Файл: Газообильность каменноугольных шахт..pdf

Газовыделение с обнаженных поверхностей вскрываемых пла­ стов в квершлаги. Строительство шахт и подготовка новых гори­ зонтов сопряжены со вскрытием квершлагами свит угольных пла-

мается в первом приближении, что газоносность угля по мощности пластов постоянна.

На рис. 2 кривые ОА, BiC3, DiEi, GlFi характе­ ризуют процесс нараста­ ния газовыделения из каждого вскрываемого пласта в течение периодов их вскрытия tu t2, t3, <4. Ординаты AiA, С^С3, EiEi, K(f4 соответствуют максимальному газовыделению из пластов на мо­ менты окончания их вскрытия. После вскры­ тия каждого пласта газо­ выделение из него убы­ вает и характеризуется кривыми 1, 2, 3, 4. Общее

газовыделение в квершлаг по мере его проведения представляет кривая OABCDEGF, являющаяся суммой кривых OABC2E2Fz, BiC3E3F3, D^iFs, GiF4. Пики газовыделения в квершлаг, слагае­

24

мые объемами метана, поступающего из отдельных пластов, характеризуются ординатами AiA, CjC, Е^Е, FiF,

Уравнение (П.1) получено при рассмотрений выработки как щели с двумя стенками, размер которых перпендикулярно к на­ правлению распространения полуграничного угольного Массива равен мощности пласта т. Поскольку в квершлаге поЛуграНйчный угольный массив располагается по всему периметру П, его

где П — периметр квершлага вчерне, м; vy — скорость проведения квершлага по углю, м/сут; tj— время, необходимое для полного вскрытия пласта, сут;

Газовыделение в квершлаг из любого пласта после окончания

где 0у — время, прошедшее после окончания вскрытия пласта, сут.

Неравномерность газовыделения в подготовительные выработ­ ки с обнаженных поверхностей пластов. Процесс газовыделения из любого источника определяется различными факторами, кото­ рые не остаются постоянными во времени и пространстве. Вслед­ ствие этого в шахтах нет ни одного источника газовыделения с постоянным дебитом. Несмотря на то что на газовыделение в под­ готовительную выработку с неподвижных обнаженных поверхно­ стей пласта влияет относительно меньшее число факторов, чем на газовыделение из других источников, дебит газа с угольных поверхностей все же подвержен колебаниям. Эти колебания в первом приближении можно объяснить рядом причин: перераспре­ делением горного давления на прилегающий к выработке уголь­ ный массив, наличием отдельных участков выработки с разной пористостью и газопроницаемостью угольных массивов и др.

Все предложенные выше зависимости рассчитаны на опреде­ ление средних значений газовыделения в выработки с обнажен­ ных поверхностей пласта. Для установления ожидаемого макси­ мального поступления метана в выработку необходимо знать ко­ личественную зависимость среднеквадратичного отклонения от­

25

дельного измерения дебита метана от его среднего уровня (см.

ниже, глава IV).

Поставленная задача решалась на основе наблюдений в гори­ зонтальных подготовительных выработках шахт Кемеровского, Ленинского, Беловского, Прокопьевско-Киселевского и Томь-Усин- ского районов Кузбасса, различных по природным и горнотех­ ническим условиям. Численные значения среднеквадратичного отклонения a.j, м3/мин определялись общеизвестным методом ста­ тистики. Результаты определения Oj при различных способах проведения выработок представлены в табл. 10.

На основе этих данных зависимость среднеквадратичного от­ клонения отдельного замера газовыделения от его среднего уров­ ня / может быть описана уравнением

где / — среднее газовыделение в выработку с обнаженных поверх­ ностей пласта, м3/мин; с0— постоянная (в данных условиях с0=

= 0,16).

Согласно «правилу трех сигм», учитывающему 99,7% всех воз­ можных отклонений единичных газовыделений от его средней ве­

(II.5), (II.9), (11.10) для прогноза среднего газовыделения в под­ готовительные выработки с обнаженных поверхностей пластов

(табл. 11).

Замеренные величины /ф (см. табл. 11) находятся в пределах прогнозных границ / тах и / тт, что подтверждает практическую приемлемость предложенных формул.

Методика прогноза величин /, /max, /min справедлива также для повышенных скоростей подвигания выработок. Это видно из сравнения прогнозных и фактических данных, полученных в усло­ виях 158-го конвейерного штрека пласта Толмачевского шахты «Комсомолец», который за месяц был проведен на длину 1100 м со средней скоростью 36,7 м/сут.

Максимальное газовыделение из отбитого угля в забои подго­ товительных выработок, проводимых буровзрывным способом.

Максимальное газовыделение из отбитого угля может быть рас­ считано на основе зависимости остаточной газоносности угля опре­ деленной крупности (i-й фракции) в момент времени t от опреде­

нице); хв— газоносность угля перед отбойкой от массива (в зоне

26