Способ проветривания забоя горной выработки, проводимой по высокогазоносным угольным пластам

Способ проветривания забоя горной выработки, проводимой по высокогазоносным угольным пластам

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к горному делу, а именно к технике безопасности при разработке пластов угля, склонных к внезапным выбросам угля и газа, и предназначено для борьбы с загазированием подготовительных выработок (В) во время проведения противовыбросных мероприятий. Цель изобретения - повышение эффективности проветривания за счет локализации и изолированного отвода на дневную поверхность газа, выделившегося при проведении противовыбросных мероприятий, газоогсасывающим вентилятором по фланговым В и снижение пожароопасности при отработке свиты высокогазоносных пластов Подача свежего воздуха в подготовительные В 8 и 9 и в их нризабойное пространство (ПП) осущестрляется по нагнета.ельным трубопроСП

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Е 21 F 1/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

3 8 9, 8 l2 (21) 4749556/03 (22) 12.10.89 (46) 30.12.91, Бюл, ¹ 48 (71) Восточный научно-исследовательский институт по безопасности работ в горной промышленности (72) Г..Г.Стекольщиков, В,И.Мурашев и

С.Ю. Ерохин (53) 622.453 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 712510, кл, Е 21 F 1/00, 1980.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1534191, кл. Е 21 F 1/00, 1986. (54) СПОСОБ ПРОВЕТРИВАНИЯ ЗАБОЯ

ГОРНОЙ ВЫРАБОТКИ, ПРОВОДИМОЙ ПО

ВЫСОКОГАЗОНОСНЫМ УГОЛЬНЫМ ПЛАСТАМ

Ы2, 1701933 А1 (57) Изобретение относится к горному делу, а именно к технике безопасности при разработке пластов угля, склонных к внезапным выбросам угля и газа, и предназначено для борьбы с загазированием подготовительных выработок (В) во время проведения противовыбросных мероприятий, Цель изобретения — повышение эффективности проветривания за счет локализации и изолированного отвода на дневную поверхность газа, выделившегося при проведении противовыбросн ых мероприятий, газоотсасывающим вентилятором по фланговым В и снижение пожароопасности при отработке свиты высокогаэоносных пластов, Подача свежего воздуха в подготовительные В 8 и 9 и в их призабойное пространство (ПП) осуществляется по нагнетательным трубопро1701933 водам (НТ) 12 и 13. До проведения В 8 в высокогазоносную зону ПП аэродинамически соединяют с выработанным пространством 3 верхнего отрабатываемого пласта, находящегося под разрежением, создаваемым газоотсасывающим вентилятором 6, Аэродинамическое соединение осуществляют с помощью вентиляционных каналов 14, Изолируют ПП посредством вентиляционной двери 18. При проявлении газодинамических явлений двери 18 закрывают и весь свежий воздух, подаваемый 10 НТ 12, выпускают перед закрытой дверью 18. Выделившийся

Изобретение относится к горному делу, а именно к технике безопасности при разработке пластов угля, склонных к внезапным выбросам угля и газа, и предназначено для борьбы с загаэированиями подготови- 5 тельных выработок во .время проведения противовыбросных мероприятий.

Цель изобретения — повышение эффективности проветривания за счет локализации и изолированного отвода на дневную 10 поверхность газа, выделившегося при проВЕДЕHI>IN ll>P0TI>IBOBhl6DOCHblX МЕРОПРИЯтИй газоотсасывающим вентилятором по фланговой газоцренажной выработке и снижение пожароопасности при отработке свиты 15 высокогазоносных угольных. пластов.

На чертеже изображена схема проветривания забоев горных выработок, проводимых по высокога"-,îíîñíûì угольным пластам, 20

Свита пластов, состоящая, например, из двух высокогазоносных пластов, отрабатывается в нисходящем порядке. По верхнему пласту 1 в пределах выемочного поля отрабатывается последний выемочный 25 столб. Проветривание очистной выработки

2 осуществляют по комбинированной схеме с отводом метановоздушной смеси через выработанное пространство 3 на фланговую газодрена>кную выработку 4 с последу- 30 ющей выдачей исходящей струи через вентиляционную скважину 5 на поверхность газоотсасываlощиv, вентилятором (ВМЦГ- ) 6, Подготовка к отработке выемочных 35 столбов по нижнему угольному пласту 7 производится следующим образом, Подготовительные выработки 8 и 9 проводят по высокогазонссному пласту 7 с проведением противовыбросных мероприятий. 40 газ отводят из изолированного ПП по каналам 14. Причем в ПП дистанционно измеряют давление воздуха и содержание в нем газа и при снижении давления в изолированном ПП ниже атмосферного в него направляют часть свежего воздуха из НТ 12, При снижении содержания газа в сбойке 16, соединяющей выработанное пространство с фланговой газодренажной В, автоматически дистанционно возводят вентиляционную перемычку 15. Причем в этот момент открывают двери 18 и В

8, и весь свежий воздух из НТ 12 подают в пространство 3. 1 ил, Проветривание каждого из них осуществляют посредством вентиляторов 10 и 11 местного проветривания по нагнетательным трубопроводам 12 и 13. До проведения выработок 8 и 9 в высокогазоносную зону призабойное пространство проводимых выработок аэродинамически соединяют посредством вентиляционных каналов 14 с выработанным пространством 3 вышеотрабатываемого пласта, которое находится под разрежением, создаваемым газоотсасывающим вентилятором 6.

Аэродинамическая связь выработанного пространства с газодренажной выработкой

4 осуществляется через регулируемые перемычки 15, установленные в сбойке 16, пройденной в целике 1 ? и соединяющей выработанное пространство 3 верхнего отрабатываемого пласта 1 с фланговой газодренажной выработкой 4, Устанавливают в призабойном пространстве каждой проводимой выработки вентиляционную дверь

1S. В забое подготовительной выработки 8 проводят противовыбросные мероприятия (гидроотжим призабойной эоны угольного массива, гидровымывание опережающих полостей, гидрорыхление, низконапорное увлажнение и т,д.}, причем при проведении гидроотжима иэ призабойной зоны выводятся люди, отсутствует в забое и работающее электрооборудование. И при проявлении газодинамических явлений в забое подготовительной выработки 8 вентиляционную дверь 18 закрывают. При этом всю свежую струю, подаваемую нагнетательным трубопроводом, выпускают у закрытой вентиляционной двери 18, а выделившийся иэ высокогазоносной зоны газ аккумулируют в призабойном пространстве и выводят и30лированíо

1 701933! з = 0,16(к — 5,5)(1 — (2,1«ЛОК1 +

ITt

:=0,16(18 — 5,5)(1 — 0,1 3,5) х (1 -+ ) =

:= 1,9 м /мин м(угля), 1.2, Объем угля, вовлекаемого в процесс гидроотжима

1ОΠ— Л - Л

=тп(а+4)!г(— — — } =

У 100

100 — 12 — 3,5 „, 3

- = 2,2 (4 + 4 ) зл (оо

1,3, Максимальный дебит газа из подвергаемого гидроотжиму объема угля

q = 21/у!з = 2 55 1,9 =?08 м /мин.

1,4. Для предотвращения провоцирования внезапных выбросов угля и газа в процессе гидроотжима необходимо перед каждым циклом гидроотжима оставлять неснижаемое опережение !н,p = 1 м. Этот слой дегазированного предыдущим циклом гидроотжима угля создает сопротивление на пути движения газа в выработку, что приводит к снижению начального (наиболее опас-. ного) притока газа, растягивая процесс газовыделения во времени, В соответствии с этим ожидаемый деби.r газа при гидроо жиме сле»ует рассчитывать по формуле

q=q e ""=208e -=42м /мин, Дебит газа при гидроотжиме иэ з двух забоев составляет g2 == 84 м /мин или 1,4 м /с. з

1.5. Влияние вел ичи н ы неснижаемого опережения на ожидаемый дебит газа при гидроотжиме; ! н.о, м; 1,0 -1,5 2,О 2,5

q, м /мин: 42,0 19,0 8,5 3,8

q,ì /с: 0,7 0,3 0,1 0,06

1,6, Выбор вида мероприятий по обеспечению допускаемой (до 1 ф,) концентрации метана в выработке при гидроотжиме.

Из результатов видно, что заданное количество подаваемого в выработку воздуха (400 м /мин) может обеспечить нормальную концентрацию в ней (до 1Я только при неснижаемом опережении в 2,5 м, Но при этом гидроотжим приэабойной части пласта необходимо выполнять через каждые

3,7 — 2,5 = 1,2 м. Продолжительность цикла регулируемого гидроотжима по фактическим данным составляет около 2 ч. С уче ом этого время на выполнение основных Gtleраций горнопроходческого ц,лкла резко снижается, что отрицательно сказывается на темпах подвигания забоя.

2, Расчет аэрогазодинамических параметров способа производят для условий проведения гидроогжима в двух забоях вентиляционного и конвейерного штреков. При этом используют эмпирические зависимости параметров проветривания выемочных участков от горно-геологических и горнотех5 нологических факторов, Параметры расчета представлены на расчетной вентиляционной схеме, 2.1. Падение депрессии по выработанному пространству действующей лавы, от10 рабатываемой по вышележащему пласту, определяют из выражения

21а,д — Вд 0y =- е Руц д Од = 1500 0,02 4,17

2 2 2

= 520,8 даПа, 15 где R>ä — сопротивление выработанного пространства действующей лавы, отрабатываемой по вышележащему пласту;

Яд — расход воздуха из лавы вышележащего пласта, поступающего по выработан20 ному пространству на газодренажную выработку, 4,17 м" /с;

3 !, — длина выработанного пространства, 1500 м;

Ryz д — удельное аэродинамическое со25 противление выработанного пространства действующей лавы, 0,02Кр /м.

2.2, Действующий напор на сопря>кение фланговой скважины с газодренажной выработкой составляет

30 !

1ф.с. = (+Ьл — 4и.л,2 - 100 — 520,8 = -420,8 Да Па, 2 где h; — действуюший напор в лаве, 100 даПа.

35 Падением депрессии по гаэодренажной выработке пренебрегаем ввиду ее малого значения 0,4кр .

2.3. Перепад давления между сопряжением фланговой скважины с газодренажной

40 выработкой и сопряжением подготовительных выработок, проводимых по нижележащему пласту, с подземными скважинами, пробуренными в выработанное пространство отработанного вышележащего пласта, 45 составляет

2>ф.с.л. = (+ho — (+21ф.с, )j = 80 — (-420,8) =

=500,8 даПа, где hn — действующий напор на сопряжении забоев подготовительных выработок с под50 земными скважинами, 80 даПа, Падением депрессии по сбойке 16 пренебрегаем ввиду ее малого значения

0,0008 к,и.

2.4. Определяем падение депрессии по

55 выработанному пространству отработан ых лав по вышележащему пласту

) )

hp о = Ro q2 = Lp уд.о Ч2 = 1500 0.03 1,4=

=- 147 даПг, 1701933

10 где Rp — сопротивленле выработанного пространства отработанных лав по вышележащему пласту;

qz — дебит газа при одновременном гидроотжиме в двух забоях подготовительных выработок, проводимых по нижележащему пласту, отводимый по подземным скважинам и выработанному пространству отработанных лав по вышележащему пласту, 1,4 м /C (84 м /мин);

Яуд,p. — сопротивление выработанного пространства отработанных лав по вышележащему пласту, 0,03 кр /м.

?.5. Определяем действующий напор на сопряжении подземных скважин, пробуренных из подготовительных выработок, проводимых по нижележащему пласту, с выработанным пространством отработанных лав по вышележащему пласту

hn.с. = (+1ф.с. + |о.с|) = — 420,8 + 147 =

-273,9 даПа.

2.6, Определяем перепад давления между сопряжением подземных скважин с выработанным пространством отработанных лав по пласту вышележащему и забоями подготовительных выработок, проводимь:х по нижележащему пласту (падение депрессии по подземным скважинам) 1п.с. = (+hn — (hn.с."")) = 80 — (-2 /3,8) =

=353,8 даПа.

2.7. Опредепяем общее сопротивление двух подземных сквпжин, пробуренí= .х из подготовител ьн ы", вы работок, пооводлмых по пласту в иыработанное пространство отработанногс вышележащего пласта

hnc 353,8

Rnс =- = =1805 Кр

q) 1 42

2.8. Удельное сопротивление подземных скважин определяют

Rnс 180,5 уд.п.с. — — — — 4 5 г И м

l и.- 40 где .n.c. — длина подэе ;ных скважин, пробуренных из подготовитеlbHblx выработок нижележащего пласта в выработанное пространство отработанного вышележаще° го пласта, 40 м, 2,9. Выбираем характеристику вентилятора ВМЦГ-7 и по ней при значении 0 = 5,57 м /с определяем h (G =5,57 м /с, h = 1120 даПя. где Q — общий расход метановоэдушной смесл, отсасываемой по фланговой скважине на поверхность (Од+ q ), мз/c; h -- депрессия гаэоотсасывающего вентилятора В M ЦГ-7, да Па), 2.10. Определяем падение депрессии по фланговой скважине 1ф.с. = (+ |ф.с. — (+h)) = — 420,8 — (— 1020) =

699,2 даПа.

2.11. Определяем удельное сопротивление фланговой скважины

1 б. .с 699,2

300 (5,7) уд.ф.с =- —. = 0,08 к,й/м где ф — длина фланговой скважины, 300 м.

2.12. Определяем диаметр фланговой скважины о ее удельному сопротивлению

10 где аф — козффлциент аэродинамического сопротивления фланговой скважины, 3 10

2,13, Определяем диаметр двух параллельных подземнь х скважлн, пробуренных из забоев подготовительных выработок, проводимых по нижепежащему пласту в выработанное пространс во отработанного вышеле>кащеГÎ плас iа

6.5 |тп;+ — — — -- - -2- )

В уд и с и

25 — (1 (6,5 4,510 1л„ 4.54 22

ГДЕ ап — КпзффИЦИЕНт аЭООДИНаМИЧЕСКОГО СОпротивления под-:.-;мных сква»кин, 4,5 I0I л — 4

Таким обра.=.;.,. для отвода аэа. вь деЛЯЮЩЕГОСЯ Г РИ 0: НСВРЕМЕННОМ ГИДРОГT.КИме в забоях двух подl QTOB!iTeilьных выработок, провод."мых по нижележащему и IacTv, 00!1!7+3e<>IHb скважинам!1 выраООтаннпму простое-с ву ранее Отработанных лав по;|=:шележан,в1у пга;-.Гу q7; нол 1500 м, 1 в объеме qf == 1,4 . /c с О:н|1мае ся диа:.;етр

КажДОй |.,КВа.:КИ HI .!" I С|7 | == . 00 М" .

|,pедлаГае»1ь и с! 0cоб B сpаBHениi", с

000T0 ип.",; 1меет сл"„",> ющ«е преимущества. обеспе-чсвает локали Iaц Ilo практически неограниченногс;.о;:, ества выделивше ося !333 при 0!70.=å,:.,е;-э1,. противовыбросных мерог риятий и I!a0: .-,ванны 1 отвод его на дневную . Ов рхность, сникает |ожарооHaCHQCTb Нри отрава-:к" вь,".0" i 030HO,HblX угольных ;.аст03, о. е пе:.» -.: -BT Ое3003.".— ность рабо i в тосно ::i пр0f1 шлР ннОс | и.

Q 70мvлa эобрете Hия

50 (Г!0006 000B ="p.I-.;». :-- 33 зсч ГОр:- Ои Выработки. |70|оподимс|»I Г10 вь!|-,ОкОГаэонссным угольным пласта ", вклгочающи, подачу по наги=.:ательнсл ., Трубопроводу с ежего воздуха в выраоотк; и i, призабойному про55 странству и оTB0 1э н: ;—-о вы|1елившегося при проведении противовь бросных мероприятий |-аэа, изоляцигс гр|;забойного noocTpaHcTsa, О т л !1 ч а ю щ и Й с я TOM. что, с целью повышения эффективности проветривань л пугем !of:3лиэации и иэолирован1701933

Составитель Л, Серова

Редактор Н. Кобылянская Техред M.MoðãåíTàë

Корректор Н, Ревская

Заказ 4522 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-З5, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Пагент", r, Ужгород, ул.Гагарина, 101 ного отвода газа, выделившегося при проведении противовыбросовых мероприятий, на дневную поверхность газоотсасывающим вентилятором по фланговой газодренажной выработке и снижения пожароопасности при отработке свиты высокогазоносных угольных пластов, до проведения выработки в высокогазоносную зону призабойное пространство проводимой выработки аэродинамически соединяют с выработанным пространством с помощью вентиляционного канала, фланговую гаэодренажную выработку соединяют с выработанным пространством с помощью сбойки, а изоляцию призабойного пространства осуществляют посредством вентиляционных дверей, которые закрывают при проявлении газодинамических явлений, при этом весь свежий воздух, подаваемый нагнетательным трубопроводом, выпускают перед закрытой вентиляционной дверью, а выделившийся иэ высокогазоносной зоны гаэ отводят из изолированного призабойного пространст5 ва по вентиляционному каналу, причем в изолированном приэабойном пространстве дистанционно измеряют давление воздуха и содержание в нем газа и при снижении давления в изолированном призабойном

10 пространстве ниже атмосферного в него направляют часть свежего воздуха, подаваемого нагнетательным трубопроводом, а при снижении содержания газа в сбойке дистанционно возводят временную вентиляцион15 ную перемычку, причем в этот момент открывают вентиляционную дверь в прово, димой выработке и весь свежий воздух из

Нагнетательного трубопровода подают в призабойное пространство.