗ ' Ри

F2

 

1

ИЗ* ИЗ

 

где &п.из' — коэффициент проницаемости изолятора, м2; 1'т — макрошероховатость изолятора, м; Рпз — площадь изолятора между двумя замерны­

ми станциями, м2.

Из формул (26) и (27) вытекает следующая - связь' между проницаемостью изолятора и его удельным аэро­ динамическим сопротивлением:

^п.и

(28)

Q Ы

2П- 2 -

50

или

1—п

-Q --

(29)

^п.и

Q

I mttll]

 

Из формул (28, 29) видно, что с ростом величины аэродинамического сопротивления изолятора воздухо­ проницаемость его уменьшается, и наоборот. Выражая Q = ЯуЛ-1Кз-т, получим

 

( ? у д ) ‘_ п

+

-7 7 —

(<7уд)2“ п {тп1ту ~ \

(30)

 

Л 'П .И З

 

 

 

4

ИЗ

 

 

 

 

Если

п —1, то

Г

 

 

 

 

 

 

 

 

 

^"из

ь

9

I

V

Р

 

 

(31)

 

I

'

'

из

 

 

 

 

|_

Л 'П .ИЗ

 

*

 

 

 

если п = 2 , то

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

_JL_o

- 1

+ _Р_

(т/из)-1-

(32)

 

«,

Ч\д

 

г

//

из

 

Л 'П .И З

 

 

 

1

 

 

 

Изучение связи

 

между

величинами,

входящими в

формулу

(30), весьма важно с теоретической и

практи­

ческой точек зрения,

так

как позволит

создать

метод

расчета оптимальных параметров, характеризующих аэродинамические свойства изоляторов.-Однако оно тре­ бует проведения обширных лабораторных (на модели) и шахтных экспериментов.

Наша задача ограничена выяснением влияния типа изолятора на распределение газовоздушной смеси по выработкам участка, примыкающим к выработанному пространству, что является первым этапом вышеуказан­ ной проблемы, необходимым для эффективного примене­

ния рассматриваемых

схем проветривания

на действу­

ющих шахтах.

 

исследования проводились

на

Экспериментальные

участках,

общие

сведения о которых

приведены

в

табл. 10.

Участки

(кроме одного) проветривались

по

единому наиболее рациональному варианту схемы с Двумя подводами свежего; воздуха со стороны массива Угля (см. рис. 14, а). Для сравнения выбрана^коренная западная «бис» лава с возвратноточной схемой провет­ ривания и подводом дополнительного потока свежего воздуха со стороны массива угля при прямом порядке

51

 

Т а б л и ц а

10. Общие сведения об

 

 

 

Пласт

 

 

Лава

Шахтоуправ­

СИМ­

т,

а,

Я,

ление. шахта

м

 

ВОЛ

м

град.

 

 

 

25-я западная

Nil 39 «Харцыз-

 

1,2

 

' 600

 

ское»

А "

6

8-я западная «бис»

«Зуевская»

А

■1,2

20

400

Восточная панели №6Нм. Бажанопа

щ

1,6

5

1012

Восточная пане­

 

 

1,6

5

1012

ли № 14

»

т г

Восточная пане­

 

 

1,6

5

1012

ли № 14

 

т 3

Западная панели № 8

«Чайкино»

Щ

1,6

5

1012

5-я западная

т 3

1,6

3

651

Коренная западная

Им. Калинина

h 7

1,1

13

755

«бис»

отработки (рис. 13, б). В условиях шахт им. Бажанова и «Чайкино» наблюдения проводились практически в оди­ наковых горно-геологических и горнотехнических усло­ виях. Результаты приведены в табл. 11 и на рис. 21—26.

Как видно из табл. 11, плотность изолятора изменя­ лась в широких пределах в зависимости от способа под­ держания вентиляционной выработки. Анализ получен­ ных данных показал, что в соответствии с принципиаль­ ной схемой движения воздушных потоков по очистному забою (см. рис. 8 ) происходит разделение потока утечек на три ясно выраженные составляющие: на входе в ла­ ву QUX.H (^вх.н), по длине лавы <Зут.л (кут,л) и на выходе из лавы Qвх.к (£вх.к) . Это хорошо видно из рис. 2 1 , а. Величины указанных коэффициентов зависят от способа поддержания вентиляционной выработки. При изолято­ рах с плотностью, не превышающей плотности обрушен­ ных пород выработанного пространства (кривые 1—4), утечки воздуха составляют: на начальном участке Авх.н— 25—30%, на конечном А>х.к —11—35% и по длине ла-

экспериментальных участках

Газообильность вырабо­ танного про­

Астранства

М

проц.

/в.п, от

м г}м и н

/уЧ

207

7,8

73,0

110

13,7

90,0

160

20,0

65,0

215

10,1

52,5

215

,10,1

52,5

180

10,5

50,5

160

8,8

70,0

270

5,4

60,0

Боковые породы

кровли

почвы

Песчано-глинистый

Глинистый сланец

сланец средней кре-

t средней крепости

пости

 

Глинистый сланец

 

средней крепости

 

»

 

»

 

»

»

 

>

Песчано-глинистый Песчаник средней сланец средней крепокрепости

сти

вы Аут.л— 12 -25%

ОТ

Qo. При плотных изоляторах они

значительно ниже:

/гвх.н —17—23%, квл.к —3—10%,

^ут.л ■—3—10% от

Q0.

Аналогичная закономерность на­

блюдается и по удельным величинам утечек воздуха по

длине

лавы дуд.л (рис. 22). При

неплотных'

изоля­

торах

максимальная их величина

<7уд.лтах достигает

0,3 м3!сек ■м, при плотных — в 5— 6 раз меньше.

 

Воздух, уходящий из рабочего в выработанное про­

странство, на выходе из лавы уиосит от б до 40%

(в за­

висимости от плотности изолятора) метана, выделяюще­ гося из разрабатываемого пласта (рис. 2 1 , 6% в резуль­ тате создается резерв увеличения нагрузки на лаву по газовому фактору. Количество уносимого метана зави­ сит как от типа изолятора, так и от удельного веса до­

полнительного потока в общем расходе воздуха по

участку (рис. 23), с увеличением которого растет коэф­ фициент Aw при прочих равных условиях. В утечки

52

53

Смотрите также файлы