Файл: Газообильность каменноугольных шахт..pdf

в очистные выработки определяется объемами метана, выделяю­

щегося из забоя и из отбитого угля.

Максимальное газовыделение из забоя лавы наблюдается по­ сле окончания отбойки комбайном полосы угля на всю длину лавы. Можно принять, что оно равно половине газовыделения в подготовительную выработку, длина которой равна длине лавы, при времени ее проведения, равном времени прохождения ком­ байна вдоль лавы. Тогда по аналогии с уравнениями (II.1), (II.5) и с учетом дренажа массива подготовительными выработ­

длине лавы, сут.

Значения коэффициентов А я В рассчитываются по формулам (11.9), (11.10), исходя из средней глубины Н, м от поверхности.

Для определения величины хд необходимо установить сред­ нюю природную газоносность хс в зоне действия очистной выра­ ботки. Размеры зон дренирования угольного столба около венти­ ляционного ав и конвейерного ак штреков определяются согласно формуле (II.8):

где tB— время существования угольной стенки вентиляционного штрека в месте нахождения линии очистного забоя, сут; tK—-то же, для конвейерного штрека, сут.

Коэффициент дренирования столба определяется из выраже­ ния [13]

Расчет величины хв производится в следующем порядке. Ис­ ходя из значения хя, по уравнению потенциальной газоносности угля определяется среднее давление газа в оконтуренном столбе угля рд. Согласно уравнению (11.32) рассчитывается газоносность угля в зоне выемки хв. При этом в формулу (11.32) вместо р под-

34

источниках встречаются по этому поводу противоречивые утверж* дения: по одним данным обводнение резко замедляет [62, 64], по другим, наоборот, ускоряет процесс выделения метана из угля [10, 12, 27, 72]; высказываются также предположения, что влага не оказывает в этом отношении вообще никакого воздействия [31]. В отношении гидравлической технологии также в одних случаях

от массива производится высоконапорной струей воды; 2) механогидравлический, когда уголь отбивается исполнительным органом машины, и 3) взрывогидравлический, при котором отбойка угля производится взрывным способом или же струей воды с предвари­ тельным рыхлением угольного массива путем взрывания заря­ дов ВВ. Перспективными являются первый и второй способы, так как они ограничивают, хотя и не исключают полностью, приме­ нение одной из наиболее опасных операций в горном деле — взрывных работ. Однако поскольку особенности газовыделения в горные выработки гидрошахт наиболее отчетливо проявляются при взрывогидравлическом способе добычи, вопросы газовой динамики гидроучастков рассматриваются на примере исследований при этом способе добычи угля.

Газовыделение в забоях подготовительных выработок изуча­ лось в период проведения штреков в верхней, средней и нижней частях этажей при подвигании забоя на 1,4—1,8 м за проходче­ ский цикл на гидрошахте «Красногорская» и гидроучастке шахты «Коксовая».

Исследования показали (рис. 4), что газовыделение в приза­ бойную часть выработки зависит от вида производственных про­ цессов: экстремальные значения дебита газа всегда приходятся на начальный момент смыва отбитого угля.

Сопоставление отдельных циклов по каждой выработке пока­ зало, что интенсивность газовыделения в период любой из опера­ ций, не связанных с отбойкой и транспортированием угля, близка к постоянной величине. Если учесть, что такие операции занимают 85—90% длительности проходческого цикла, то газовыделение за этот период можно с некоторыми допущениями рассматривать как постоянное J0 для забоя данной выработки и учитывать по отно­ шению к нему прирост дебита метана.

Исследования показали, что максимальное газовыделение в период смыва угля превышало постоянный уровень газовыделения перед взрывными работами на гидроучастке шахты «Коксовая» в 2—4,8 раза, на гидрошахте «Красногорская» — в 3,4—9,4 раза (табл. 13). Несколько ниже дебит метана во время проветривания забоя после взрывных работ: в первом случае он превышал уро­ вень газовыделения / о в 1,4—2 раза, а во втором —в 1,9—5 раз.

36

Рис. 4. Газовыделение в гидрозабое аккумулирующего штрека, проведен­ ного по пласту Проводник IV Внутреннего на гидрошахте «Красногор­ ская»

37

Для выявления зависимости газовыделения от способа прове­ дения подготовительных выработок были проведены по аналогич­ ной методике наблюдения в штреках, в которых применялся ме­ ханический транспорт с ручной и машинной погрузкой угля. Вы­ работки были выбраны с таким расчетом, чтобы выделение метана в их призабойную часть перед взрывными работами было при­ мерно одинаковым с газовыделением в гидрозабои. Во время бу-

В р ем я , ч

Рис. 5. Газовыделение в забое минусового штрека, про­ веденного по пласту Кемеровскому шахты «Северная», при ручной погрузке

рения, заряжания шпуров, ручной погрузки угля, крепления и прочих операций, кроме периода проветривания забоя после взрывных работ, дебит метана практически оставался постоян­ ным (рис. 5). При погрузке угля машиной ППМ-4 газовыделение в забое было примерно таким же, как и во время проветривания после взрывных работ. После прекращения погрузки дебит газа снижался до величины, отмеченной при операциях, не связанных с отбойкой и уборкой угля (рис. 6).

Большая интенсивность газовыделения при машинной погруз­ ке по сравнению с величиной его при ручной погрузке объяс­ няется, по-видимому, тем, что при этом за короткий промежуток времени выносится вентиляционной струей газ, скопившийся в межкусковом пространстве отбитой массы угля.

Сравнение графиков газовыделения в забоях подготовитель­ ных выработок (рис. 7) при различных способах транспортирова­ ния угля (приведенных к одинаковому газовому дебиту до про­ изводства взрывных работ) показывает, что газовыделение после взрывания шпуров во всех забоях различается незначительно. В период же уборки и транспортирования угля максимальное га­ зовыделение в забое с гидромеханизацией в 3 раза выше, чем при

38

Ггзовыделение

Время,ч

Рис. 6. Газовыделение в забое штрека, проведенного по пласту Мощному шахты «Коксовая», при машинной погрузке:

а — в первую смену; б — во вторую смену

Время, мин

Рис. 7. Газовыделение в забоях подготовительных выработок при разных способах транспортирования угля:

1— гидротранспорт; 2— конвейерный транспорт; 3 —рельсовый транспорт