Файл: Газообильность каменноугольных шахт..pdf

где / д — среднее газовыделение за смены по добыче угля, м3/миш Коэффициент неравномерности отображает в этом случае только варьирование среднего газовыделения, а такая величина всегда меньше, чем диапазон совокупных изменений газообильности за те же промежутки времени. По этой причине данное на­ правление не может удовлетворить основному назначению коэф­ фициентов неравномерности газовыделения — обеспечению посто­ янного соблюдения норм концентрации метана в рудничной атмо­ сфере. К тому же такой подход к определению величины коэффи­ циента предполагает заранее, что колебания газообильности пред­ определяются главным образом изменением газовыделения из забоя разрабатываемого пласта и отбитого угля. Однако наблю­ дения в действующих шахтах Кузбасса показали, что в значи­ тельном большинстве случаев этот источник не является опреде­ ляющим; кроме того, при наличии на участке нескольких очист­ ных забоев (при системах разработки длинными столбами по простиранию в условиях крутых и наклонных пластов, комбиниро­ ванных со слоевой выемкой и т. д.) производственные процессы в

них взаимно перекрываются.

Третье направление предусматривает определение коэффици­ ента kn как отношения наиболее вероятного максимума газовы­ деления к его среднему значению за сутки или за период произ­ водственного цикла [30, 56]:

где kB— коэффициент вариации газовыделения,

<tj— среднеквадратичное отклонение отдельного значения газовы­ деления, определяемое методами математической статистики, м3/мин.

Согласно четвертому направлению показатель неравномер­ ности газовыделения определяется также путем применения мето­ дов математической статистики — по уравнению (IV.3), но при этом вероятное максимальное газовыделение и его средний уро-. вень определяются по данным наблюдений в течение нескольких суток или производственных циклов [34, 48]. Принципиальное раз­ личие между третьим и четвертым направлениями заключается в длительности наблюдений.

Следует отметить, что возможность применения уравнения (IV.3) предполагает соблюдение по крайней мере двух условий:

78

1) величина изучаемого признака должна изменяться случай­

ным образом; 2) распределение значений признака должно соответствовать

нормальному закону колебаний случайных величин.

Замеры газовыделения длительностью до 12—15 сут пока­ зали, что колебания его на участках во времени носят всегда случайный характер; какой-либо связи между отдельными значе­ ниями газовыделения не существует. При этом ряды его распреде­ ления как случайной величины позволили выявить закономерность ее варьирования, близкую к нормальному закону.

Сходимость эмпирических и теоретических (выравненных) ча­ стот газовыделения по каждому из участков, на которых проводи­

мощные и средней мощности пласты различными системами при разных способах выемки угля. Замеры производились через рав­ ные промежутки времени, обычно через 20—30 мин. Почти на всех участках со средним газовыделением более 3 м3/мин значе­ ния критерия Пирсона оказались больше его предельной величины (0,05); это подтверждало распределение колебаний газовыделения по нормальному закону. На участках с более низким газовыделе­ нием значения критерия были ниже, отклонения разброса данных от нормального закона — более существенными. В то же время вероятность соответствия эмпирических распределений газовыделе­ ния нормальному закону по менее жесткому критерию согласия А. Н. Колмогорова [57], как правило, составляла более 0,5. Таким образом, можно утверждать, что расхождения эмпирических ча­ стот с теоретическими находились в целом в допустимых пределах.

Результаты наблюдений в условиях разработки мощных и средней мощности пластов Кузнецкого бассейна позволяют, сле­ довательно, сделать вывод, что размах колебаний газового дебита в исходящей вентиляционной струе участка определяется как ин­ тервал (область) значений

J — 3Oj Ji J -К 3Oj. (IV.5)

Среднеквадратичное отклонение может рассматриваться как основная количественная характеристика колебаний дебита газа в исходящей вентиляционной струе объекта, которая отражает совокупное влияние всех факторов, обусловливающих неравно­ мерность газовыделения.

Как показали опыты, для определения стабильных значений коэффициентов неравномерности газовыделения достаточно про­ водить наблюдения в течение одной-двух смен на протяжении

6—8 сут.

Основные факторы, обусловливающие неравномерность газо­ выделения на участках. На размах колебаний газовыделения в

79