Файл: Патрушев М.А. Проветривание высокомеханизированных лав.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 12.07.2024
Просмотров: 102
Скачиваний: 0
Т а б л и ц а 11. Значения коэффициентов утечек воздуха и размеры участков вентиляционных выработок, на которых происходит вынос воздуха и метана
* |
|
|
Номеракрнвьп приведенныхн |
25,рис26 |
Лава |
|
|
1 25-я запад ная
2В-я западная «бис»
3Восточная панели -
№6
4Восточная
панели
№14
5Западная
панели № 8
65-я западная
7Восточная
панели
№ 14 8 Коренная
западная «бис»
|
|
Коэффициенты утечек |
|
Длина участка |
выноса, м |
|||||
Способ под- |
|
|
&ВХ.К— |
k'bX.K— &ут.л = |
воздуха |
метана |
||||
держания |
|
& в х н = |
|
|
|
|
||||
вентиляцион |
I * |
Q b x .h |
Q b x .k |
Q b x .k |
Q yT -Л |
А) |
Апах |
■1о |
Ап ах |
|
ной выработки |
• |
|
Qo |
Qy4 |
|
|||||
|
о ^ |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Костры |
0,25 |
0,44 |
0,350 |
0,155 |
0,170 |
40 |
по |
50 |
120 |
|
> |
0,29 |
0,29 |
0,195 |
0,145 |
0Д114 |
80 |
130 |
75 |
200 |
|
Бутокостры |
0,20 |
- 0,26 |
0,170 |
0,074 |
0,178 |
100 |
170 |
320 |
450 |
|
Бутовая полоса |
0,10 |
0,25 |
0,110 |
0,063 |
0,230 |
115 |
180 |
240 |
410 |
|
шириной 4 м с |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
окнами |
0,05 |
0,17 |
0,056 |
0,035 |
0,028 |
125 |
210 |
450 |
520 |
|
Бутовая полоса |
||||||||||
шириной 6 м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
То же, шириной |
0,05 |
■0,21 |
0,030 |
0,021 |
0,075 |
140 |
240 |
360 |
480 |
|
З л и чураковая |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
стенка |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
0,06 |
0,23 |
0,059 |
0,034 |
0,040 |
170 |
280 |
450 |
520 |
||
То же, шириной |
||||||||||
4 м и чураковая |
|
\ |
|
|
|
|
|
|
|
|
стенка |
0,05 |
0,090 |
0,045 |
0,095 |
260 |
300 |
340 |
420 |
||
Бутовая полоса |
0,19 |
шириной 6 м
а
Рис. 21. Изменение дебитов воздуха (а) и метана (б) по длине лавы
|
воздуха |
на |
выходе |
||
|
из |
лавы |
входит |
||
|
часть |
дополнитель |
|||
|
ного потока, расши |
||||
|
ряющегося на сопря |
||||
|
жении с нишей. Бла |
||||
|
годаря интенсивному |
||||
|
перемешиванию воз |
||||
|
душных потоков |
ис |
|||
|
ходящей |
из |
лавы |
||
|
струи |
воздуха и до |
|||
Рис. 22. Изменение удельного расхода |
полнительной |
струи, |
|||
расширяющейся |
в |
||||
- воздуха по длине лавы |
лаву, |
|
происходит |
||
|
усиленное проветри |
||||
|
вание |
сопряжения |
|||
|
очистного |
забоя |
с |
||
|
вентиляционной |
вы |
|||
|
работкой. |
Поэтому |
|||
|
концентрация |
мета |
|||
|
на в наиболее опас |
||||
|
ном с точки |
зрения |
|||
|
местных |
скоплений |
|||
|
газа |
месте при рас |
|||
|
сматриваемом спосо |
||||
|
бе проветривания не |
||||
Рис. 23. Изменение коэффици- |
превышает допусти |
||||
(?д |
мых |
ПБ |
норм |
||
ента km K от отношения ~q ~^ |
(рис. |
24, |
а, б). При |
||
|
этом |
полностью ис |
ключается вынос метана из выработанного пространст ва в рабочее (т. е. коэффициент kc =0). Из всех отрабо танных лав с рассматриваемыми схемами проветрива ния только в двух газообильность превышала газовыде-
ление |
из разрабатываемого пласта на 5—20% |
(рис. |
2 1 , 6 ). |
В первый период отработки указанных лав для борь бы с самовозгоранием угля в выработанном простран стве применялась герметизация бутовых полос шириной 6 м чурановыми стенками, выкладываемыми на глине, (рис. 24, в). Из-за большого аэродинамического сопро тивления изолятора часть газовоздушной смеси попада ла в лаву, где концентрация метана повышалась до
56
Рис. 24. Распределение концентрации метана на со-
,пряжении лавы с вентиляционной выработкой (пл. т3, шахта нм. Бажанова) при изоляторах с различной воздухопроницаемостью:
а — восточная лава панели № 6; б — восточная лава па нели № 14; в — западная лава панели № 8
2—2,5%. В дальнейшем по рекомендациям ДонУГИ в первой лаве воздухопроницаемость бутовой полосы зна
чительно повысили за |
счет |
окон, оставляемых |
через |
10 м; во второй — за |
счет |
выкладки бутовой |
полосы |
без чураковой стенки. |
При |
этом вплоть до отработки |
лав поступление газа в них не наблюдалось ( Ас= 0 ).
При высоких нагрузках на лаву, газоносности плас тов и вмещающих пород в вентиляционную выработку выносится большое количество метана. Поэтому для обеспечения необходимой безопасности работ огромное значение . имеет характер поступления газовоздушной смеси в исходящую струю.
Исследования показали, что с увеличением плотно сти изолятора растет протяженность участка выработки с исходящей струей, где выносится воздух и метан (см. табл. 11). Если при охране выработки кострами ос новное (90% или 0,9 QyT) количество воздуха просачи вается на длине /0= 40—80 м, то при охране бутовыми полосами шириной 4 л н чураковой стенкой — уже на длине 170 м (рис. 25, с). Максимальная протяженность /тах участка выработки, на котором наблюдаются утеч ки вообще (в пределах точности замеров), составляет соответственно ПО и 280 м.
Существенная разница в протяженности участков /0 (кривые 1 и 2) выработок, охраняемых кострами, объяс няется'различным литологическим составом вмещающих
57
а
Рис. 26. Относительное нарастание |
расхода воздуха (а) |
||||
и дебита метана |
из |
выработанного |
пространства |
(б) по |
|
|
|
длине выработки: |
|
|
|
1. — 25-я западная |
лава |
(ш/у «Харцызское»); |
2 — 8-я .западная |
||
«бис» лава (шахта |
«Зуевская»); 3 — восточная |
лава панели № 6; |
|||
4 — восточная лава панели № 14 (окна>; 5 |
— западная лава |
панели |
К» 8; б — восточная лава панели № 14 (бутовая полоса, чураковая кладка) шахты им. Бажанова; 7 — 5-я западная лава (шахта «Чайкино»); S — коренная западная «бис» лава шахты им. Кали нина
пород. Непосредственная кровля пл. k B2в 25-й западной лаве ш/у «Харцызское» представлена песчано-глинисты ми сланцами средней крепости, тогда как BOiBcex осталь ных лавах— глинистыми сланцами средней крепости. Таким образом, увеличение плотности изолятора при одинаковых боковых породах способствует рассредото чению утечек воздуха по длине вентиляционной выра ботки. В анализируемых условиях длина участка 10 воз росла более чем в 2 раза. При этом на расстоянии пер вых 50 м от лавы в выработку выносится от 50 до 90% всего воздуха, проходящего через выработанное прост ранство. Такая же картина и при выносе метана в венти ляционную выработку (рис. 25,6). Но четкая законо мерность, какая проявляется, при изменении характера поступления воздуха, несколько затушевывается влияни ем других факторов. Основными из них являются: раз личие в эффективности дегазации спутников скважина ми и расстоянии между последними, в расположении спутников относительно разрабатываемого пласта, га зоносности вмещающих пород и др.
Главное отличие в характере поступления метана в выработку, по сравнению с утечками, заключается в зна чительно большем влиянии плотности изолятора на рас средоточенность его выноса. Протяженность участков /о и lmtx, на которых выносится метан, почти в 2 раза боль ше, чем участков с утечками воздуха см. табл. 1 1 .
Описанные |
закономерности сохраняются, но в менее |
|
четкой форме, |
и при изменении удельных утечек |
дул и |
удельного дебита метана / уд, просачивающегося |
через |
1 м2 изолятора по длине выработки (рис. 26). Изменение характера некоторых кривых связано с влиянием допол нительных факторов: абсолютного газовыделения и рас хода воздуха по участку, аэродинамического сопротив ления вентиляционной выработки и др. При неплотных изоляторах (костры, бутокоетры, бутовые полосы с ок нами) значения дуд и / уд на расстоянии первых 20—30 м от лавы в несколько раз выше, чем при плотных (буто вые полосы без окон, бутовые полосы и чураковая стен ка).
Резюмируя изложенное, можно утверждать, что в схемах проветривания выемочных участков с двумя сВежими струями, поступающими к очистной выработке со стороны массива угля, характер распределения утечек
59
а.
Рис. 26. Изменение удельных дебитов утечек воздуха (а) и метана (б) по длине выработки
воздуха и метана по длине вентиляционной выработки при прочих равных условиях определяется аэродинами ческим сопротивлением изолятора (способом охраны ее). С увеличением плотности изолятора поступление метана и утечек воздуха рассредоточивается по длине вентиляционной выработки.
60
ГЛ А В А III. УПРАВЛЕНИЕ ГАЗОВЫДЕЛЕНИЕМ
ВСХЕМАХ ПРОВЕТРИВАНИЯ С ВЫДАЧЕЙ ИСХОДЯЩЕЙ СТРУИ ВОЗДУХА НА МАССИВ УГЛЯ
Известно, что схемы проветривания выемочных уча стков, в которых исходящая струя направляется по вы работке, примыкающей к массиву угля, имеют сущест венный недостаток — большое количество газовоздуш ной смеси высокой концентрации из выработанного про странства. поступает непосредственно в рабочее. Это рез ко снижает безопасность ведения горных работ и явля ется причиной частых остановок работы лавы, поэтому такие схемы не рекомендуются к применению.
В последнее время, благодаря ряду преимуществ, до вольно широкое распространение получает разработка пологих пластов лавами по восстанию (падению). На Украине по такой системе работает свыше 16% всех вы емочных участков, к концу 1980 г. удельный вес их*воз растет до 20—25%. Свыше 95% отрабатываемых лав со средоточены на пластах, залегающих под углом до 8°. Ведутся научно-исследовательские работы по примене нию данной системы разработки на пластах с углами па дения до 30°. Создание выемочны-х комплексов, способ ных работать в горизонтально расположенных очистных забоях при таких углах падения, значительно рас ширит область применения указанной системы раз работки.
Эффективная отработка обводненных (т. е. большин ства) пластов возможна только лавами по восстанию. На газовых шахтах, в связи с необходимостью обеспе чения восходящего движения исходящей из лавы струи (§186 Правил безопасности), последняя должна выда ваться только в направлении массива угля. Во многих случаях на действующих шахтах при сложившейся пла нировке горных работ, ограниченных возможностях вен тиляции, особенно по депрессии; необходимости срочно го ввода лавы в эксплуатацию единственно! возможным вариантом является схема с обособленным разбавлени ем и удалением метана по источникам поступления и выдачей исходящей струи на массив угля. В связи с этим в 1973 г. 50% лав, переведенных по рекомендациям ДонУГИ на новые схемы, работали с выдачей исходя щей струи на массив угля.
61