Файл: Газообильность каменноугольных шахт..pdf

Как видно из рис. 32, на гидроучастках коэффициенты нерав­ номерности газовыделения выше, чем на участках с механической технологией, но с ростом газообильности разница эта сокращается. Так, при газообильности до 4 м3/мин /гзона гидроучастках в сред­ нем на 30% выше, чем на участках с обычной технологией, а в диапазоне от 4 до 6 м3/мин — на 15%. При газообильности свыше 8 м3/мин коэффициенты неравномерности газовыделения на уча­ стках с обычной и гидравлической технологией угледобычи будут практически одинаковыми.

На величину колебаний газовыделения в выработки гидро­ участков влияют в основном те же факторы, что и при обычной технологии, и, кроме того, количество угля, одновременно оттор­ гаемого от массива, степень его измельчения и температура воды, поступающей из гидромониторов.

В некоторых случаях непосредственное влияние на неравномер­ ность выделения метана оказывают элементы системы разработки, например место установки гидромонитора при щитовой системе: если он находится под щитом, то пики газовыделения во время смыва угля значительно выше, чем при установке его на акку­ мулирующем штреке.

При гидродобыче значительно большее влияние на неравно­ мерность газовыделения, чем при механической технологии, ока­ зывают производственные процессы. Везде, где проводились на­ блюдения, дебит газа в исходящей струе участка в период смыва отбитого угля был на 10—30% выше, чем в период ведения взрыв­ ных работ — операции, в течение которой на участках с механиче­ ской технологией обычно наблюдается повышенный приток газа в выработки. По сравнению со средней газообильностью гидроуча­ стков газовыделение во время смыва угля возрастает до 2,5— 3 раз, причем коэффициент неравномерности газовыделения дости­ гает наиболее высоких значений при абсолютной газообильности не более 1 м3/мин.

удовлетворительно отображает как физическую, так и количествен­ ную сторону связи между коэффициентом k3a и абсолютной газо­ обильностью гидроучастка. От формулы (IV.7) для участков с механической технологией она отличается дополнительным слагае­ мым в правой части, которое количественно определяет одну из особенностей газовыделения на участках гидродобычи—дополни­ тельный прирост его во время смыва угля. Из уравнения (IV.9) видно, что с ростом общего газовыделения влияние производствен­ ных процессов (смыва угля) снижается.

89

§ П. ДИНАМИКА АБСОЛЮТНОЙ ГАЗООБИЛЬНОСТИ УЧАСТКА ЗА ПЕРИОД ОТРАБОТКИ ВЫЕМОЧНОГО ПОЛЯ

Наблюдения, проведенные на различных стадиях отработки вы­ емочных полей, показывают, что абсолютная газообильность уча­ стка изменяется с подвиганием фронта очистных работ. Поэтому для организации проветривания действующих горных выработок или для расчета вентиляции проектируемых шахт необходимо знать не только неравномерность газовыделения, но и динамику газообильности выемочного участка за период его отработки.

Для решения этого вопроса были проанализированы материалы по газообильности 23 выемочных полей; из них 14 отрабатывалось взрывогидравлическим и 9 — обычным (механическим) способом. При выборе участков исходили из требования, чтобы исходящая вентиляционная струя не смешивалась с исходящей струей смеж­ ного выемочного поля. Данные газообильности анализировались по результатам газовых съемок, определений категорийности и декад­ ных замеров за все время от начала до окончания очистной выем­ ки; период подготовки участка перед началом очистных работ, как правило, во внимание не принимался.

В результате анализа выявлено, что по мере отработки выемоч­ ного поля содержание газа в исходящей воздушной струе участка вначале возрастает, затем снижается (рис. 34). В условиях систем разработки длинными столбами по простиранию и щитовой наи­ большая абсолютная газообильность обычно соответствовала ста­ дии полного развития работ, когда газовыделение из выработан­ ного пространства приближалось к максимальному. При системе подэтажной гидроотбойки газообильность достигала верхнего преде­ ла при отработке III—V подэтажей, что также отвечает периоду наиболее высокого газовыделения из выработанного пространства.

Закономерность увеличения газообильности в начальный период отработки участка объясняется,' таким образом, динамикой газо­ выделения из выработанного пространства в результате разгрузки сближенных пластов от горного давления, которая происходит вначале по параболической кривой, затем стабилизируется (49]. Последующий спад связан с дренированием отрабатываемого уголь­ ного массива подготовительными выработками и сокращением его размеров: газовыделение из пласта в связи с этим снижается, в то время как выделение газа из выработанного пространства остается неизменным.

На рис. 34 сглаживающая кривая, которая отображает дина­ мику текущей средней газообильности участка, может быть выра­

где ( — коэффициент, равный отношению

90

!T~

/«max)— наибольшее значение текущей средней газообильности, м3/мин; / — средняя абсолютная газообильность участка за период отработки выемочного поля, м3/мин; вычисляется как среднеин­ тегральная величина газообильности за период отработки участка или же из средней относительной газообильности участка, опреде­ ляемой прогнозом; tij —эмпирический коэффициент, (мес-мин2)/м6;

Рис. 34. Изменение газообильности участков по мере отработки выемочных полей на гор. +85 м шахты им. Орджоникидзе:

а, в — Восточная складка, пласт II Западный; б — пласт III Западный; г — Буткеевская складка, пласт IV Западный

Средний коэффициент f в условиях изученных выемочных полей с механической технологией добычи угля составил 1,12; в условиях гидравлической технологии — 1,22.

Из приведенных данных явствует, что исходный параметр для ежеквартальных расчетов вентиляции по газовому фактору — аб­ солютная газообильность участка / р не остается постоянной:

91