Файловый архив студентов. Файловый архив студентов.
1267 вузов, 4649 предметов.
/ Регистрация
FAQ Обратная связь Вопросы и предложения
Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Пермский национальный исследовательский политехнический университет
Предмет:
[НЕСОРТИРОВАННОЕ]
Файл:

книги / Рудничная вентиляция

..pdf
Скачиваний:
21
Добавлен:
12.11.2023
Размер:
18.73 Mб
Скачать
☆

В обособленно проветриваемых подготовительных выработках ожидаемое выделение углекислого газа при обнажении пласта на полную мощность рассчитывается по формуле

In = 0,58.10-2Z726fcT„*cocmBVn (TeV5 - Tl-15).

(23.72)

Для шахт Донбасса, разрабатывающих высокометаморфизованные антрацитовые пласты, ожидаемое выделение углекислого газа в тупиковые выработки определяется по формуле

In = 21ппгвГулк',

(23.73)

где /„ — длина тупиковой подготовительной выработки, м;

/уд —

удельное выделение углекислого газа с обнаженной поверхности пласта в выработке, м3/(мин-м2), определяемое по формуле

/;д = (9 lg р — 0,7)10-5;

(23.74)

k' — коэффициент, учитывающий выделение

углекислого газа

из подземных вод, принимается для выработок на откаточных

горизонтах равным 1,45, а на вентиляционных

горизонтах —

1,17.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Газовыделение в выемочные штреки шахт Подмосковного бас­

сейна (м3/мин)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/.ш =

/ ; ш5 ут,

 

 

 

(23.75)

где

Гвш— удельноевыделение углекислого

газа

в выемочные

штреки, м3/(мин -м2); для неосушенных горных выработок

Гяш =

=

(l,4-j-5,9) 10" 6

м3/(мин-м2), для

осушенных

выработок

Гьт =

=

(5,9-т-8,3) 1 0 " 5

м3/(мин-м2);

SyT— площадь

обнажения угля

в

горной

выработке,

м2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выделение углекислого газа в выработки шахтопласта за

пределами выемочных

участков (м3/мин)определяется

по формуле

 

 

 

 

 

 

 

/.у =

^ 2

/ Уч,

 

 

 

(23.76)

где

kÿ — коэффициент

увеличения

газовыделения

за

пределами

участков;

2 /уч — суммарное ожидаемое выделение углекислого

газа

на выемочных участках шахтопласта, м3/мин.

 

 

 

Для шахт восточных районов страны ky = 0,6; для антра­

цитовых

шахт восточного

Донбасса

kÿ = 1,8;

для

шахт

Подмо­

сковного

бассейна

kÿ =

2 .

угля

(м3/мин)

 

 

 

 

 

Газовыделение

из

отбитого

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/ оу = I'oyAyt,

 

 

 

(23.77)

где

Г0у — удельное

выделение

углекислого газа

из

отбитого и

транспортируемого

угля,

м3/(мин-т);

Ау — количество отбитого

или транспортируемого угля, т/мин; t — время нахождения угля в выработке, мин.

Для участковых выработок

 

/;у = 4.10-<(хо/выр)0>2в,

(23.78)

где

х0 — газоносность угля, м3/т; /выр — протяженность

выра­

ботки,

км.

 

 

Для

общешахтных выработок

 

 

 

 

/о У = 2 - 10“ 4 (х<ЛыР) ° '4в.

(2 3 .7 9 )

Газовыделение

из горных пород (м3/мин)

 

 

 

 

/п о р = 4 ,2 - 1 0 -« S nop,

(2 3 .8 0 )

где

Snop — суммарная площадь обнажений, вмещающих уголь­

ный

пласт пород,

м*.

 

Газовыделение

при окислении древесины (м3/мин)

 

 

 

 

/д р = 4 , 2 - 1 0 - « S „ ,

(2 3 .8 1 )

где 5др — суммарная площадь поверхности древесины, м3.

Выделение углекислого газа из подземных вод (м3/мин)

 

 

/. =

16,6-10-3 2 KW + £„S,Accp6 ,

(23.82)

где Гъ — количество

углекислого

газа, выделяющегося

из

еди­

ницы

объема

воды

спонтанно,

м3/м3; колеблется от

0,03

до

0,14

м3/м3; W — приток воды в

горную выработку, м3/ч; kM—

коэффициент массопередачи, м/ч; SB— суммарная площадь водо­

сборников, м3;

Дсср — средняя движущая сила массопередачи,

м3/м3; 6 — коэффициент, учитывающий падение барометрического давления.

Для

восточной части Донбасса

kH=

9 ,9 7 - 0,1 l f BcC0, - f 2 ,3 2 f)K + 2 ,7 V , + 0 ,0 0 0 1 0 5 2 p . (2 3 .8 3 )

где /, — средняя температура воды в выработке, °С; ссо, — объемная доля COj в излившихся водах, м3/м3; Ьн — средняя ширина водоотливной канавы, м; V, — средняя скорость движе­ ния воды по выработке, м/с; р — барометрическое давление, Па.

 

 

 

 

V, = km

 

 

 

 

где

kn — коэффициент,

зависящий

от

шероховатости

стенок,

м/с;

R — гидравлический

радиус,

м;

i — продольный

уклон

канавы;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

К = 8 7 /( 1 + 0 ,4 6 /т /Т ? ) .

(2 3 .8 4 )

Для Подмосковного бассейна в среднем kM= 0,372 м/ч.

газа

При

небольшом

различии в

концентрации углекислого

в воде

в начале ссо, и

конце

Ссо,

выработки (ссо,/ссо,

< 2 )

средняя

движущая

сила

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Д^ср =

(ссо, — ссо,)/2.

(23.85)

При значительной разности Дсср находится как средняя ариф­ метическая разность.

362

Для проектируемых выработок

 

ссоа= ссойехр (— кых),

(23.86)

где т — время движения воды по выработке, ч; с*о* =

(1 — д) Æot;

a — спонтанная доля выделения С02 из подземных

вод, равная

0,5—0,9; ссо. — объемная доля С02 в пластовых водах, м3/м3, определяется по данным геологоразведочных работ.

23.4. Допустимая нагрузка на очистную выработку угольной шахты по газовому фактору

Забои типа лав. Допустимая нагрузка на такие забои по газовому фактору (т/сут) при определении газообильности по

газоносности

пласта

 

 

 

Аоч = /Гм,

(23.87)

где / — допустимая

производительность выемочной машины по

газовому фактору,

т/мин; Тм — время работы

машины в сутки

по добыче,

мин.

 

0,5

При коэффициенте машинного времени kM<

при kM> 0,5

/ —OiGUmaxSoq. р^/^оч!

(23.88)

 

 

 

 

= 0 ,6vmaxS O4'pC/(kO4qo4).

(23.89)

При схемах вентиляции выемочных участков с последователь­

ным разбавлением

метана по источникам его

выделения

<7оч = ^дег. еQnn(1 — ^дег. пл) 4” Ю — ^дег. е)<7пл О — ^дег. пл) 4"

*4“ ^в. пЧв. п (1

^дег. с. п)1

(23.90)

при схемах с обособленным разбавлением

 

Чоч = Чо. у (1

^дег. пл) 4" [Чо. п (1 — &дег. пл) 4”

 

+

k*.n4*-n 0

^дег. с. п)] ku\

(23.91)

Чоч == Чип(1

^дег. пл) 4” ^в. пЧв. п О ^дег. с. п)*

(23.92)

В формулах (23.88)—(23.89) итах — максимально допустимая скорость движения воздуха в очистной выработке, м/с; S04. р — расчетная площадь поперечного сечения призабойного простран­ ства, ма (табл. 23.8); с —допустимая объемная доля газа в исходя­ щей вентиляционной струе, %; £дег.в—коэффициент, учитывающий естественную дегазацию пласта в зоне выемки (табл. 23.9); qnn — относительное газовыделение из разрабатываемого пласта, м3/т; Лдег. пл — коэффициент, учитывающий эффективность дегазации разрабатываемого пласта; kB, п — коэффициент, учитывающий метановыделение из выработанного пространства в призабойное (см. табл. 23.8); qB, п — относительное газовыделение из вырабо­ танного пространства, м3/т; /гдег. с, п — коэффициент, учитываю-

Значения расчетной площади S 04. р и коэффициента к ъ, п

Степень обособленности

 

Направление выдачи

 

5оч. рз

м*

*в. п

разбавления газа

 

 

исходящей струн

 

 

 

 

 

 

из лавы

 

 

 

 

 

Последовательное разба­

На массив

 

про­

5 оч&ут. в

1

вление

 

 

 

На

выработанное

5 0ч^ут. в

1

 

 

 

 

странство

 

 

 

 

 

0,2

Частично

и

полностью

На

выработанное

про­

«SQW^O. 8

0

«э04

 

обособленное

 

 

странство

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

23.9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Значения

коэффициента &дег. ,

 

 

 

 

 

 

 

Скорость

 

 

лдег. е

 

 

Скорость

 

 

*дег. е

 

подвн-

 

 

 

 

 

подвн-

 

 

 

 

гання

камен­

тощие

 

антра­

гання

 

камен­

тощие

антра­

забоя,

 

забоя,

 

и/сут

ные угли

угли

 

циты

м/сут

ные угли

угли

циты

1.5

 

0,5

0,6

 

0,7

4

 

 

0,77

0,82

0,87

2

 

0,56

0,65

 

0,74

4,5

 

 

0,83

0,87

0,9

2.5

 

0,61

0,65

 

0,77

5

 

 

0,89

0,91

0,94

3

 

0,67

0,73

 

0,8

5,5

 

 

0,95

0,96

0,97

3,5

 

0,72

0,78

 

0,83

6

 

 

1

1

1

 

 

 

 

 

 

и более

 

 

 

 

щий эффективность дегазации сближенных угольных пластов и выработанных пространств; k04 — коэффициент, определяемый по формуле

коч = кц {[(х

хх) (1

^м) (1 — кЖег. о. п)]/<7оч Ч- 1}>

(23.93)

х — природная

газоносность

пласта, м3/т; хх — остаточная газо­

носность углей

при

выдаче

их за пределы выемочного участка,

м3/т; <7о. у — относительная

газообильность, обусловленная вы­

делением метана из

отбитого угля, м3/т; q0, „ — относительная

газообильность, обусловленная выделением метана с поверхности очистного забоя, м3/т.

Коэффициент, учитывающий утечки воздуха через вырабо­ танное пространство, £уТ, в зависит от схемы вентиляции участка, способа управления кровлей и свойств пород кровли; принимается по табл. 23.10. Значения коэффициента й0. 8, учитывающего дви­ жение воздуха по части выработанного пространства, непосред­ ственно прилегающей к призабойному пространству, приведены в табл. 23.11, а площади поперечного сечения призабойного пространства очистной выработки в свету S04 при механизиро­ ванных крепях — в табл. 23.12.

Значения коэффициента k JT. в, учитывающего утечки воздуха через выработанное пространство

Схема проветривания выемочного участка

Тип,

Вариант (см.

приложение II

подтип,

к [37],

класс

рис. П.З — II.6)

Лут. в в зависимости от способа управления кровлей н от пород непосредственной кровли

Полное обрушение

Частичная аакладка

Плавное

 

 

 

 

 

 

опускание

Глинистые сланцы

Песчанистые сланцы

Песчаники

Глинистые сланцы

Песчанистые сланцы

Песчаники

Глинистые сланцы

Известняки

1-В-Н

а, э, д % ж

1.4

1,55

1,7

1.2

1.25

1.4

1.3

1.7

1-В-З

в, г, ж

 

 

 

 

 

 

 

 

1-В-Н

б, г, с, з

1,3

1,4

1,55

1.2

1,25

1,35

1,2

1.6

1-В-З

б, в, д , е, ж

 

 

 

 

 

 

 

 

1-М-Н

а—з

1,25

1,3

1.4

1.1

1,15

1,25

1.2

1.3

1-М-З

а—к

 

 

 

 

 

 

 

 

2-В-Н

а—щ

1,55

1.7

1.8

1.2

1,25

1.4

1,65

1,85

2-В-З

а—ф

 

 

 

 

 

 

 

 

3-В-Н

а—с

 

 

 

 

 

 

 

 

з - в - з

а—м

 

 

 

 

 

 

 

 

П р и м е ч а н и е . Если

непосредственная кровля состоит нэ нескольких

отдель­

ных пластов, слоев, то при определении принимается наиболее мощный нэ них в этой толще.

Т а б л и ц а 23.11 Значения коэффициента к 0, в

Способ управления

Породы непосредственной

*о. а

кровлей

кровли

Полное обрушение

Песчанистые

1.3

 

Песчанистые сланцы

1,25

 

Глинистые сланцы

1.2

 

Сыпучие

1,05

Плавное опускание

Глинистые сланцы

1,15

Частичная закладка

То же

1.1

Полная закладка

»

1,05

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

Тип крепи

Вынимае­

Сечение

мая мощ­

(комплекса,

ность

в свету

агрегата)

пласта,

S0, . *•

 

м

 

АГП

1,2

3

АДК

1.9

АМСК

2,2

3.4

1.7

1.9

АНЩ

2.3

3,3

0,7

1,05

АШК

1,3

2,32

1.4

1,8

1АЩМ

2,2

3.2

1,2

1,8

«Днепр-3»

2,2

3,2

0,85

1,04

«Донбасс»

1,3

1,89

0,7

1,56

1КГД

1,1

2,5

0,65

1,13

2КГД

1

1,95

0,75

1,85

к г с п

1,2

3,12

—

5,6

2М81Э

2

3,54

М87А, М87ДГА,

3,2

6,32

1,15

2,7

М87ДН, М87Э

1,95

4,6

М87М

1

2,3

М87П

1,3

2,7

1,15

2,3

М101Т

1,95

4,6

0,6

1.2

 

0,8

1.6

Тип крепи

Вынимае­

Сечение

мая мощ­

(комплекса,

ность

в свету

агрегата)

пласта,

S0,-

 

м

 

KMC (АМС)

2,2

4,5

КСН1

3

6,7

—

6,3

КТУ2МЭ

2,6

3.4

1МКТ

0,6

1

1МКМ

1,1

1.4

1,4

2,3

1МКС

1,75

3.8

1,1

1,83

2МКЭ

1.9

4,7

1,6

2,7

2МК97

2,2

4,4

0,62

1,52

1МК97Д

1.2

2,17

0,7

1,41

з о к п

1,3

3,4

2,5

3,1

ОКП70

3,5

5,8

1,9

3,1

М120

3,5

6.4

3.7

5,1

М130

5

8,4

2,5

4,7

Т13 (ОМКТМ)

3,5

8,2

1,85

2,7

Т13К (ОКП)

3

3,4

2

2,8

 

3

3,4

СА

1.5

2,2

 

2

3,1

П р и м е ч а н и е . При мощности пласта, не указанной в таблице, аначенне S 04 определяется интерполяцией.

При определении газообильности горностатистическим спо­

собом

 

 

 

 

 

Л0ч =

864ümax504. р£/(£н?оч)’

 

(23.94)

где

kH— коэффициент

неравномерности

газовыделения

(табл. 23.13).

 

 

 

 

 

Забои типа камер. При щитовой системе разработки

 

Аоч = 1 ,78kT

(с -

с0) лц/(1(К?,),

(23.95)

где

kr — коэффициент турбулентной

диффузии

для

подщито­

вого пространства; Луч — депрессия участка (hyH = RjQy,)', Rr — сопротивление наиболее труднопроветриваемой ветви участка

366

Абсолютное

Донецкий н

Кузнецкий

 

Интинекое н

бассейн н

Караган­

метановыделе-

Львовско-

Воркутское

Юньягинское

нне в лаве,

Волынский

месторождение

динский

месторождения

м'/мин

бассейны

Печорского

бассейн

Печорского

 

 

бассейна

 

бассейна

0,2

2,14

3,44

 

2,6

0,4

2,02

2,73

—

2,2

0,8

1,84

2,20

—

1,7

1.2

1,72

2,03

2.2

1,4

1.6

1,65

1,93

2

1,38

2

1,6

1,87

1,85

1,35

4

1.47

1,7

1,55

1,35

6

1,45

1,59

1,45

1,35

8

1,44

1.51

1.4

1,35

10

1,43

1,44

1,38

1,35

12 и более

1,43

1,43

1,35

1,35

(принимается равным 1 Н -са/м8); Qy, — расход воздуха на выемоч­ ном участке, м8/с; Ущ — объем подщитового пространства, м8; с0 — объемная доля газа в поступающей вентиляционной струе, %; лц — число циклов в сутки; 0 , — метановыделение с обнаженных поверхностей дренированного угольного массива, м®/(мин-ма).

Значения коэффициента ктв зависимости от мощности щита

Мощность щита вкрест простирания, м .

2

3

4

5

6

*т

 

0,9

0,8

0,6

0,6

0,5

При комбинированной системе разработки с гибким перекры­

тием и выемкой нижнего слоя столбами по падению

 

 

Ло, =

ka /ЛучУщ k'r (с -

Со) Пц/(7,92 • 103G,)>

(23.96)

где ka — коэффициент, определяемый по

графику

(рис.

23.2);

&т — коэффициент

турбулентной

диффузии для

призабойного

пространства под перекрытием (при мощности слоя под перекры­ тием, отрабатываемым одним забоем, равной 4, 5, 6 , 7 м, £ соот­ ветственно составляет 0,8; 0,7; 0,6; 0,4).

Увеличение нагрузки на очистной забой достигается при более равномерной добыче полезного ископаемого во времени; увели-

Рис. 23.2. График зависимости ко­ эффициента аэродинамического со­ противления призабойного про­

странства под перекрытием ka от

 

 

 

 

мощности слоя т в> отрабатываемо­

J

4

5

6 Шд,м

го одним забоем

чении площади поперечного сечения забоя; уменьшении выделе­ ния вредностей при добыче (дегазация разрабатываемого пласта, выработанного пространства, недопущение выделения метана из выработанного пространства в призабойное); обособленной вен­ тиляции забоев; рассредоточенных по призабойной зоне подаче свежего и удалении загрязненного воздуха; изолированном от­ воде вредностей.

23.5. Расчет расхода воздуха для вентиляции шахт и рудников

23.5.1. Угольные шахты

Расчет воздуха для угольных шахт производится по выделению метана, углекислого газа, расходу ВВ, наибольшему числу людей, пыли, теплу (для глубоких шахт). Расчет по теплу про­ изводится в соответствии с Временной инструкцией по проверке количества воздуха для проветривания угольных шахт по тепло­ вому фактору.

Расчет для проектируемых шахт. При выборе оптимального варианта строительства шахты (горизонта) производится у п р о ­ щ е н н ы й р а с ч е т . При этом для Донбасса и аналогичных условий расход воздуха для шахты (м3/мин) рассчитывается по формуле

 

 

Qm = ^ Q BT. уч “f" Qc. mi

(23.97)

где

QBT. у , — расход

воздуха для

вентиляционного участка *;

 

QBT. уч = 0 .5 5 Q ,, ( М у Ч “H 1) “I” 400А А -(- Qc. вт. уч>

(23.98)

Q,, — расход воздуха для выемочного участка, м*/мин;

klt Atj,

k3 — коэффициенты,

учитывающие

условия разработки

(значе­

ния

коэффициентов

k3 см. в табл. 23.14); для шахт глубиной

более 650 м или при газообильности более 10 м8/т k%— 1, для

остальных

шахт kt = 0,7;

Пу, — число выемочных участков

в пределах

вентиляционного

участка; Qc. вт. уч — расход воз­

духа, определяемый схемой вентиляции вентиляционного участка, м3/мин (см. табл. 23.14); Qc. ш — расход воздуха для вентиляции выработок за пределами выемочного участка, м3/мин (табл. 23.15).

Для Кузбасса и аналогичных условий расход воздуха для

шахты рассчитывается

по

формулам:

 

по метану

 

Qm = SQmni

(23.99)

 

 

где Qmn — расход воздуха

для шахтопласта, м3/мин;

Qam = 100<7шпЛшп/(24 • 60с);

(23.100)

qma — относительная

газообильность

выработок

шахтопласта,

м3/т; Атп — добыча с

шахтопласта,

т/сут;

 

* Вентиляционный участок — совокупность выработок отдельного выемоч­ ного поля, ограниченная точками разделения и слияния струй с общешахтными.

Группа схем

Система

Способ проведения

вентиляции

вентиляционно­

разработки

подготовительных

го участка •

 

выработок

I. и

Сплошная

Одиночными забоями

 

Столбовая

То же

 

 

Спаренными штреками

III

Столбовая

Одиночными забоями

IV

Сплошная

Одиночными забоями

 

Столбовая

То же

V

Сплошная

в

 

или

 

 

столбовая

 

 

Схема вентиляции

 

к»

Qc. ВТ. уч»

выемочного участка

 

м*/мнн

Возвратноточная

 

 

2.2

1

2100

Возвратноточная

при

зависимой венти­

2,2

1

1600

ляции

 

 

 

 

 

2100

Возвратноточная

 

 

2.2

Луч

Возвратноточная

при

зависимой вентиля­

2.2

Луч

1600

ции

 

 

 

 

 

1900

Прямоточная

 

 

 

2,2

яуч

Возвратноточная

1-го типа **

2,8

0

2800

Возвратноточная

2-го и 3-го типов **

2,55

0

2100

Прямоточная

1-го типа **

2.8

0

1900

Прямоточная

2-го и 3-го типов ••

2,55

0

1900

Возвратноточная

 

 

2.2

п у ч

800

Прямоточная

 

 

 

2.2

П у ч

0

Возвратноили прямоточная

2,2

0

200

То же

 

 

 

2.2

/1уЧ

200

»

 

 

 

2,2

0

200

•Принимается согласно [37].

К 1-му типу относятся схемы выемочных участков с последовательным разбавлением вредностей по источникам поступления,

ко 2-му — с частично обособленным разбавлением вредностей н к 3-му — с полностью обособленным разбавлением вредностей.

Т а б л и ц а 23.15

Значения расходов воздуха Qc# ш

Схема вентиляции шахты

Центральная Центральная с параллельными выработками Центрально-отнесенная

Секционная

* Принимается согласно [37 ].

Группа схем

Qc. ш»

м*/мин.

при глубине работ

проветривания

 

 

вентиляционного

менее

более

 

участка •

 

 

 

650 м

650 м

I,

и, V

2500

3360

II,

III

 

3120

4000

I,

II,

III, IV

1900

2760

I,

II,

III

2700

3550

—

600

по наибольшему числу людей N4, одновременно находящихся в шахте,

Qm = 6 N4;

(23.101)

по газам, образующимся при взрывных работах, опреде­ ляется как сумма расходов воздуха для отдельных выработок.

Расход воздуха для шахты в целом

Qm. общ ~ 1»2(2ш/гг,

(23.102)

где Qm принимается максимальным из полученных по указанным факторам;

кг = 1

ki -}- ki -f" k* “Ъ k? -f- k$ -f- -f- feio»

(23.103)

fe4 — коэффициент,

учитывающий утечки воздуха за

пределами

выемочных участков.

 

 

Значения коэффициента &4

 

Прямой порядок отработки выемочного поля:

0,35

пластовый способ подготовки

полевой способ подготовки

0,15

Обратный порядок отработки выемочного поля:

0,2

пластовый способ подготовки

полевой способ подготовки

0,1

kb — коэффициент,

учитывающий

вентиляцию

поддерживаемых

выработок.

 

 

 

 

Значения коэффициента кь

 

Прямой порядок отработки шахтного поля:

0,15

пластовый способ

подготовки

.

полевой способ подготовки

0,1

Обратный порядок отработки шахтного поля:

0,05

пластовый способ подготовки

 

полевой способ подготовки...................................

0,05

Комбинированный порядок отработки шахтного поля:

0,1

пластовый способ подготовки

 

полевой способ подготовки

 

0,05
Соседние файлы в папке книги
Помощь Обратная связь Вопросы и предложения Пользовательское соглашение Политика конфиденциальности