Купить систему ГАРАНТ Получить демо-доступ Узнать стоимость Информационный банк Подобрать комплект Семинары

Приложение N 4. Расчет расхода воздуха для проветривания выемочных участков

Приложение N 4
к Инструкции по применению схем
проветривания выемочных участков шахт
с изолированным отводом метана
из выработанного пространства с помощью
газоотсасывающих установок,

утв. приказом Федеральной службы
по экологическому, технологическому
и атомному надзору
от 1 декабря 2011 г. N 680

 

Расчет расхода воздуха для проветривания выемочных участков

 

I. Расчет расхода воздуха на выемочный участок по метановыделению в очистной забой

 

При изолированном отводе метана из выработанного пространства с помощью поверхностных или подземных ГОУ расход воздуха, необходимого для проветривания горных выработок выемочного участка, определяется как сумма расхода воздуха для проветривания очистного забоя с учетом изолированного отвода части воздуха через выработанное пространство и расхода воздуха для обособленного проветривания определенной части конвейерного и (или) вентиляционного штреков . Для данных схем проветривания выемочного участка общий расход воздуха для проветривания выемочного участка составит . Для схем без обособленного проветривания конвейерного штрека .

Расход воздуха, , подаваемый к очистному забою для схем проветривания выемочных участков с изолированным отводом метана из выработанного пространства, представленных в приложении N 9 к настоящей Инструкции (за исключением схем, приведенных на рисунках 1 и 4) определяется по формуле

 

, (1)

 

где - расход воздуха, поступающего в очистную выработку по воздухоподающим выработкам, ;

- расход воздуха, поступающего из очистной выработки в выработку с исходящей струей воздуха, ;

- коэффициент, учитывающий оптимальные утечки воздуха из призабойного пространства очистной выработки в выработанное пространство;

- коэффициент, учитывающий расход воздуха или его утечки по поддерживаемой или погашаемой части воздухоподающей выработки в выработанном пространстве. Принимается по данным в соответствии с таблицей N 1 к настоящему приложению.

Расход воздуха, , подаваемый к очистному забою для схем проветривания выемочных участков с изолированным отводом метана из выработанного пространства, приведенных на рисунках 1 и 4 приложения N 9 к настоящей Инструкции, определяется по формуле

 

. (2)

 

Расход воздуха, , подаваемый к очистному забою для схемы проветривания выемочного столба с отводом метановоздушной смеси по выработанным пространствам действующей и смежной лав и вентиляционной скважине поверхностной (подземной) ГОУ, приведенного на рисунке 11 приложения N 9 к настоящей Инструкции, определяется по формуле

 

, (3)

 

где - расход воздуха, необходимый для изолированного отвода по газодренажному штреку, , определяется по формуле

 

, (4)

 

здесь - коэффициент, учитывающий какая часть воздуха из поступающей к очистному забою струи отводится по газодренажному штреку, доли единицы; .

 

Таблица N 1

 

Значения коэффициента в зависимости от способа погашения штрека

 

Способ погашения штрека

Примыкание погашаемого штрека

к массиву угля

к выработанному пространству

Изолируется связывающим материалом

0,03

0,03

Крепь извлекается полностью

0,1

0,05

Крепь извлекается более 50% при креплении:

 

 

деревянными рамами

0,13

0,08

металлическими рамами

0,17

0,11

анкерной крепью

0,21

0,14

Крепь не извлекается при креплении:

 

 

деревянными рамами

0,25

0,18

металлическими рамами

0,35

0,22

анкерной крепью

0,45

0,27

Огражден органной крепью, кострами или специальными стенками, но за время отработки столба сечение штрека изменяется по отношению к первоначальному на:

 

 

80%

0,55

0,55

60%

0,65

0,65

40%

0,75

0,75

20%

1,0

1,0

 

На период работы лавы до первичной посадки основной кровли для обеспечения значений коэффициента , соответствующего установившемуся шагу посадки основной кровли, должно производиться разупрочнение пород основной кровли. Принудительная посадка кровли должна производиться по специально разработанным проектам, прошедшим экспертизу промышленной безопасности.

Значения расхода воздуха , , определяется по формуле

 

, (5)

 

где - абсолютное метановыделение в очистной забой, ;

- коэффициент неравномерности газовыделения. При метановыделении из источника метановыделения до 20 (включительно) определяется по формуле (6). При метановыделении 20 и более принимается . При определении по данным природной газоносности разрабатываемого пласта не применяется;

 

, (6)

 

С - допустимая концентрация метана в исходящей из очистного забоя вентиляционной струе, %;

- концентрация метана в поступающей на выемочный участок вентиляционной струе, %;

- коэффициент, учитывающий вынос метана утечками воздуха из очистного забоя в выработанное пространство; рассчитывается по формуле

 

, (7)

 

здесь - количество метана, поступающее на выемочный участок, со свежей струей воздуха из-за пределов выемочного участка, . Определяется по фактическим данным лав-аналогов или рассчитывается в соответствии с главой II приложения N 3 к настоящей Инструкции.

Величина для всех схем проветривания выемочных участков с изолированным отводом метана из выработанного пространства, представленных в приложении N 9 к настоящей Инструкции (за исключением схем приведенных на рисунках 1 и 4), определяется по формуле (8), а для схем, приведенных на рисунках 1 и 4, по формуле (12).

 

, (8)

 

где - коэффициент, учитывающий способ поддержания вентиляционной выработки в выработанном пространстве. Для определения коэффициентов и без сохранения начального участка расчетное значение в формулах (8) и (9) равно 0, а при поддержании (за счет усиления крепления) должно соблюдаться условие - при данное отношение принимается равным 1,

 

, (9)

 

здесь - длина очистного забоя, м. При отработке межлавного целика - включая межлавный целик;

- длина вентиляционной выработки, поддерживаемой в выработанном пространстве для увеличения утечек воздуха из очистного забоя, м;

- площадь поперечного сечения призабойного пространства очистной выработки, . Принимается по результатам замеров или в соответствии с таблицей N 2 настоящего приложения;

- средневзвешенный коэффициент крепости подработанного горного массива по шкале проф. М.М. Протодьяконова на расстоянии от вынимаемого пласта, равном восьми его мощностям; определяется по данным геологических отчетов в соответствии с формулой

 

, (10)

 

здесь - крепость слоев пород в кровле пласта по шкале проф. М.М. Протодьяконова. Принимается по данным геологического отчета;

- мощность слоев пород в кровле пласта, м;

a - коэффициент, зависящий от значений ;

 

. (11)

 

Независимо от условий минимальное расчетное значение, полученное по формуле (8), составляет .

 

, (12)

 

где - расстояние между сбойками (скважинами) в межлавном целике, м.

Независимо от условий минимальное расчетное значение полученное по формуле (9) составляет .

 

Таблица N 2

 

Площадь поперечного сечения призабойных пространств очистных выработок с механизированными крепями (в свету)

 

Тип крепи (механизированного комплекса)

Вынимаемая мощность пласта, м

Сечение (в свету),

1 ОКП 70

1,9-2,5

3,35-4,6

2 ОКП 70

2,3-3,3

4,2-6,4

3 ОКП 70Б

2,8-4,0

5,5-8,0

4 ОКП 70Б

1,6-2,2

2,5-4,0

1УКП

1,3-2,5

2,0-4,5

2УКП

2,5-4,5

4,0-8,0

УКП 4

2,4-4,1

3,8-8,1

УКП 5

2,9-4,25

5,2-8,6

КМ 81

2,0-3,2

7,0-10,5

1КМ 87

1,05-1,95

2,3-4,6

2КМ 87, KM 88С

1,25-1,95

2,75-4,6

1КМ-97Д

0,7-1,2

1,5-3,4

КМ 130

2,0-3,65

4,5-9,7

4КМ 130, 4КМТ 130

2,8-4,15

6,8-11,1

КМ 138

1,4-2,2

2,93-5,15

КМ 142

2,7-5,0

6,4-11,8

1КМ 144К

2,05-2,8

4,53-7,13

МК 75Б

1,6-2,2

2,8-4,7

1МК 85БТ

1,4-2,2

3,2-4,3

2КМТ

1,35-2,0

3,0-4,7

МКЮ

1,8-3,8

6,2-16,1

JOY

1,15-3,2

2,2-10,7

"Пиома"

3,1-4,0

5,6-8,0

"Глиник"

0,8-2,6

1,4-5,0

"Фазос"

1,4-3,0

2,4-5,8

50W-09/17-

1,05-1,6

1,6-2,7

50W-13/24-

1,4-2,3

2,4-4,4

 

Для новых модернизированных комплексов принимается в соответствии с технической документацией.

Проверка расхода воздуха по скорости проводится по следующим формулам:

по минимальной скорости воздуха в очистной выработке

 

, , (13)

 

где - максимальная площадь поперечного сечения призабойного пространства очистной выработки в свету, . Определяется по формуле (14);

- минимально допустимая скорость воздуха в очистной выработке, м/с;

- коэффициент, учитывающий движение воздуха по части выработанного пространства, непосредственно прилегающей к призабойному пространству. Принимается в соответствии с таблицей N 3 настоящего приложения.

 

, (14)

 

по максимальной скорости воздуха в очистной выработке

 

, , (15)

 

где - максимально допустимая скорость воздуха в очистной выработке, м/с;

- максимально возможная подача воздуха в очистной забой по фактическим возможностям вентиляционной системы шахты и ограничению по скорости движения воздуха, .

 

Таблица 3

 

Значение коэффициента

 

Способ управления кровлей

Породы непосредственной кровли

Полное обрушение

Песчаники

1,30

"

Песчанистые сланцы

1,25

"

Глинистые сланцы

1,20

"

Сыпучие

1,05

Плавное опускание

Глинистые сланцы

1,15

 

II. Расчет расхода воздуха для изолированного отвода

 

Расход воздуха, необходимого для изолированного отвода метана из прилегающих к лаве выработанных пространств в газоотводящие (дренажные) выработки, , определяется по формуле

 

. (16)

 

III. Расчет расхода воздуха для обособленно проветриваемых конвейерных выработок

 

Расход воздуха, необходимого для обособленно проветриваемых конвейерных выработок, , определяется по формуле

 

. (17)

 

IV. Расчет расхода воздуха перед смесительной камерой

 

Расход воздуха в выработке, оборудованной смесительной камерой для снижения концентрации метана в метановоздушной смеси, поступающей в нее из выработанного пространства, рассчитываются# с учетом принятой схемы проветривания выемочного участка.

Расход воздуха за смесительной камерой при ее оборудовании в выработке, по которой не проходит исходящая струя выемочного участка, , рассчитывается по формуле

 

, (18)

 

где С - допустимая концентрация метана в выработке за смесительной камерой, %;

- концентрация метана в поступающей к смесительной камере вентиляционной струе, %.

При определении по данным природной газоносности сближенных пластов, не применяется.

Расход воздуха за смесительной камерой при ее оборудовании в выработке с исходящей струей лавы (выемочного участка), , рассчитывается по формуле

 

. (19)

 

Расход воздуха за смесительной камерой при ее оборудовании в выработке с исходящей струей лавы и обособленно проветриваемой в пределах выемочного участка выработкой, , рассчитывается по формуле

 

. (20)

 

V. Расчет параметров проветривания выемочного участка при бесцеликовой технологии отработки

 

При отработке лавы с одновременной выемкой межлавного целика угля согласно рисунку 12 приложения N 9 к настоящей Инструкции, расход воздуха для проветривания очистного забоя, , рассчитывается по формуле

 

. (21)

 

Расход воздуха для проветривания межлавного целика угля, , определяется по формуле

 

. (22)

 

Расход воздуха, отводимого по вентиляционному штреку, , определяется по формуле

 

. (23)