СПОСОБ ПРОВЕТРИВАНИЯ ГАЗООБИЛЬНОГО ВЫЕМОЧНОГО УЧАСТКА Российский патент 1999 года по МПК E21F1/00 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для проветривания газообильных добычных участков с применением газоотсасывающих установок.

Известен "Способ проветривания добычного участка" (патент РФ N 1707203, E 21 F 1/00, 1992). Известный способ проветривания добычного участка включает подачу в забой добычного участка свежего воздуха по вентиляционному штреку и отвод отработанного воздуха из забоя добычного участка частично по выработанному пространству. Известный способ позволяет рационально использовать воздух для надежного проветривания добычного участка.

Однако известный способ имеет значительные эксплуатационные затраты на бурение скважин с поверхности на газоотводящие выработки.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому способу, взятым за прототип, является "Способ проветривания добычного участка с одновременной выемкой межлавного целика" (патент РФ N 1681018, E 21 F 1/00, 1991). Известный способ включает подачу свежего воздуха на добычной участок по двум оконтуривающим выемочный столб поддерживаемым выработкам, при этом часть свежего воздуха, подаваемого по оконтуривающей выемочный столб вентиляционной выработке вынимаемого межлавного целика, направляют в его забой с помощью установленного в нем побудителя тяги, а отвод загрязненного воздуха из него в полном объеме осуществляют на поверхность через выработанное пространство, прилегающее к вынимаемому межлавному целику с помощью соединенного с всасывающим вентилятором трубопровода, сообщающего выработанное пространство с общешахтной откаточной выработкой.

Недостатком известного способа является то, что он не обеспечивает высокой эффективности отвода метановоздушной смеси из очистной выработки в силу незначительной воздухопроницаемости угольного целика за добычным комплексом.

Целью изобретения является обеспечение высокой эффективности отвода метановоздушной смеси из очистной выработки за счет увеличения воздухопроницаемости угольного целика за добычным комплексом и обеспечения безопасности ведения работ в очистной выработке по газовому и пылевому фактору.

Сущность способа проветривания газообильного выемочного участка заключается в подаче свежего воздуха за счет общешахтной депрессии по воздухоподающей выработке и отводе исходящей струи по воздухоотводящей выработке и частично по выработанному пространству ранее отработанного смежного выемочного столба. Отличие способа заключается в том, что при подготовке к отработке выемочного столба по краевой части угольного массива после релаксации горного давления в окрестности выработанного пространства за подвиганием очистного забоя отрабатываемого выемочного столба проводят присечную вентиляционную выработку параллельно краевой части угольного массива подготавливаемого столба с воздухонепроницаемым угольным целиком, создают в ней избыточное давление, обеспечивают отвод метановоздушной смеси из действующего выработанного пространства на фланговую вентиляционную выработку за счет общешахтной депрессии или активного источника тяги, при этом предотвращают поступление метана в очистной забой и между присечной выработкой и выработанным пространством образуют аэродинамически активную связь посредством проведения сбойки шириной, равной устойчивому пролету непосредственной кровли, и при очистной выемке производят отвод метановоздушной смеси из выработанного пространства отрабатываемого выемочного столба по сбойке и через воздухопроницаемый угольный целик, образованный между присечной выработкой и выработанным пространством газоотсасывающей вентиляционной установкой, устанавливаемой в промежуточной печи или в центральной выработке.

Другое отличие состоит в том, что для обеспечения отвода необходимого расхода метановоздушной смеси Q депрессию "старого" выработанного пространства h определяют из выражения
h = R•Q, даПа,
где R - аэродинамическое сопротивление "старого" выработанного пространства.

Кроме того, отличие состоит в том, что повышают эффективность отвода метановоздушной смеси из очистной выработки за счет увеличения воздухопроницаемости угольного целика за добычным комплексом, для чего комплекс проводят вприсечку к "старому" выработанному пространству.

Способ проветривания газообильного добычного участка поясняется чертежами, где на фиг.1 показана схема проветривания добычного участка, подготовленного к выемке одинарными оконтуривающими выработками; на фиг. 2 - то же, выемочный столб подготовлен парными оконтуривающими выработками.

Способ включает центральные воздухоподающие выработки 1, 2, 3, фланговые воздухоподающую 4 и воздуховыдающую 5 выработки и сбойки 6 с изолирующими перемычками. Выемочный столб 7 подготовлен к отработке воздухоподающей 8 и воздухоотводящей 9 выработками (фиг. 1), парными воздухоподающими 10 и воздуховыдающими 11, 12 выработками (фиг. 2).

Выемочный столб 7 отрабатывают добычным комплексом 13 (фиг. 1). На фиг. 2 выемочный столб 7 отрабатывают с одновременной выемкой межлавного целика 14. Способ включает также проведение присечной вентиляционной выработки 15 за подвиганием очистного забоя после релаксации горного давления в окрестности выработанного пространства. Выработка 15 имеет аэродинамически активную связь с выработанным пространством 16 через сбойку 17, проведенной шириной, равной устойчивому пролету непосредственной кровли. Газоотсасывающая вентиляционная установка 18 установлена в промежуточной печи или центральной выработке 2. Присечная вентиляционная выработка 15 проводится параллельно краевой части угольного массива подготовляемого столба с воздухонепроницаемым угольным целиком 19.

Способ осуществляют следующим образом.

Свежий воздух в очистной забой, оснащенный добычным комплексом 13, подают за счет общешахтной депрессии по воздухоподающей выработке 8 (фиг. 1), воздухоподающей выработке 10 (фиг. 2), а отвод загрязненного воздуха из очистного забоя осуществляют по воздухоотводящей выработке 9 (фиг. 1) или выработкам 11, 12 (фиг. 2) также за счет общешахтной депрессии и частично по выработанному пространству 20 ранее отработанного смежного выемочного столба (фиг. 1, 2).

При подготовке к отработке выемочного столба 7 при проведении присечной вентиляционной выработки 15 в ней создают избыточное давление воздуха, обеспечивают отвод метановоздушной смеси из действующего выработанного пространства на фланговую вентиляционную выработку 5 за счет общешахтной депрессии или активного источника тяги (не показано), при этом предотвращают поступление метана в очистной забой. При очистной выемке производят отвод метановоздушной смеси из выработанного пространства 16 отрабатываемого выемочного столба 7 по сбойке 17 и воздухопроницаемому угольному целику 21, образованному между присечной выработкой 15 и выработанным пространством 20 газоотсасывающей вентиляционной установкой 18.

В способе проветривания для обеспечения отвода необходимого расхода метановоздушной смеси Q депрессию h "старого" выработанного пространства 20 определяют из выражения
h = R•Q, даПа,
где R - аэродинамическое сопротивление "старого" выработанного пространства,

r - удельное приведенное аэродинамическое сопротивление "старого" выработанного пространства,

m - вынимаемая мощность пласта, м;
l - длина лавы, м;
f - средний коэффициент крепости пород кровли по М.М. Протодьяконову;
r_∞ - предельное удельное сопротивление, даПа с/м²;
L - длина выработанного пространства, м;
r₀ - начальное удельное сопротивление, даПа с/м²;
α - коэффициент релаксации аэродинамического сопротивления, 1/мес;
V - скорость подвигания очистного забоя, м/мес;
N-1 - число остановок очистного забоя, T_K при обработке смежного столба;
L_i - длина i-го, интервала, пройденного без остановки;
T_N = T_K, при K=N - время между окончанием и началом обработки смежных столбов, мес.

Другое отличие состоит в том, что с целью повышения эффективности отвода метановоздушной смеси из очистной выработки увеличивают воздухопроницаемость угольного целика 21 за добычным комплексом 13, для чего комплекс 13 проводят вприсечку к "старому" выработанному пространству 20.

Использование изобретения позволит достигнуть высокой эффективности отвода метановоздушной смеси из очистной выработки через "старое" выработанное пространство за счет увеличения воздухопроницаемости угольного целика за добычным комплексом и повысить безопасность труда горнорабочих по газовому и пылевому факторам.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для проветривания газообильных добычных участков с применением газоотсасывающих установок. Задачей изобретения является обеспечение высокой эффективности отвода метановоздушной смеси (МВС) из очистной выработки за счет увеличения воздухопроницаемости угольного целика за добычным комплексом и обеспечения безопасности ведения работ в очистной выработке по газовому и пылевому фактору. Для этого при подготовке к отработке выемочного столба при проведении присечной вентиляционной выработки в ней создают избыточное давление воздуха. При этом МВС отводят из действующего выработанного пространства на фланговую вентиляционную выработку за счет общешахтной депрессии или газоотсасывающей установки. При очистной выемке отвод МВС производят из выработанного пространства выемочного столба по сбойке и воздухопроницаемому угольному целику, образованному между присечной вентиляционной выработкой и выработанным пространством, газоотсасывающей вентиляционной установкой. 2 з. п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ проветривания газообильного выемочного участка, включающий подачу свежего воздуха за счет общешахтной депрессии по воздухоподающей выработке и отвод исходящей струи по воздухоотводящей выработке и частично по выработанному пространству ранее отработанного смежного выемочного столба, отличающийся тем, что при подготовке к отработке выемочного столба по краевой части угольного массива после релаксации горного давления в окрестности выработанного пространства за подвиганием очистного забоя отрабатываемого выемочного столба проводят присечную вентиляционную выработку параллельно краевой части угольного массива подготавливаемого столба с воздухонепроницаемым угольным целиком, создают в ней избыточное давление, обеспечивают отвод метановоздушной смеси из действующего выработанного пространства на фланговую вентиляционную выработку за счет общешахной депрессии или активного источника тяги, при этом предотвращают поступление метана в очистной забой и между присечной выработкой и выработанным пространством образуют аэродинамически активную связь посредством проведения сбойки шириной, равной устойчивому пролету непосредственной кровли, и при очистной выемке производят отвод метановоздушной смеси из выработанного пространства отрабатываемого выемочного столба по сбойке и через воздухонепроницаемый угольный целик, образованный между присечной выработкой и выработанным пространством газоотсасывающей вентиляционной установкой, устанавливаемой в промежуточной печи или в центральной выработке. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для обеспечения отвода необходимого расхода метановоздушной смеси Q депрессию "старого" выработанного пространства, h определяют из выражения
h = R • Q, даПа,
где R - аэродинамическое сопротивление "старого" выработанного пространства,

r - удельное приведенное аэродинамическое сопротивление "старого" выработанного пространства,
m - вынимаемая мощность пласта, м;
l - длина лавы, м;
f - средний коэффициент крепости пород кровли по М.М.Протодьяконову;
r_∞ - предельное удельное сопротивление, даПа с/м²;
L - длина выработанного пространства, м;
r₀ - начальное удельное сопротивление, даПа с/м²;
α - коэффициент релаксации аэродинамического сопротивления 1/мес;
V - скорость подвигания очистного забоя, м/мес;
N - 1 - число остановок очистного забоя, T_k при отработке смежного столба;
L_i - длина i-го интервала, пройденного без остановки, T_N = T_K, при K = N - время между окончанием и началом отработки смежных столбов, мас. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что повышают эффективность отвода метановоздушной смеси из очистной выработки за счет увеличения воздухопроницаемости угольного целика за добычным комплексом, для чего комплекс проводят вприсечку к "старому" выработанному пространству.