СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДОПУСТИМОЙ ПО ГАЗОВОМУ ФАКТОРУ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ОЧИСТНОГО КОМБАЙНА Российский патент 2016 года по МПК E21F17/00 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для определения допустимой по газовому фактору производительности очистного комбайна в газовых угольных шахтах при отработке метаноносных угольных пластов.

Известен способ определения максимально допустимой по газовому фактору нагрузки на очистную выработку в суточном измерении объемов добываемого угля, включающий использование относительной метанообильной очистной выработки, объем добываемого угля с учетом геометрических параметров забоя и его скорости подвигания за сутки и расход воздуха для проветривания забоя (Руководство по проектированию вентиляции угольных шахт. Макеевка-Донбасс, 1989. - 319 с. (стр. 98-109).

Недостатком этого способа является то, что пользоваться им можно при скорости подвигания очистного забоя до 6 м/сут, в то время как она (скорость) превышает в 2-3 раза.

Известен способ определения допустимой нагрузки на очистной забой, включающий использование среднесуточного объема добываемого в забое угля, газовыделения из разрабатываемого пласта, расхода воздуха для проветривания очистного забоя и производительности комбайна (Временное руководство по применению эффективных способов изолированного отвода метана из выработанных пространств за пределы выемочных участков и на поверхность на пологих и наклонных пластах угольных шахт. ЗАО УК «Южкузбассуголь». - Кемерово-Новокузнецк, 2002. - 60 с. (стр. 15-17).

Недостатком этого способа является использование суточной добычи угля очистного забоя, а не производительности комбайна по разрушению угля.

Наиболее близким способом является способ, включающий использование горнотехнических параметров очистного забоя, суточную скорость его подвигания, производительность выемочной машины, время ее работы по добыче угля в течение суток и концентрацию метана в исходящей из очистного забоя вентиляционной струе (Методические положения по выбору и применению новых технологий дегазации и управления метановыделением на угольных шахтах / В.С. Забурдяев, А.Д. Рубан и др. - Люберцы - Макеевка, 2000. - 117 с. (стр. 38-42).

И этому способу присущи недостатки, заключающиеся в том, что определяют среднесуточную нагрузку на очистной забой (среднюю за сутки добычу угля), относительную метанообильность забоя и время работы выемочной машины по добыче угля в течение суток, что снижает фактическую интенсивность метановыделения по сравнению с ее величиной в процессе разрушения массива угля комбайном.

Целью изобретения является определение допустимой по газовому фактору минутной производительности очистного комбайна относительно его технической производительности за счет учета величины метаноносности массива угля в зоне его разрушения и газодинамического показателя, учитывающего связь между массой разрушаемого комбайном угля и его метаноносностью в зоне разрушения.

Согласно изобретению поставленная цель достигается тем, что в способе определения допустимой по газовому фактору производительности очистного комбайна, включающем техническую производительность комбайна по разрушению метаноносного угля при допустимой правилами безопасности концентрации метана в исходящем из очистного забоя потоке воздуха, в зоне разрушения массива угля комбайном дополнительно устанавливают метаноносность и газодинамический показатель, характеризующие связь между массой разрушаемого комбайном угля и объемом выделения из него метана, при этом допустимую по газовому фактору минутную производительность комбайна определяют по формуле

j_г=j_т(1-к·x_p),

где j_г - допустимая по газовому фактору производительность очистного комбайна, т/мин;

j_т - техническая производительность комбайна по разрушению массива угля, т/мин;

к - газодинамический показатель, учитывающий связь между массой разрушаемого комбайном угля и его метаноносностью в зоне разрушения, т/м³;

х_р - метаноносность массива угля в зоне его разрушения комбайном, м³/т.

Способ осуществляют следующим образом.

На выемочном участке с горнотехническими параметрами очистного забоя по выемке метаноносного угольного пласта комбайном с заданной технической производительностью по разрушению угля при допустимой правилами безопасности в угольных шахтах (2014 г.) концентрации метана в исходящем из очистного забоя потоке воздуха, дополнительно устанавливают метаноносность х_р массива угля в зоне его разрушения комбайном, используя известные (стандартные) методы, например путем отбора проб угля керногазонаборниками или проведения газовоздушной съемки в призабойном пространстве очистного забоя по правилам, предусмотренным нормативным документом. Также дополнительно определяют газодинамический показатель (к), характеризующий связь между массой разрушаемого комбайном угля и объемом выделения из него метана, путем анализа опытных данных или расчетами с использованием газодинамических процессов по выделению метана из угля с различной его метаноносностью в зоне разрушения комбайном.

Метаноносность х_р массива угля в зоне его разрушения и газодинамический показатель к определяют в средней части очистного забоя, то есть за пределами дегазирующего влияния боковых выработок и косых от них заездов комбайна. Характерными величинами при этом являются метаноносность разрушаемого комбайном угля и газодинамический показатель. Численные значения последнего на метаноносных угольных пластах составляют в среднем 0,2-0,3.

Допустимую по газовому фактору минутную производительность очистного комбайна, а не среднесуточную добычу угля, определяют по формуле

j_г=j_т(1-к·x_p).

Внедрение способа позволит получить достоверную допустимую по газовому фактору производительность очистного комбайна, при которой будут соблюдены требования ПБ по содержанию метана в потоке рудничного воздуха в очистном забое и определены параметры предварительной дегазации разрабатываемого пласта, так как при разрушении массива угля комбайном происходит максимальная интенсивность метановыделения по сравнению со средней ее величиной в течение суток.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано в газовых угольных шахтах при отработке метаноносных угольных пластов. Техническим результатом является повышение точности определения допустимой по газовому фактору производительности очистного комбайна. Предложен способ определения допустимой по газовому фактору производительности очистного комбайна, в котором задают техническую производительность комбайна по разрушению метаноносного угля при допустимой правилами безопасности концентрации метана в исходящем из очистного забоя потоке воздуха. При этом в зоне разрушения массива угля комбайном дополнительно устанавливают метаноносность и газодинамический показатель, характеризующие связь между массой разрушаемого комбайном угля и объемом выделения из него метана, и допустимую по газовому фактору минутную производительность комбайна определяют по формуле j_г=j_т(1-к·x_р), где j_г - допустимая по газовому фактору производительность очистного комбайна, т/мин; j_т - техническая производительность комбайна по разрушению массива угля, т/мин; к - газодинамический показатель, учитывающий связь между массой разрушаемого комбайном угля и его метаноносностью в зоне разрушения, т/м³; х_р - метаноносность массива угля в зоне его разрушения комбайном, м³/т.

Способ определения допустимой по газовому фактору производительности очистного комбайна, в котором задают техническую производительность комбайна по разрушению метаноносного угля при допустимой правилами безопасности концентрации метана в исходящем из очистного забоя потоке воздуха, отличающийся тем, что в зоне разрушения массива угля комбайном дополнительно устанавливают метаноносность и газодинамический показатель, характеризующие связь между массой разрушаемого комбайном угля и объемом выделения из него метана, при этом допустимую по газовому фактору минутную производительность комбайна определяют по формуле
j_г=j_т(1-к·x_р),
где j_г - допустимая по газовому фактору производительность очистного комбайна, т/мин;
j_т - техническая производительность комбайна по разрушению массива угля, т/мин;
к - газодинамический показатель, учитывающий связь между массой разрушаемого комбайном угля и его метаноносностью в зоне разрушения, т/м³;
х_р - метаноносность массива угля в зоне его разрушения комбайном, м³/т.