6.1.3. Проверка схем проветривания по опасности местных скоплений метана

Схемы проветривания выемочных участков должны про­веряться по опасности местных скоплений метана на сопря­жении лавы с вентиляционной выработкой (схемы 1-М) и в очистной у выработанного пространства под вентиляционным штреком (схемы 1-В, 2-В, 3-В и 1-К).

При схемах проветривания выемочных участков к выдаче исходящей струи на массив угля и погашении вентиляционных выработок (схемы 1-М) возможность образования местных скоплений метана с концентрацией выше нормы на сопряже­нии (в тупике погашения) исключается, если

_

K_o = ( 1434 I_вn √S ) / [Q_yч^1,5 ((k_ут.в – 1)/ k_ут.в ) ^1,5 ] ≤ 1 (6.1)

где ko — коэффициент, учитывающий опасность местных скоп­лений метана на сопряжении лавы с вентиляционной выра­боткой;

I_вn — среднее фактическое (ожидаемое) метановыделение

из выработанного пространства на выемочном участке, м³/мин; определяется при расчете ожидаемой метанообильноети по при­родной метаноносности по формуле (3.82), а для действующих шахт — по результатам газовой съемки, проводимой в соот­ветствии с Руководством по производству депресионных и га­зовых съемок в угольных шахтах, или по разности расхода метана в вентиляционной выработке (20-30 м от лавы) и в лаве (10-15 м от вентиляционной выработки);

S — проектная площадь поперечного сечения вентиляци­онной выработки в свету, м²;

Q_yч — расход воздуха на выемочном участке, м³/мин;

k_ут.в — коэффициент, учитывающий утечки воздуха через выработанное пространство; определяется согласно указаниям пункта 6.2.2.

При изолированном отводе метана из выработанного про­странства по жесткому трубопроводу с эффективностью 70% и неподдерживаемой выработке с эффективностью 50% с по­мощью газоотсасывающих установок проверку %р по формуле

(6.1) производить не следует.

При схемах проветривания выемочных участков с выдачей исходящей струи на выработанное пространство (схемы типа 1-В, 1-К, 2-В, 3-В) возможность образования опасных скоп­лений метана в очистной выработке у выработанного простран­ства под вентиляционным штреком (при наличии бутовой полосы, плит БЖБТ, чураковой стенки, бутокостров, костров — у нижней их кромки) исключается, если

_

К_о= (113,2 I_в.п.k_в.п.) /((Q_уч – Q_доп) ((k_ут.в – 1)/ k_ут.в ) k_ут.л) ) ≤ 1 (6.2)

где k_в.n — коэффициент, учитывающий метановыделение из выработанного участка в призабойное, доли ед.; определяется согласно указаниям подраздела 3.3;

kут.в — коэффициент, учитывающий поступление (притечки) воздуха из выработанного пространства в призабойное, доли ед.; принимается согласно указаниям подраздела 3.3;

Qдон — расход воздуха, необходимый для подсвежения исходящей из выемочного участка вентиляционной струи, м3/мин; принимается в соответствии с указаниями пункта 6.2.2.

Если проверка покажет, что у сопряжения лавы с венти­ляционной выработкой возможно образование опасных скоп­лений метана, следует пересмотреть схему дегазации сбли­женных пластов и вмещающих пород скважинами с целью обеспечения более высокой эффективности дегазации, после чего вновь произвести проверку схемы на опасность скоплений метана. Если при этом не устраняется опасность, то нужно изменить, если это возможно, схему проветривания участка (например, схему с выдачей исходящей струи на массив угля заменить на схему типа 1-В или 3-В). Если же за счет изменения схемы проветривания нельзя устранить опасные скопления метана, то рекомендуется использовать следующие способы управления метановыведением средствами вентиля­ции:

* изолированный отвод метана из выработанных пространств за пределы выемочных участков по трубопроводам или не­поддерживаемым выработкам с помощью газоотсасывающих установок или общешахтной депрессии;

* отвод метана из выработанного пространства по коротким трубопроводам с помощью пневматических вентиляторов или эжекторов с выпуском метановоздушной смеси в исхо­дящую струю участка;

* отвод метана из выработанного пространства с помощью специальных газоотсасывающих установок типа УСМ, УВГ с выпуском МВС в исходящую струю участка;

* отвод метана из выработанного пространства в вентиляци­онную выработку с помощью каналов, оставляемых в бу­товой полосе;

* подачу дополнительного расхода воздуха в погашаемый ту­пик с помощью вентилятора местного проветривания (ВМП),

установленного на свежей струе в соответствии с требова­ниями ПБ.

6.1.4. Способы и средства предупреждения образования местных скоплений метана

6.1.4.1. Изолированный отвод метана из выработанных пространств за пределы выемочных участков по трубопроводам и неподдерживаемым выработкам с помощью газоотсасывающих вентиляторов (эжекторов) рекомендуется применять при

метанообильности выработанного пространства 4,0 м3/мин и более, когда вентиляция и дегазация, как правило, не могут обеспечить норму содержания метана в горных выработках.

Метан, отводимый за пределы выемочных участков, вы­пускается в выработку с исходящей вентиляционной струей после предварительного разбавления его воздухом в смеситель­ной камере до норм ПБ.

Изолированный отвод метана осуществляется по проекту, утвержденному техническим директором производственного объединения, согласованному с МакНИИ и территориальным управлением Госнадзорохрантруда Украины, а при отводе по неподдерживаемым выработкам на пластах, склонных к само­возгоранию, — дополнительно с НИИГД. Проект является неотъемлемой частью паспорта выемочного участка.

В качестве источника тяги могут быть использованы эжек­торы и газоотсасывающие вентиляторы, в которых исключена возможность воспламенения метана при ударах и трении вра­щающихся частей о корпус вентилятора. Электрический привод вентилятора должен омываться свежим воздухом.

На рис. 6.2, 6.3, 6.4 показаны схемы проветривания вы­емочных участков с отводом метана из выработанного про­странства за пределы участка по трубопроводам (рис. 6.2, 6.3) и неподдерживаемой выработке (рис. 6.4) с использованием газоотсасывающих установок, а на рис. 6.5 — схемы провет­ривания выемочных участков, при которых для изолированного отвода метана могут быть использованы неподдерживаемые горные выработки.

Изолированный отвод метана по трубопроводам или непод­держиваемым выработкам с использованием газоотсасывающих ус­тановок допускается предусматривать в проектах новых и рекон­струируемых шахт, а также в паспортах подготовки выемочных участков на действующих шахтах. Снижение метанообильности

Рис. 6.2. Схемы изолированного отвода метана из погашаемого тупика вентиляционной выработки: 1 — вентилятор; 2 — трубопровод; 3 — смесительная ка­мера; 4 — всасывающий патрубок; 3 — перемычка; б — регулирующее окно

Рис. 6.3. Схема изолированного отвода метана при сплошной системе разработки: 7 — вентилятор; 2 — трубопровод; 3 — смесительная камера

Рис. 6.4. Схема изолированного отвода метана по не­поддерживаемой вентиляционной выработке: 7 — вен­тилятор (или эжектор); 2 — трубопровод; 3 — сме­сительная камера; 4 — перемычка; 3 — ограждающая перемычка

выемочных участков, достигаемое при изолированном отводе метана по трубопроводам и неподдерживаемым выработкам с использованием газоотсасывающих установок, следует учиты­вать при расчете необходимого расхода воздуха и максимально допустимой нагрузки на очистной забой.

Отвод метана из выработанного пространства при столбовой системе разработки (рис. 6.2) с помощью газоотсасывающей установки производится по жесткому трубопроводу диаметром 0,5-0,9 м. Погашаемый тупик, длина которого не должна пре­вышать 6 м, отделяется от выработки дощатой перемычкой, обитой материалом для вентиляционных труб. Перемычка пе­реносится через каждые 2-3 м подвигания очистного забоя. К всасывающему концу жесткого трубопровода подсоединяется гибкая гофрированная труба или гибкая труба, армированная металлическими кольцами, длиной 7-10 м и диаметром, равным диаметру жесткого трубопровода. Труба заканчивается патруб­ком, имеющим приспособление для подвески его в выработке. Выходное отверстие патрубка закрывается металлической ре­шеткой с размером ячеек 20x20 мм. Всасывающий патрубок размещается в верхней части погашаемого штрека у стенки, противоположной выходу из лавы. Если крепь сопряжения (или крепь выемочного комплекса) не позволяет завести в погашаемую часть выработки трубопровод принятого диамет­ра, то газосборная часть его может быть выполнена из не­скольких гибких труб диаметром 0,2-0,3 м со всасывающими патрубками. Общая площадь сечения этих труб должна быть равна площади поперечного сечения газоотводящего трубо­провода. Метан, отсасываемый из выработанного пространства, транспортируется по трубопроводу к смесительной камере, через которую выпускается в общую исходящую струю.

Трубопровод должен быть собран из жестких труб, изго­товленных из материалов с поверхностным электрическим

Рис. 6.5. Схемы проветривания выемочных участков с отводом метана из выработанных пространств по неподдерживаемым выработкам: а — с использованием участковой выработки; б, е — с использованием вы­работок ранее отработанных лав; ск — смесительная камера

сопротивлением не более 3 -108 Ом. Стыки должны быть тща­тельно уплотнены. Повороты трубопровода выполняются плав­но, радиусом не менее 1,5 d_mp.

На жесткой части трубопровода против окна лавы должно

быть устроено окно площадью 0,2x0,15 м², закрываемое за­движкой. Окно с задвижкой служит для регулирования кон­центрации метана в трубопроводе путем подачи в него допол­нительного воздуха из выработки. Концентрация метана в трубопроводе не должна превышать 3,5%.

Перед окном на расстоянии 1,0-1,5 м в сторону тупика устанавливается заслонка, предназначенная для перекрытия трубопровода при остановках газоотсасывающего вентилятора. Проветривание трубопровода после его перекрытия обеспечи­вается за счет общешахтной депрессии.

Для контроля содержания метана в трубопроводе в 3-5 м от окна по ходу движения смеси и у вентилятора на нагне­тательной части трубопровода устанавливаются штуцера.

Конец трубопровода, через который выпускается МВС, заводится в смесительную камеру и снабжается коленом, обес­печивающим выход метана из трубопровода под углом 45° к направлению основного вентиляционного потока. Смесительная камера представляет собой часть выработки, отшитую сплош­ной продольной перегородкой из негорючего материала. Длина смесительной камеры 5-6 м, ширина не менее 1,5 м. Вход в камеру и выход из нее ограждается металлическими решет­ками. Выработка в месте сооружения камеры и на расстоянии 5 м в обе стороны от нее должна быть закреплена негорючей крепью. Вентилятор газоотсасывающей установки должен раз­мещаться в камере, проветриваемой свежей струей воздуха и удовлетворяющей требованиям ПБ, предъявляемым к элект­ромашинным камерам.

При сплошной системе разработки (рис. 6.3) метан с по­мощью газоотсасывающей установки и отростков труб улав­ливается в просеке шириной 1,5 м, оставляемой в выработанном пространстве у бутовой полосы. Крепь должна предохранять просек от завала на протяжении 150 м от лавы. Для уменьшения подсосов воздуха в печах выкладываются две чураковые пе­ремычки, пространство между ними заполняется глиной, вдоль бутовой полосы со стороны вентиляционной выработки выкла­дывается чураковая стенка или производится герметизация синтетическим материалом. Отростки трубопровода, заклады­ваемые через каждые 50 м, включаются в работу на расстоянии

30-40 м от лавы и выключаются при отходе ее на 150 м. В работе постоянно находятся два-три отростка.

Отвод метана из выработанного пространства по непод­держиваемым выработкам с помощью газоотсасывающих ус­тановок производится по трубопроводу, проложенному через перемычку, изолирующую неподдерживаемую выработку от действующей (рис. 6.4). Наибольший эффект достигается, ког­да неподдерживаемая выработка примыкает к угольному мас­сиву или охраняется целиками, крепь из нее не извлекается, а усиливается стойками или кострами. Если неподдерживаемая выработка охранялась со стороны действующей лавы целиками или бутовой полосой, то в них устраиваются каналы шириной 1,5-2,0 м с интервалом 10 м, обеспечивающие свободный выход метана из выработанного пространства в выработку. Со стороны очистного забоя погашаемая выработка ограждается, чтобы в нее не могли войти люди.

Расчет параметров и выбор газоотсасывающих установок при отводе МВС по трубопроводу или неподдерживаемой вы­работке за пределы выемочных участков, а также меры без­опасности при их эксплуатации приведены в подразделе 6.3.

6.1.4.2. Изолированный отвод метана по неподдерживае­мым выработкам за счет общешахтной депрессии обеспечивает высокий эффект, если неподдерживаемые выработки не пога­шают, а крепь усиливают, как это указано выше.

Неподдерживаемые выработки должны ограждаться, чтобы в них не могли пройти люди. Выпуск МВС из них в дейст­вующие выработки осуществляется через смесительную каме­ру. Концентрация метана на выходе из смесительной камеры не должна превышать 2,0%.

Депрессия h_н.в., обеспечивающая необходимый расход МВС

по неподдерживаемым выработкам, определяется по формуле (6.62). Величина Q_см, входящая в эту формулу, должна быть

не менее 0,3 Q_уч (1 - 1 /k_ут.в.). При выполнении этого условия

эффективность отвода метана будет не менее 50%, что обес­печивает ликвидацию опасных скоплений метана на сопря­жении лавы с погашаемой вентиляционной выработкой. Расход отводимой МВС не должен превышать 30% расхода воздуха, поступающего на участок.

Величина депрессии h_н.в. должна быть не менее фактиче­ской (h_н.в.ф), измеренной в выработках, параллельных газо-

отводящему пути. Она определяется как сумма депрессий дей­ствующих выработок, соединяющих выработанное пространство с местом установки смесителя. Если h_нв> h_нвф, то данный способ без дополнительного источника тяги не может быть применен.

Снижение метанообильности выемочных участков, достиг­нутое при изолированном отводе метана по неподдерживаемым выработкам за счет общешахтной депрессии, не должно учи­тываться при расчете максимально допустимой нагрузки, так как эффективность отвода метана изменяется во времени.

6.1.4.3. Отвод метана из выработанного пространства по коротким трубопроводам с помощью пневматических вентиля­торов или эжекторов с выпуском МВС в исходящую струю участка применяется для борьбы с местными скоплениями метана на сопряжении очистной выработки с вентиляционной (в погашаемом тупике) при метановыделении из выработанного

пространства от 1,5 до 4,0 м³/мин. Опасные местные скопления метана в тупиках погашения ликвидируются, если обеспечи­вается эффективность отвода метана не ниже 70%.

На рис. 6.6 показана схема отвода метана из погашаемого тупика с помощью эжектора.

Пневматические вентиляторы, используемые для отвода МВС, изготавливаются из материалов, исключающих возмож­ность воспламенения метана при ударах и трении вращающихся частей о корпус вентилятора.

Размещение газоотводящего трубопровода (установки) дол­жно осуществляться по схеме, утвержденной главным инже­нером шахты. При разработке схемы необходимо предусмат­ривать следующее.

Электрооборудование должно размещаться от смесителя установки (смесительной камеры) на расстоянии не менее 15 м по направлению движения вентиляционной струи.

Длина газоотводящего трубопровода должна быть не менее 40-50 м. В качестве смесителя может использоваться метал­лическая труба диаметром 0,8-1,0 м, длиной 1,5-2,0 м, за­крепленная у выходного отверстия трубопровода с помощью металлических распорок.

Выбор диаметра трубопровода, источника тяги (эжектора, пневматического вентилятора), а также мер, обеспечивающих безопасность отвода метана, производится в соответствии с пунктом 6.3.2.

Рис. 6.6. Схема отвода метана из погашаемого тупика вентиляционной выработки в исходящую струю вы­емочного участка с помощью эжектора: 7 — эжектор; 2 — газоотводящий трубопровод; 3 — регулировочное окно; 4 — клапан-заслонка; 5 — перемычка; 6 — смесительная камера

Расчет параметров изолированного отвода и мероприятия по безопасности долины быть включены в паспорт выемочного участка.

6.1.4.4. Отвод метана из выработанного пространства в исходящую струю выемочных участков по трубопроводам с помощью специальных установок (типа УСМ-02, УВГ-1) ре­комендуется применять для борьбы с местными скоплениями метана на сопряжении очистной выработки с вентиляционной (в погашаемом тупике) при метановыделении из выработан­ного пространства до 3,0 м³/мин. Установку УСМ-02 реко­мендуется применять при метанообильности выработанного пространства до 1,5 м³/мин, а УВГ-1 — до 3,0 м³/мин.

Схема установки УСМ-02 приведена на рис. 6.7, а уста­новки УВГ-1 — на рис. 6.8. Размещение установок в выра­ботках должно осуществляться по схеме, утвержденной глав-

Рис. 6.7. Схема отвода метана из погашаемого тупика вентиляционной выработки в исходящую струю вы­емочного участка в помощью установки УСМ-02: 1 — центробежный вентилятор; 2 — газоотводящий тру­бопровод; 3 — гибкая гофрированная труба; 4 — смесительное устройство; 5 — регулировочное окно; 6 — клапан-заслонка; 7 — перемычка

ным инженером шахты. При разработке схем необходимо учи­тывать следующее.

Электрооборудование должно размещаться от смесителя установки на расстоянии не менее 15 м по направлению дви­жения вентиляционной струи.

Установка должна подключаться к подстанции, питающей вспомогательные токоприемники, кроме токоприемников очи­стного забоя (комбайн, конвейер).

Схема электроснабжения участка должна обеспечивать:

• отключение потребителей лавы и вентиляционного штрека при не работающей установке;

• отключение электроснабжения установки и потребителей лавы и вентиляционного штрека при концентрации метана в исходящей струе лавы или выемочного участка и в 2—3 м от смесителя установки 1,3 % и более;

Рис. 6.8. Схема отвода метана из погашаемого тупика вентиляционной выработки с помощью установки УВГ-1: 1 — перемычка; 2 — патрубок; 3 — заслонка; 4 — регулировочное окно; 5 — гибкое соединительное звено; 6 — газоотводящий трубопровод; 7 — венти­лятор; 8 — смеситель

• отключение электроснабжения потребителей лавы и венти­ляционного штрека, кроме установок, при концентрации метана в погашаемом тупике у перемычки 2% и более.

При эксплуатации установок необходимо осуществлять контроль концентрации метана в газоотводящем трубопроводе установки (за регулировочным окном по ходу вентиляционной струи) и на выходе из смесителя в 0,5 м от него переносными приборами эпизодического действия. Замеры длины осущест­вляться не реже одного раза в смену сменными инженерно-техническими работниками участка и не менее одного раза в сутки работниками участка ВТБ. Если концентрация метана в газоотводящем трубопроводе за регулировочным окном будет превышать 3,5%, то необходимо увеличить расход воздуха в трубопроводе за счет открывания задвижки окна.

Концентрация метана на выходе из смесителя не должна достигать 2% и более.

Концентрация метана на выходе из смесителя должна также контролироваться стационарным автоматическим при­бором. Датчик устанавливается против смесителя в 2-3 м от него по направлению вентиляционной струи, при этом уставка датчика должна быть 1,3%.

6.1.4.5. Выпуск МВС из выработанного пространства через каналы в бутовой полосе, выкладываемой у вентиляционной выработки, может применяться для устранения скоплений ме­тана у сопряжения лавы с вентиляционной выработкой при поддержании такой выработки в выработанном пространстве.

На рис. 6.9 показана рекомендуемая схема расположения каналов в бутовой полосе для отвода метана, при которой отпадает необходимость устройства в вентиляционной выра­ботке смесительной камеры в местах выпуска газа, а на рис. 6.10 — с устройством, при необходимости, смесительных камер.

Согласно схеме, представленной на рис. 6.9, в бутовой полосе наряду с поперечными каналами 3 устраивается про­дольный канал 7, в котором происходит перемешивание метана с воздухом, поступающим из рабочего пространства лавы. Про­дольный канал играет роль камеры смешения. Из него МВС под действием общешахтной депрессии поступает в вентиля­ционную выработку через стенку 2, устраиваемую в вырабо­танном пространстве у крепи выработки. За счет этой стенки МВС рассредоточивается по длине выработки вблизи лавы, что создает условия для хорошего перемешивания метана с воз­духом. Устройство поперечных и продольных каналов не сни­жает несущей способности бутовой полосы.

Необходимая ширина канала b₀ принимается в зависимости

от величины коэффициента k_ут.в. При k_ут.в.≤ 1.4 b_o =1,0 м, при k_ут.в.= 1,4-1,6 b_o= = 1,5 м, при k_ут.з.> 1,6 b_o = 2,0 м.

Расстояние между каналами принимается равным 10 м. В действии должны находиться два канала. После устройства нового канала старый закладывается чураковой перемычкой. Действующие каналы во избежание доступа в них людей дол­жны перекрываться металлическими решетками со стороны штрека (рис. 6.10). Каналы не следует устраивать под устьями дегазационных скважин.

При ширине канала 2 м расстояние между ними умень­шается до 5 ц. Ширина камеры смешения (продольного канала, см. рис. 6.9) и ширина стенки приведены в табл. 6.2.

Стенка устраивается из породы, бутокостров, чураков.

Рис. 6.9. Схема устройства каналов в бутовой полосе: V — продольный канал; 2 — стенка; 3 — вентиля­ционная выработка; 4 — лава; 3 — поперечный канал; б — просек

Для более свободного прохода к каналам МВС у бутовой полосы со стороны выработанного пространства устраивается канал (просек) шириной до 1,5 м.

Таблица 6.2 Параметры камеры смешения и стенки

Газовыделение из выработанного пространства, м /мин	Ширина, м
	камеры смешения (продольного канала)	стенки
до 3	0,7	до 3
3-5	0,7-1,0	1,3-2,0
3-8	1,0-1,5	1,5-2,0
8-15	1,5-2,0	1,0-1,5

Рис. 6.10. Схема отвода МВС по каналам в бутовой полосе под вентиляционным штреком

Каналы по описанной схеме рекомендуется устраивать при ширине бутовых полос более 5 м при ручной и механизиро­ванной и более 2 м при пневматической закладках породы.

Если концентрация метана в МВС, отводимой через ка­налы, превышает 2% (для каналов, приведенных на рис.6.10), то для разбавления метана необходимо применять один из способов, рекомендуемых в Инструкции по разгазированию горных выработок, расследованию, учету и предупреждению загазирований к ПБ.

Способы предупреждения и ликвидации слоевых и местных скоплений метана в выработках выемочного участка приведены в приложении 3.

6.1.4.6. Подачу дополнительного расхода воздуха в пога­шаемый тупик для борьбы со скоплениями метана с помощью ВМП целесообразно применять при метановыделении из вы­работанного пространства до 2,0 м³/мин и длине столба до 800 м. Способ допускается применять только при отработке пластов угля, не склонного к самовозгоранию, по паспортам подготовки выемочных участков на действующих шахтах.

Подача ВМП определяется из условия разбавления метана, выделяющегося из выработанного пространства, до 1,0 %. ВМП устанавливается в выработке со свежей струей воздуха (рис. 6.11) в соответствии с требованиями ПБ.

Рис. 6.11. Схема подачи расхода воздуха в погашаемый тупик вентиляционной выработки вентилятором мест­ного проветривания: 7 — ВМП; 2 — вентиляционный трубопровод; 3 — дощатая перемычка

Расход воздуха, подаваемого ВМП в погашаемый тупик, должен составлять не более 20% от расхода воздуха, необхо­димого дня проветривания выемочного участка.

6.1.5. Схемы с автономным проветриванием выемочных участков

На рисунках П.2.9-П.2.11 приложения 2 показаны типо­вые варианты схем с автономным проветриванием выемочных участков. Эти схемы необходимо предусматривать в проектах строительства новых шахт и на действующих шахтах при подготовке новых горизонтов, панелей, блоков в случае от­работки пологих пластов тонких и средней мощности, особо опасных по выбросам и взрывам угольной пыли.

Схему, приведенную на рис. П.2.9, рекомендуется при­менять при отработке бремсберговых панелей столбами по простиранию, на рис. П.2.10 — при отработке уклонных па­нелей столбами по простиранию, а на рис. П.2.11 — столбами по восстанию.

В схемах с автономным проветриванием обеспечивается более высокая степень обособленности проветривания каждого очистного и тупикового забоев. При этом свежие струи, по-

ступающие в каждый такой забой, не имеют аэродинамической связи между собой внутри вентиляционного участка (блока, панели). Например, в схеме, представленной на рис.П.2.9, свежая струя поступает в каждую лаву по своему вспомога­тельному бремсбергу, которые изолированы друг от друга и от конвейерного бремсберга взрывоустойчивыми вентиляцион­ными сооружениями. В каждый тупиковый конвейерный штрек свежая струя также поступает по своим фланговым выработкам. Принцип более высокой степени обособленности проветривания соблюдается и в отношении исходящих струй выемочных уча­стков.

При конструировании и применении таких схем необхо­димо руководствоваться следующими положениями:

* все основные подготовительные выработки в крыле, панели, блоке (бремсберги, уклоны, фланговые выработки) проводить на всю их длину до начала эксплуатационных работ;

* применять схемы проветривания выемочных участков с пол­ным обособленным разбавлением вредностей (СПОРВ) с вы­дачей исходящей струи на фланговые выработки;

* осуществлять территориальное разделение работ по подго­товке выемочных участков и очистных работ;

* предусматривать разрыв конвейерных линий с устройством в местах разрывов гезенков с постоянно поддерживаемым слоем угля;

* применять взрывоустойчивые перемычки с лазом в местах разрыва конвейерных линий для разделения вентиляционных струй;

* в глубоких шахтах со сложными горно-геологическими ус­ловиями осуществлять по возможности погашение основных выработок по мере отработки ярусов и принимать меры по снижению проявления горного давления (проведение выра­боток в разгруженных от горного давления зонах, чередо­вание прямого и обратного хода при отработке ярусов и др.).

Конструкция взрывоустойчивых перемычек, гезенков и других узлов схем, обеспечивающих устойчивость проветри­вания, приведена в Технологических схемах разработки пла­стов на угольных шахтах на период 1990-1995 гг.

6.2. Расчет расхода воздуха для проветривания выемочных участков

6.2.1. Расчет расхода воздуха для проветривания очистных выработок

6.2.1.1. Общие положения

Расход воздуха, необходимый для проветривания очистных выработок, рассчитывается по выделению метана, углекислого газа, газов, образующихся при взрывных работах, по числу людей и проверяется по допустимой скорости воздуха, а при последовательном проветривании тупиковых выработок, при­мыкающих к очистным — также по подаче ВМП. Оконча­тельно принимается наибольший результат. Кроме того, на шахтах III категории по газу и выше расход воздуха, принятый для проветривания очистной выработки, должен быть проверен по метановыделению при внезапном прорыве метана из почвы выработки.

При выемке каменных углей с прослойками в пласте породы суммарной мощностью 0,05 м и более, или с присечкой боковых пород, а также антрацитовых пластов и температуре воздуха 16°С и выше расход воздуха должен быть дополни­тельно рассчитан из условия оптимальной по пылевому фак­тору скорости, если для разбавления вредных газов или по температурным условиям не требуется большая скорость воз­духа.

Для схем проветривания с примыканием исходящей струи к целику и погашением вентиляционной выработки (схемы типа 1-М, рис. П.2.3) расчет расхода воздуха по выделению метана (углекислого газа) следует вести сразу для выемочного участка по формуле (6.24).

В тех случаях, когда ожидаемое метановыделение для расчета расхода воздуха определялось по природной газонос­ности, по мере накопления данных о фактической метанообильности должен производиться повторный расчет расхода воздуха.

6.2.1.2. Расчет расхода воздуха по выделению метана (углекислого газа)

Расход воздуха для проветривания очистной выработки (лавы) по выделению метана (углекислого газа) определяется по формуле

_

Q_оч= (100 I_oч k_н )/ (C – C_o) (6.3)

где Q_оч — расход воздуха для проветривания очистной выра­ботки, м^З/мин;

I_oч — среднее ожидаемое (фактическое) газовыделение в очистной выработке, м³/мин; определяется при прогнозе метановыделения по природной метаноносности пласта по фор­муле (3.82), а углекислотообильности — в соответствии с подразделом 4.2; при расчете ожидаемого газовыделения по фактическому — в соответствии с указаниями, приведенными в пунктах 3.3.2 и 4.2.2;

С — допустимая согласно ПБ концентрация метана (уг­лекислого газа) в исходящей из очистной выработки вентиля­ционной струе, %;

С_о — концентрация газа в поступающей на выемочный

участок вентиляционной струе, %; определяется для выработок действующих шахт по результатам измерений, а для проек­тируемых принимается равной 0,05%;

k_н — коэффициент неравномерности метановыделения (вы­деления углекислого газа), доли ед.; значение коэффициента неравномерности метановыделения определяется по формуле (6.4) или берется из табл. 6.3, а выделения углекислого газа — принимается равным 1,6 при выемке каменных углей и антрацитов, при выемке бурых углей для механизированных лав — 2,3, а для лав с буровзрывным способом выемки угля — 2,6;

_

k_н =1,94 I^-0,14 (6.4)

Таблица 6.3.

Значения коэффициента неравномерности метановыделения

Среднее метано-выделение из очистной выра­ботки, выемочно­го участка, м3/мин	0,2-0,5	0,5-1-0	1,0-1,5	1,3-2,0	2,0-3,0	3,0-4,0	4,0-6,0	6,0-10,0	10,0-13,0	15,0-20,0	бо­лее 20,0
Значения kн	2,43-2,14	2,14-1,94	1,94-1,83	1,83-1,76	1,76-1,66	1,66-1,60	1,60-1,31	1,31-1,40	1,40-1,33	1,33- 1,28	1,28

Примечание. При выемке угля в лавах буровзрывным способом значение k_н, полученное по формуле (6.4) или взятое из табл. 6.3, необходимо умножить на коэффициент равный 1,2.

При обработке тонких крутых пластов щитовыми агрега­тами полосами по падению в расход Q_оч, определенный по формуле (6.3), входит воздух для проветривания полосы и монтажной ниши.

Расход воздуха для проветривания лав при максимально допустимой нагрузке на лаву по газовому фактору (метановыделению) определяется по формуле

Q_оч = Q_оч,мах k_0,3 = 60S _оч,мin*v_мах k_0.3 (6,5)

где Q_оч,мах — максимальный расход воздуха, который можно подать в очистную выработку, м^З/мин;

k_0.3— коэффициент, учитывающий движение воздуха по части выработанного пространства, непосредственно прилега­ющей к призабойному; принимается по табл. 6.4;

S _оч,min — минимальная площадь поперечного сечения призабойного пространства очистной выработки в свету, м²; при механизированных крепях принимается согласно табл. 6.5, а при индивидуальной крепи рассчитывается по формуле

S _оч,min = k_зm_в.пр. b_min (6.6)

где k₃— коэффициент, учитывающий загроможденность призабойного пространства; принимается равным 0,9;

m_в.пр — вынимаемая мощность пласта с учетом породных прослоек, м;

b_min — минимальная ширина призабойного пространства, м; принимается согласно паспорту крепления и управления кровлей.

Таблица 6.4

Значения коэффициента k_0.3

Способ управления кровлей	Породы непосредственной кровли	k0,3
Полное обрушение	Песчаники	1,30
То же	Песчаные сланцы	1,25
То же	Глинистые сланцы	1,20
То же	Сыпучие	1,05
Плавное опускание	Независимо от пород	1,15
Частичная закладка	То же	1,10
Полная закладка	То же	1,10

Примечание. При обработке тонких крутых пластов щитовыми агрегатами значение k_0.3 принимается рав­ным 1,15.

Таблица 6.5

Площадь поперечного сечения призабойных пространств в свету и удельное аэродинамическое сопротивление очистных выработок с механизированными крепями

Тип крепи (комплекса, агрегата)	Вынима­емая мощ­ность пласта, м	Сече­ние в свету, м2	r100, kμ	Тип кре­пи (комп­лекса), агрегата	Вынимае­мая мощ­ность пла­ста, м	Сече­ние в свету, м2	r100, kμ
«Донбасс»-М	0,8	1,56	0,270	ОКП 70	1,9	3,1	0,045
	1,2	2,5	0,080		3,5	6,5	0,007
1 КМ 103	Л,7	1,4	0,357	2ОКП-70	2,3	4,8	0,030
	0,95	1,9	0,166		3,3	6,4	0,007
КМ 87УМН	1,15	2,3	0,13	КМ130	2,33	4,7	0,045
КМ 87УМП	1,95	4,6	0,03		3,2	8,2	0,009
КМ 87УМА	1,15	2,3	0,15	КД80	0,83	1,7	0,300
КМ 87УМВ	1,95	4,6	0,03		1,2	2,4	0,070
іKM88	1,0	2,3	0,113	1КМТ	1,1	2,4	0,120
	1,3	2,7	0,074		1-5	3,3	0,040
КМ 81	2,0	3,5	0,045	1УКП	1,3	2,0	0,120
	3,2	6,3	0,008		2,5	4,5	0,030
КМ 137	0,8	1,58	0,30	КМ138	1,4	2,93	0,06
	1,1	3,44	0,039		2,2	5,15	0,14
КСМ (АМС))	2,2	4,5		2УКП	2,4	4,0	0,017
	3,0	6,7			4,0	8,0	0,003
1МКМ	1,4	2,8	0,18	МК75	1,6	2,8	0,067
	1,75	3,8	0,03		2,2	3,9	0,023
КМ87 УМС	1,15	2,3	(Ц5	АНЩ	0,7	1,05	ОД2
	1,95	4,6	0,03		1,3	2,35	0,045
2 МКЭ	1,6	2,7	0,08	1АЩМ	1-2	1,8	0,07
	2,2	4,4	0,02		2,2	3,2	0,02
1КМ97Д	0,7	1,3	0,080	2АНЩ	1,05	1,6	0,06
	1,3	3,4	0,025		2,2	3,3	0,012
ЮКП, 20КП	1,85	2,7	0,07	КГУ	0,7	1,2	0,68
	3,0	5.4	0,029		1,2	3,2	0,036
30 КП	2,5	3,1	0,052	АКЗ	1,6	3,6	0,060
	3,3	5,8	0,01		2,5	5,6	0,022

Примечание. При мощности пласта и площади попе­речного сечения, не указанных в таблице, сечение в свету и r₁₀₀, определяются интерполяцией.

При последовательном проветривании очистных выработок расчет воздуха по выделению метана для второй лавы опре­деляется по формуле (6.7) или (6.8), а для первой лавы — по формуле (6.3)

_

Q_oч2 = (100 I_oч1 k_н) / (C₁ – C_o) при I_оч1 > I _оч2 (6,7)

Q_oч2= (100 (I_оч1 + I_оч2 ) k_н ) / (C₁ – C_o) при I_оч1 ≤ I _оч2 (6,8)

Q_oч2 — расход воздуха, который необходимо подавать во вторую лаву, м^З/мин;

С₁ — допустимая концентрация метана в воздухе, посту­пающем по вторую лаву, %; принимается согласно ПБ;