Откройте актуальную версию документа прямо сейчас
Если вы являетесь пользователем интернет-версии системы ГАРАНТ, вы можете открыть этот документ прямо сейчас или запросить по Горячей линии в системе.
Приложение N 5
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 параметров газоотводящей сети
I. Расчет депрессии в выработанном пространстве
Депрессии# в выработанном пространстве , даПа, рассчитывается по формуле
, (1)
где - удельное линейное сопротивление выработанного пространства, . Принимается в соответствии с таблицей N 1 настоящего приложения;
- удельное квадратичное сопротивление выработанного пространства,
. Принимается в соответствии с таблицей N 1 настоящего приложения;
- безразмерный параметр, определяется по формуле
; (2)
- расход воздуха, отводимого через выработанное пространство, ;
F - площадь фильтрационного потока, , определяется по формуле
; (3)
- длина выработанного пространства, м;
- размерный параметр, характеризующий крутизну изменения границ площадей фильтрации с линейным и квадратичным законами сопротивления, 1/м. Принимается в соответствии с таблицей N 1 настоящего приложения;
- расстояние от забоя лавы до зоны подбучивания пород кровли, равное четырем первичным шагам обрушения основной кровли, м; принимается по данным геологической службы шахт;
- коэффициент разрыхления пород кровли. Принимается в соответствии с таблицей N 1 настоящего приложения.
Таблица N 1
Значения параметров для определения в зависимости от средневзвешенной крепости пород кровли
До 3 |
100 |
8400 |
1,3 |
0,011 |
3-5 |
51 |
6600 |
1,5 |
0,01 |
5-7 |
23 |
4800 |
1,8 |
0,008 |
7-9 |
10 |
3200 |
2,0 |
0,005 |
II. Расчет депрессии в газоотводящих (дренажных) выработках
Депрессия в поддерживаемых газоотводящих выработках , даПа, определяется по формуле
, (4)
где - удельное аэродинамическое сопротивление газоотводящей выработки, . Для поддерживаемых выработок определяется по графикам, согласно рисунку 1 настоящего приложения;
- длина газоотводящей выработки, м;
- расход воздуха, отводимого по газоотводящей выработке, , определяется по формуле
, (5)
здесь - притечки воздуха в выработанное пространство действующего выемочного участка из старых выработанных пространств или действующих выработок, . Для проектируемых шахт принимается равным . Для действующих шахт принимается по данным лавы-аналога или по результатам математического моделирования вентиляционной сети шахты;
- необходимый расход воздуха на подсвежение, отводимой по газоотводящей выработке метановоздушной смеси до концентрации 3,5%, , определяется по формуле
, (6)
где - предельно допустимая концентрация метана в газоотводящем трубопроводе (скважине) или газодренажной выработке, %;
- концентрация метана в метановоздушной смеси выходящей из выработанного пространства, %, определяется по формуле
. (7)
При определении по данным природной газоносности сближенных пластов, не применяется.
Кривые на рисунке 1 настоящего приложения соответствуют выработкам:
1. Закрепленные бетоном, кирпичом, бетонитами.
2. Незакрепленные выработки или выработки с анкерной крепью.
3. Закрепленные металлической аркой (l = 1 м).
4. Закрепленные металлической аркой (l = 0,5 м).
5. Неполные рамы из круглого леса или железобетонные стойки с металлическим верхняком ( - продольный калибр крепи. Равен отношению расстояния между стойками крепи к ширине стойки).
6. Неполные рамы из круглого леса .
7. Неполные рамы из железобетонных стоек или металлическая арка (l = 1 м) с конвейером.
8. Металлическая арка с конвейером (l = 0,5 м).
III. Расчет депрессии в вентиляционных скважинах
Расчет депрессии в вентиляционной скважине, даПа, рассчитывается по формуле
, (8)
где - удельное аэродинамическое сопротивление скважин, . Принимается в соответствии с таблицами N 2 и 3 настоящего приложения;
- длина скважины, м;
- расход воздуха, отводимого по скважине из газоотводящих выработок с учетом притечек воздуха , определяется по формуле
. (9)
Таблица N 2
Значения удельного аэродинамического сопротивления скважин , закрепленных металлическими трубами
Срок службы скважины, лет |
Удельное аэродинамическое сопротивление скважин , различных диаметром, м |
|||||||
0,5 |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
1,0 |
1,2 |
1,5 |
2,0 |
|
1 |
0,056 |
0,022 |
0,01 |
0,005 |
0,002 |
0,0006 |
0,00008 |
0,000004 |
2 |
0,062 |
0,024 |
0,011 |
0,006 |
0,002 |
0,0007 |
0,00009 |
0,000004 |
3 |
0,073 |
0,028 |
0,012 |
0,006 |
0,002 |
0,0007 |
0,00008 |
0,000003 |
4 |
0,083 |
0,032 |
0,014 |
0,007 |
0,002 |
0,0008 |
0,00009 |
0,000003 |
5 |
0,093 |
0,035 |
0,015 |
0,008 |
0,002 |
0,0009 |
0,00009 |
0,000003 |
6 |
0,104 |
0,039 |
0,017 |
0,009 |
0,003 |
0,0010 |
0,00012 |
0,000005 |
7 |
0,114 |
0,043 |
0,018 |
0,009 |
0,003 |
0,0011 |
0,00013 |
0,000005 |
8-10 |
0,122 |
0,046 |
0,02 |
0,01 |
0,003 |
0,0011 |
0,00012 |
0,000004 |
Таблица N 3
Значения удельного аэродинамического сопротивления скважин, не закрепленных или закрепленных бетоном
Способ проведения скважин |
Удельное аэродинамическое сопротивление скважин, , различных диаметром, м |
|||||
0,5 |
0,6 |
0,8 |
1,0 |
1,5 |
2,0 |
|
Скважины без крепления | ||||||
По породе: |
|
|
|
|
|
|
по простиранию |
0,166 |
0,0667 |
0,0158 |
0,0052 |
0,0007 |
0,0001 |
вкрест простирания |
0,207 |
0,0833 |
0,0198 |
0,0065 |
0,0008 |
0,0002 |
По углю |
0,166 |
0,0667 |
0,0158 |
0,0052 |
0,0007 |
0,0001 |
Закрепленные бетоном | ||||||
Любой |
- |
- |
- |
0,0016 |
0,0002 |
0,0001 |
При использовании нескольких (куста) скважин их общее удельное сопротивление, , определяется по формуле
, (10)
где - удельное сопротивление соответственно из общего числа скважин в кусте i=1,..., n (принимаются в соответствии с таблицами N 2 и 3 настоящего приложения).
Для диаметров скважин, не указанных в таблицах N 2 и 3 настоящего приложения, удельное сопротивление определяется по формуле
, (11)
где - коэффициент аэродинамического сопротивления скважин, . Принимается в соответствии с таблицей N 4 настоящего приложения. Для диаметров скважин, не представленных в таблице, принимается в соответствии со справочным материалом.
Таблица N 4
Значения коэффициентов для жесткого трубопровода
Диаметр труб, м |
Значения коэффициентов , для труб |
|
новых |
бывших в употреблении |
|
0,3 |
0,00037 |
0,00046 |
0,4 |
0,00036 |
0,00045 |
0,5 |
0,00035 |
0,00044 |
0,6 |
0,00035 |
0,00044 |
0,7 |
0,00031 |
0,00039 |
0,8 |
0,00029 |
0,00036 |
0,9 |
0,00027 |
0,00034 |
1,0 |
0,00025 |
0,00031 |
1,2 |
0,00023 |
0,00029 |
1,5 |
0,00019 |
0,00024 |
2,0 |
0,00014 |
0,00018 |
IV. Расчет депрессии в жестком газоотсасывающем трубопроводе
Определение депрессии в жестком газоотсасывающем трубопроводе , даПа, производится по формуле
, (12)
где - депрессия во всасывающем трубопроводе, даПа;
- депрессия в нагнетательном трубопроводе, даПа.
Расход воздуха, отводимого ГОУ из выработанного пространства по трубопроводу, , определяется по формуле
. (13)
Определение депрессии в нагнетательной части жесткого газоотсасывающего трубопровода
Определение депрессии в нагнетательной части жесткого газоотсасывающего трубопровода , даПа, производится по формуле
, (14)
где - общее аэродинамическое сопротивление жесткого трубопровода, ;
- расход воздуха, отводимого по трубопроводу, ;
, (15)
здесь - удельное аэродинамическое сопротивление трубопровода, , принимается в соответствии с таблицей N 2 настоящего приложения;
- длина нагнетательного участка трубопровода, м;
- коэффициент утечек метановоздушной смеси из трубопровода. Определяется по формуле (16);
- аэродинамическое сопротивление фасонных частей на нагнетательном участке трубопровода, . Принимается в соответствии с таблицей N 5 настоящего приложения.
Коэффициент утечек метановоздушной смеси из трубопровода определяется из выражения
, (16)
где - коэффициент удельной стыковой воздухопроницаемости трубопровода, принимается по данным в соответствии с таблицей N 6 настоящего приложения;
- диаметр нагнетательного трубопровода, м;
- длина нагнетательного трубопровода, м;
- длина звена нагнетательного трубопровода, м;
- удельное аэродинамическое сопротивление трубопровода, . Определяется по формуле (11) при значениях коэффициента , соответствующих данным таблицы N 4, или принимается в соответствии с таблицей N 2 настоящего приложения (как для обсаженных металлическими трубами скважин со сроком службы 5 лет и более).
Таблица N 5
Аэродинамическое сопротивление фасонных частей жесткого трубопровода
Типы фасонных частей |
Аэродинамическое сопротивление фасонных частей жесткого трубопровода , различных диаметров, м |
|||||||||
0,5 |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
0,9 |
1,0 |
1,2 |
1,5 |
2,0 |
||
Колено составное под углом |
30° |
0,17 |
0,08 |
0,05 |
0,03 |
0,02 |
0,01 |
0,004 |
0,001 |
0,0001 |
|
45° |
0,27 |
0,13 |
0,07 |
0,04 |
0,02 |
0,02 |
0,01 |
0,002 |
0,0002 |
|
60° |
0,28 |
0,14 |
0,08 |
0,04 |
0,03 |
0,02 |
0,01 |
0,002 |
0,0002 |
|
90° |
1,16 |
0,58 |
0,30 |
0,17 |
0,11 |
0,07 |
0,03 |
0,005 |
0,0004 |
Отвод под углом 45° |
- |
0,46 |
0,25 |
0,14 |
0,09 |
0,06 |
0,03 |
0,007 |
0,0007 |
|
Тройник с разветвлением под углом 60° |
- |
0,54 |
0,29 |
0,17 |
0,11 |
0,07 |
0,03 |
0,007 |
0,0006 |
Таблица N 6
Значения коэффициента удельной стыковой воздухопроницаемости для жестких трубопроводов
Способ уплотнения стыков трубопровода |
|
резиновые прокладки с дополнительной герметизацией самоклеящимися лентами |
0,0002 |
прокладки из пенькового каната и промасленного картона |
0,0003 |
резиновые прокладки |
0,0006 |
Значения аэродинамических сопротивлений вентиляционных скважин и трубопроводов могут приниматься по данным прямых измерений.
При использовании нескольких нагнетательных трубопроводов их общее аэродинамическое сопротивление , определяется по формуле (17)
, (17)
где - удельное сопротивление 1-го трубопровода из общего числа трубопроводов i=1,...n, ;
- удельное сопротивление n-го трубопровода из общего числа трубопроводов i=1,...,n, ;
- общее число газоотсасывающих трубопроводов.
1. Определение депрессии во всасывающей части жесткого газоотсасывающего трубопровода , даПа, рассчитывается по формуле
, (18)
где - удельные потери депрессии во всасывающей части трубопровода, даПа/м. Определяются по формуле (19);
- аэродинамическое сопротивление фасонных частей на всасывающем участке трубопровода, ;
- длина всасывающего участка трубопровода, м;
, (19)
здесь - безразмерный коэффициент сопротивления трения. Определяется по формуле (20) или в соответствии с таблицей N 7 настоящего приложения;
- скорость движения метановоздушной смеси, м/с. Определяется по формуле (22);
- объемная масса метановоздушной смеси при 760 мм рт. ст. и 293 К, . Определяется по формуле (23);
- диаметр всасывающего участка трубопровода, м;
g - ускорение силы тяжести; g=9,81 .
Таблица N 7
Значение безразмерного коэффициента сопротивления в зависимости от внутреннего диаметра трубопровода и скорости движения метановоздушной смеси
Скорость движения метановоздушной смеси, м/с |
Значение безразмерного коэффициента сопротивления в зависимости от внутреннего диаметра трубопровода, м |
|||||||
0,5 |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
1,0 |
1,2 |
1,5 |
2,0 |
|
1 |
0,024 |
0,023 |
0,022 |
0,021 |
0,020 |
0,019 |
0,018 |
0,017 |
2 |
0,020 |
0,019 |
0,019 |
0,018 |
0,017 |
0,017 |
0,016 |
0,015 |
3 |
0,018 |
0,018 |
0,017 |
0,017 |
0,016 |
0,015 |
0,015 |
0,014 |
4 |
0,017 |
0,017 |
0,016 |
0,016 |
0,015 |
0,015 |
0,014 |
0,013 |
5 |
0,017 |
0,016 |
0,016 |
0,015 |
0,015 |
0,014 |
0,013 |
0,013 |
6 |
0,016 |
0,015 |
0,015 |
0,015 |
0,014 |
0,014 |
0,013 |
0,012 |
7 |
0,016 |
0,015 |
0,015 |
0,014 |
0,014 |
0,013 |
0,013 |
0,012 |
8 |
0,015 |
0,015 |
0,014 |
0,014 |
0,013 |
0,013 |
0,012 |
0,012 |
9 |
0,015 |
0,014 |
0,014 |
0,014 |
0,013 |
0,013 |
0,012 |
0,012 |
10 |
0,015 |
0,014 |
0,014 |
0,013 |
0,013 |
0,012 |
0,012 |
0,011 |
11 |
0,014 |
0,014 |
0,013 |
0,013 |
0,013 |
0,012 |
0,012 |
0,011 |
12 |
0,014 |
0,014 |
0,013 |
0,013 |
0,012 |
0,012 |
0,012 |
0,011 |
13 |
0,014 |
0,013 |
0,013 |
0,013 |
0,012 |
0,012 |
0,011 |
0,011 |
14 |
0,014 |
0,013 |
0,013 |
0,013 |
0,012 |
0,012 |
0,011 |
0,011 |
15 |
0,013 |
0,013 |
0,013 |
0,012 |
0,012 |
0,012 |
0,011 |
0,011 |
16 |
0,013 |
0,013 |
0,013 |
0,012 |
0,012 |
0,011 |
0,011 |
0,011 |
17 |
0,013 |
0,013 |
0,012 |
0,012 |
0,012 |
0,011 |
0,011 |
0,010 |
18 |
0,013 |
0,013 |
0,012 |
0,012 |
0,012 |
0,011 |
0,011 |
0,010 |
19 |
0,013 |
0,012 |
0,012 |
0,012 |
0,011 |
0,011 |
0,011 |
0,010 |
20 |
0,013 |
0,012 |
0,012 |
0,012 |
0,011 |
0,011 |
0,011 |
0,010 |
, (20)
где Re - число Рейнольдса, определяется по формуле
, (21)
здесь - кинематическая вязкость метановоздушной смеси, , определяется по формуле
, (22)
здесь - расход воздуха, отводимого по трубопроводу, , определяется по формуле (13);
- коэффициент подсосов метановоздушной смеси в трубопроводе. Определяется по формуле (16). При использовании дегазационного трубопровода .
, (23)
где - концентрация метана в метановоздушной смеси, отводимой по трубопроводу, %.
При концентрации метана в метановоздушной смеси менее 3,5% принимается объемная масса метановоздушной смеси .
При использовании нескольких всасывающих трубопроводов их общее аэродинамическое сопротивление , определяется по формуле (17).
V. Определение депрессии в огнепреградителе
При оснащении ГОУ системами огнепреграждения депрессия в огнепреградителе принимается по данным завода-изготовителя.
На действующих ГОУ депрессия в огнепреградителе определяется путем прямых измерений.
Если вы являетесь пользователем интернет-версии системы ГАРАНТ, вы можете открыть этот документ прямо сейчас или запросить по Горячей линии в системе.