Способ определения газового баланса лавы

Способ определения газового баланса лавы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

5837

ОПИСА:

ИЗОБРЕТЕ

К АВТОРСКОМУ СВИД (61) Дополнительное к авт. св (22) Заявлено 28.05.75(21) 2 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 05.04.7gp

Дата опубликования опи

Союз Советник

Социалмстическии

Республик

Кл

21 Г 5/00

Государственный комитет

СССР по делам изаоретений н открытий

K 622.817 (088.8) (72) Автор изобретения

А. Э. Петросян, Н. И. Устинов и В. С. Пак

Ордена Трудового Красного Знамени институт горного дела им. А. А. Скочинского (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГАЗОВОГО

БАЛАНСА ЛАВЫ

Изобретение относится к горной промышле ItlocTH и может быть использовано для определения источников газовыделения в лавах угольных шахт.

Известен способ определения дебита и энергии выброшенного в лаву газа, основанный на установлении градиента газового давления в призабойной зонс пласта (!).

Недостатком этого способа является невысокая точность, обусловленная тем, что не учитывается дебит метана из выработанного пространства.

1О

Известен также способ определения газового баланса лавы, основанный на производстве нопсрсчных газовоздушных съемок в сечениях лавы, включающий замеры дебита воздуха, и минимальной концентрации газа в сечении (2) .

Недостатком данного способа является невысокая точность его.

Цель изобретения заключается в повышении точности способа.

Поставленная цель достигается тем, что дополнительно и одновременно с остальными проводят поперечные газовоздушные съемки на входе и выходе из лавы, с учетом ком1плекса выполненныx замеров устанавливают распределение плотности газовыделения по длине очистного забоя и прилсгаюгцего к нему вентиляционного штрека, а градиент плотности и выделенные по ним зоны с однородными источниками газа используют для определения газообильностн и составляющих газового баланса лавы по формуле =К - — (К -K ) l — li ) Sly V в в. xi,xiHH, где К, К, К вЂ” градиент плотности газовыделения соответственно в 1, IL, и 111 зонах,,|3 мин >>4.

) — длина лавы, м;

lq — длина лавы, с которой наблюдается газовыделение из выработанного пространства в призабойнос;

1в- длина вертикального штрска от выхода из лавы до пункта замера, и;

S- поперечное сечение лавы, м -";

Яв — сечение вентиляционного штрека в пункте замера, м .

Сущность изооретения поясняется графиком, характеризующим зависимость плотности газовыделения от длины лавы и прилегающего к ней вентиляционного штрека.

655837

5 ! о

35

Сущность данного способа заключается в следующем.

По ширине призабойного пространства лавы проводятся газовозду нные съемки.

Количество станций замера зависит от схемы проветривания участка. При схемах проветривания на вентиляционный штрек в выработанном пространстве число замерных станций может быть несколько меньше, чем при схемах проветривания на вентиляционный штрек в целике угля, при которых количество станций замера в очистном забое должно быть не менее четырех, расположенных Но ходу вентиляцион!QH струи на расстоянии 0,25; 0,5; 0,75; и 0,9 длины лавы. Кроме того, для более полного представления о газовыделении в призабойном пространстве очистного забоя дополнительно вводятся пункты замера на входе и выходе из лавы.

Газообильность лавы определяют по замерам, выполненным в 10 — 15 м от выхода из очистного забоя.

Все съемки проводят одновременно в ремонтную смену.

На каждой замерной станции поперечное сечение лавы в зависимости от числа

«дорожек» делят на несколько частей в которых замеряют сечение, скорость воздуха и концентрацию метана. Эти же параметры замеряют и на исходящей из лавы вентиляционной струе.

По данным замеров определяют дебит метана па замерной станции, газообильность лавы и соответствующие им значения плотности газовыделения. Строят график зависимости плотности газовыделения от длины очистного забоя и прилегающего к нему вентиляционного штрека.

Общий вид зависимости плотности газовыделения от длины выработок лавы определяют исходя из последующих соображений.

Плотность газовыделения, обусловленная дебитом метана из разрабатываемого пласта, (io мере увеличения длины лавы изменяется по некоторой S-обратной кривой, это объясняется тем, что градиент плотности на участках прилегающих к откачному и вентиляционному штрекам, в результате повышенного дренирования газа из пласта через две плоскости обнажения несколько ниже, чем в средней части лавы. Однако, это увеличение темпа дренирования, как показывают многочисленные фактические данные, столь незначительно, что практически

S-образную зависимость можно аппроксимировать прямой линией. Линейная зависимость между этими величинами будет наблюдаться и при наличии двух или нескольких равномерно рассредоточенных по длине лавы источников газовыделения. Такими источниками могут быть газоносные породы кровли и почвы пласта и примыкающее к лаве выработанное пространство.

В случае, когда газ из выработанного пространства выделяется как в призабойное пространство лавы, так и на вентиляционный штрек, S-образная зависимость будет выражена более ясно. Величина плотности газовыделения и зона активного дебита метана из выработанного пространства зависят от степени разгрузки подрабатываемой и надрабатываемой толщи и схемы проветривания участка. Ступень разгрузки влияет в основном на величину газовыделения, а схема проветривания участка определяет протяженность и место нахождения зоны активного газовыделения из выработанного пространства. При схемах проветривания на вентиляционный штрек в цилике угля резкое увеличение градиента плотности газовыделения будет наблюдаться на некотором отрезке длины лавы, а при схемах проветривания на вентиляционный штрек в выработанном пространстве — в выработке с исходящей струей воздуха.

По градиенту плотности газовыделения в пределах лавы можно выделить следующие зоны газовыделения:

1 — зона, обусловленная газовыделением из разрабатываемого пласта;

II — зона активного газовыделения из выработанного пространства в лаву;

111 — зона активного газовыделения из выработанного пространства на вентиляционный штрек.

Количество зон в лаве, как было показано выше, зависит от конкретных геологических и горнотехнических условий на участке.

Для простоты расчетов полученную S-образную зависимость с некоторой погрешностью аппроксимируют тремя прямыми линиями ОА, АВ и ВС (см. чертеж), каждая из которых характеризует изменение плотности газовыделения по длине соответственно в 1, II u III зонах.

Абсцисса точки А пересечения прямых

ОА и АВ служит границей между двумя первыми зонами и характеризует длину лавы, с которой начинается поступление метана из выработанного пространства в призабойное. Границей между 11 и 111 зонами является выход из очистного забоя (точки В на чертеже).

Значения градиента плотности газовыделения в зонах и их протяженность учитывают при определении газового баланса в пределах лавы, рассчитываемых по формуле:

J = К SI + (К вЂ” К>) (I — li) SI+ К,Яв!в из/мин, где К4, Kg, КЗ вЂ” градиент плотности газовыделения соответственно в 1, 11 и III зонах, мз/мин м4.

1 — длина лавы, м;

14 — длина лавы, с которой наблюдается газовыделение из выработанного пространства в призабойное, м;

655837

Формула изобретения

Ъ

Ъ

Ъ о ч ь

Ъ

1 д ог us а

Длина, м

Составитель И. Аллагулов

Редактор Т. Авдейчик Техред О. Луговая Корректор Л. Веселовская

Заказ 1478/27 Тираж 656 Подписное

ЫНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открьпий

1 I 3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

1> †дли вентиляционного штрека от выхода из лавы до пункта замера, м;

S — поперечное сечение лавы, м ;

Ss сечение вентиляционного штрека в пункте за мера, м .

Применение данного способа позволит повысить точность определения газового баланса лавы на 30 — 50 /о. Кроме того, он упрощает определение составляющих газового баланса и наглядно иллюстрирует изменение дебита газа из различных источников по длине очистного забоя.

Способ определения газового баланса лавы, основанный на производстве поперечных газовоздушных съемок в сечениях лавы, включающий замеры дебита воздуха, метана и минимальной концентрации газа в сечении, отличающийся тем, что, с целью 20 повышения точности способа, дополнительно и одновременно с остальными проводят поперечные газовоздушные съемки на входе и выходе из лавы, с учетом комплекса выполненных замеров устанавливают распределение плотности газовыделения по длине очистного забоя и прилегающего к нему вентиляционного штрека, а градиент плотности и выделенные по ним зоны с однородными источниками газа используют для газообильности и составляющих газового баланса лавы по формуле:

J = KJF + (Ka — К, ) (I — ), ) S I+ К,ЗВ)в .. /м», где Кт, К, К,— градиент плотности соответственно в 1, II, и111 зонах, мз/мин м4.

1 — длина лавы, м;

14 — длина лавы, с которой наблюдается газовыделение из выработанного пространства в призабойное, м;

1в-длина вентиляционного штрека от выхода из лавы до пункта замера,м;

S — поперечное сечение лавы, м ;

Яв- сечение вентиляционного штрека в пункте замера, м .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Проблемы рудничной аэрологии внезапных выбросов угля и газа. Издательство

АН СССР, М., 1958, с. 46.

2. Абрамов Ф. А., и др. Определение газового баланса в лавах угольных шахт.«Уголь Украины», 1972, й/в 8, с. 39 — 40.