Определение газообильности подготовительных выработок
10.13 Для расчета ожидаемого метановыделения по фактическому необходимо определить приведенное метановыделение в действующей подготовительной выработке по этому же шахтопласту, м3/мин:
, (10.37)
где – приведенное метановыделение в действующей подготовительной выработке (соответствует метановыделению в выработке через 1 месяц после начала ее проведения), м3/мин;
– число определений ;
– количество метана, выделяющегося из подготовительной выработки при отдельных замерах, м3/мин; определяется по формуле (10.38);
– коэффициент, зависящий от времени , прошедшего от начала проведения выработки до момента определения определяется по таблице 10.7.
Таблица 10.7 – Определение коэффициента, зависящего от времени , прошедшего от истока проведения выработки
, сут | , мес | , мес | |||
0,40 | 1,0 | 1,00 | 3,0 | 1,75 | |
0,57 | 1,25 | 1,16 | 3,5 | 1,83 | |
0,70 | 1,5 | 1,29 | 4,0 | 1,88 | |
0,80 | 1,75 | 1,40 | 5,0 | 1,94 | |
0,90 | 2,0 | 1,50 | Более 5 | 2,0 | |
2,5 | 1,64 |
Рисунок 10.4 – График для определения остаточной метаноносности угля при атмосферном давлении и температуре: 1 – 10о; 2 – 20о; 3 – 30 оС
Рисунок 10.5 – Схема расположения пунктов замеров для определения
10.14 Количество газа, выделяющегося из подготовительной выработки при отдельных замерах, определяется по формуле, м3/мин:
, (10.38)
где – количество воздуха в тупиковой части выработки в 10 – 15 м от ее устья, м3/мин;
и – концентрация газа соответственно в исходящей из выработки вентиляционной струе и в поступающем воздухе по данным лабораторных анализов, %. В условиях Подмосковного бассейна для обособленно проветриваемых подготовительных выработок в формулу (10.38) вместо следует подставлять концентрацию углекислого газа в атмосферном воздухе на поверхности шахты.
10.15 Ожидаемое метановыделение на призабойном участке подготовительной выработки при ее проведении с помощью комбайнов или отбойных молотков определяется по формуле, м3/мин:
, (10.39)
где – планируемая скорость проведения подготовительной выработки, для которой рассчитывается ожидаемое метановыделение, м/мес;
– средняя скорость проведения действующей выработки, для которой определено , м/мес;
– коэффициент, учитывающий изменение метанообильности подготовительных выработок с глубиной; при ведении работ на глубинах до 300 м ниже границы метановой зоны принимается равным 1, если разность между глубиной, для которой определяется метанообильность подготовительной выработки, и глубиной залегания действующей выработки не превышает 20 м, и рассчитывается по формуле (10.40) при большей разности; на глубинах более 300 м ниже границы метановой зоны принимается равным 1 при разности глубин до 50 м, а при большей разности рассчитывается по формуле:
, (10.40)
где и определяются по формуле (10.11), по графику (рисунок 10.4).
10.16 Максимальное метановыделение в призабойном пространстве подготовительной выработки после взрывания по углю может быть определено на основании специальных наблюдений в действующей выработке, проводимой по тому же пласту, или по природной метаноносности.
При наблюдениях определяется фактическое метановыделение с обнаженных поверхностей пласта на участке выработки, который выбирается согласно рисунку 10.5.
Для определения производятся отбор проб и замеры количества воздуха в пунктах 1, 2, 3,указанных на рисунке 10.5. Пробы отбираются мокрым способом одновременно и должны характеризовать среднюю концентрацию метана в пунктах замера. Отбор проб следует производить после погрузки угля, но не ранее чем через 2 ч после взрывания по углю. В пунктах 2 и 3 следует отбирать не менее пяти проб, в пункте 1 – не менее трех. Замеры количества воздуха производятся только в пунктах 2 и 3.
При мощности пласта до 1,5 м и любой длине тупиковой части выработки, а также при мощности пласта более 1,5 м и длине тупиковой части менее 100 м пункты замера располагаются согласно рисунку 10.5, а. Величина в этом случае рассчитывается по формуле, м3/мин:
, (10.41)
где – количество воздуха в пункте 2, м3/мин;
и – соответственно концентрация метана в пунктах 1 и 2, %.
При мощности пласта более 1,5 м и длине тупиковой части выработки более 100 м пункты замеров располагаются согласно рисунка 10.5, б, а рассчитывается по формуле, м3/мин:
, (10.42)
где – количество воздуха в пункте 3, м3/мин;
– концентрация метана в пункте 3, %.
Если при расчете по формуле (10.42) получится <0,2 м3/мин, то результаты замеров в пункте 3 отбрасываются и производится повторный расчет по формуле (10.41).
После определения фактического метановыделения максимальное метановыделение в призабойном пространстве определяется по формуле, м3/мин:
, (10.43)
где – площадь забоя выработки по углю, м2;
– подвигание угольного забоя за взрывание, м;
– средняя скорость проведения участка выработки, для которого определено , м/сут;
– продолжительность проведения участка выработки от пункта 2 до забоя (см. рисунок 10.5, а и б), сут;
– продолжительность проведения участка выработки от пункта 3 до забоя (см. рисунок 10.5, б), сут; если определялось по формуле (10.41), то при расчете следует принимать = 0.
При известной природной метаноносности пласта рассчитывается по формуле, м3/мин:
, (10.44)
где определяется по графику на рисунок 10.4.
10.17 Ожидаемое метановыделение в подготовительной выработке при любом способе проведения определяется по формулам:
– при расчете по фактическому метановыделению, м3/мин:
, (10.45)
– при расчете по природной метаноносности, м3/мин:
, (10.46)
где – средняя добыча угля в подготовительной выработке, т/сут.
10.18 Ожидаемое выделение углекислого газа в подготовительной выработке для шахт Подмосковного бассейна определяется по формуле, м3/мин:
, (10.47)
где – среднее фактическое выделение углекислого газа в действующую подготовительную выработку, м3/мин;
, (10.48)
где – проектная длина подготовительной выработки, для которой ведется расчет ожидаемого газовыделения, м;
– средняя длина действующей выработки за период, в течение которого измерялось газовыделение, м;
, (10.49)
где – длина действующей выработки при отдельных замерах газовыделения, м. Значение определяется по формуле (10.38).
Для прочих бассейнов, м3/мин:
(10.50)