Способ определения газосодержания в отбитом угле Российский патент 2024 года по МПК E21F7/00 

Изобретение относится к горной промышленности, преимущественно к угольной отрасли, и может быть использовано при составлении проекта выемочного участка по газовому фактору на неизученном месторождении угля во время проведения комбайновым способом подготовительной выработки в плоскости изучаемого пласта.

Известен способ прогноза газосодержания в отбитом угле, включающий измерение мощности угольного пласта, выхода летучих веществ, содержащихся в угле, объема разрушенного комбайном угля и расхода газа из отбитого в забое угля [Забурдяев В.С. Выделение метана из отбитого в очистном забое угля //Безопасность труда в промышленности, 2019. - №11. – С.13-17].

К недостаткам способа относится узкая область определения метаноносности отбитого угля по выходу летучих веществ, содержащихся в углях, как основной характеристики газосодержащего угля.

Известен способ определения газосодержания в отбитом угле, включающий измерение мощности угольного пласта, протяженности проводимой по пласту выработки, скорости ее проведения, плотности угля и выхода летучих веществ, содержащихся в угле [Руководство по проектированию вентиляции угольных шахт. Макеевка-Донбасс, 1989. – 319с. – С.98-103].

Недостатком способа является использование в нормативном документе величины газосодержания в отбитом угле в узком пределе пластов угля по содержанию в них выхода летучих веществ, являющегося основным показателем газового угля.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ определения остаточной метаноносности отбитого угля, включающий разрушение угля комбайном, отбор проб отбитого в забое угля и измерение содержания метана в отобранных пробах [Патент РФ № 2731011, М.Кл. E21F 7/00 от 20.06.2019г. (прототип)].

К недостаткам способа относится отсутствие оптимального режима измерения газовыделения из проводимой комбайном выработки по угольным пластам в широком диапазоне выхода летучих веществ.

Технической задачей изобретения является определения газосодержания в отбитом угле в процессе контакта с изучаемым угольным пластом различной степени метаморфизма по показателю выхода летучих веществ

Указанная цель достигается тем, что режим измерения газовыделения из проводимой по пласту выработки осуществляют с начала времени разрушения угля комбайном до времени его остановки, затем измеряют интенсивность газовыделения из выработки в момент завершения удаления отбитого угля из выработки, продолжительность удаления отбитого угля и его весовой объем, после чего определяют расход выделяющейся из выработки газовоздушной смеси и процентное содержание в ней газа, при этом газосодержание в отбитом угле определяют в связи с содержанием выхода летучих веществ в угле по зависимости, включающей предельное содержание газа в отбитом угле и показатель выхода летучих веществ.

Способ осуществляют следующим образом.

На шахтном поле неизученного газоугольного месторождения измеряют мощность угольного пласта, выход летучих веществ, содержащихся в угле, весовой объем разрушенного комбайном угля при проходке подготовительной выработки в плоскости пласта и расхода выделяющегося из выработки газа. При этом режим измерения интенсивности газовыделения из выработки осуществляют с начала времени разрушения угля комбайном до времени его остановки. Затем измеряют интенсивность газовыделения из выработки в момент завершения удаления отбитого угля из выработки и его весовой объем (объемный вес угля). После чего определяют расход выделяющейся из выработки газовоздушной смеси и процентное содержание в ней газа (преимущественно метана). Газосодержание в отбитом угле определяют в связи с процентным содержанием выхода летучих веществ в угле.

Оборудование, используемое для проведения выработки (тип комбайна для разрушения угля в забое, конвейера для транспортирования отбитого угля, вентилятора местного проветривания, вентиляционных труб и прочих пускового и контрольно-измерительных устройств) принимают в соответствии с паспортом проведения подготовительной выработки.

Для измерения расхода воздуха, выделяющегося из выработки, оборудуют замерную станцию вблизи устья выработки, измеряют ее площадь «в свету», скорость воздушного потока и содержание в нем газа. Все измерения параметров газовоздушного потока производят стандартным методом в соответствии с требованиями ПБ.

Скорость движения отбитого угля по конвейеру устанавливают по его технической характеристике. Объем удаленного из выработки отбитого в забое угля определяют по производительности комбайна, разрушающего угольный массив, или измеряют в специальной емкости, размещенной за пределами устья проводимой выработки.

Объемный вес отбитого угля и выход летучих веществ, содержащихся в угле, определяют обычно в лабораторных условиях.

Газосодержание в отбитом угле определяют в связи с процентным содержанием в нем выхода летучих веществ по зависимости, параметрами которой являются предельное содержание газа в отбитом угле по его сорбционным свойствам и выходу летучих веществ, содержащихся в угле.

В пределах выхода летучих веществ в углях от 5 до 42%, предельное содержание газа в отбитом угле составляет 11,5 м³/т с.б.м., показатель влияния выхода летучих веществ в углях на содержание газа в отбитом угле –
0,2 м³/т с.б.м./%.

Таким образом, режим измерения интенсивности газовыделения из выработки осуществляют с начала времени разрушения угля комбайном до времени его остановки, затем измеряют интенсивность газовыделения из выработки в момент завершения удаления угля из выработки, продолжительность удаления отбитого угля и его весовой объем, после чего определяют расход выделяющейся из выработки газовоздушной смеси и процентное содержание в ней газа, при этом газосодержание в отбитом угле определяют в связи с процентным содержанием выхода летучих веществ по зависимости

,

где Х_о.у. – содержание газа в отбитом угле, м³/ т с.б.м.;

Х_о.у.п – предельное содержание газа в отбитом угле, м³/ т с.б.м.;

V^daf – выход летучих веществ, содержащихся в отбитом угле, %;

с – коэффициент уравнения, м³/ т с.б.м. /%.

Изобретение относится к способу определения газосодержания в отбитом угле. Техническим результатом является повышение точности определения газосодержания в отбитом угле в процессе контакта с изучаемым угольным пластом различной степени метаморфизма по показателю выхода летучих веществ. Способ включает измерение мощности пласта, выхода летучих веществ, содержащихся в угле, также измерение объема разрушенного комбайном угля при проходке выработки в плоскости пласта. Режим измерения интенсивности газовыделения из выработки осуществляют с начала времени разрушения угля комбайном до времени его остановки. После чего измеряют интенсивность газовыделения из выработки в момент завершения удаления угля из выработки. Также измеряют продолжительность удаления отбитого угля и его весовой объем. Оборудуют замерную камеру, измеряют ее площадь «в свету». Также измеряют скорость воздушного потока, после чего определяют расход выделяющейся из выработки газовоздушной смеси и процентное содержание в ней газа. Газосодержание в отбитом угле определяют в связи с процентным содержанием выхода летучих веществ.

Способ определения газосодержания в отбитом угле, включающий измерение мощности пласта, выхода летучих веществ, содержащихся в угле, объема разрушенного комбайном угля при проходке выработки в плоскости пласта, отличающийся тем, что режим измерения интенсивности газовыделения из выработки осуществляют с начала времени разрушения угля комбайном до времени его остановки, затем измеряют интенсивность газовыделения из выработки в момент завершения удаления угля из выработки, продолжительность удаления отбитого угля и его весовой объем, при этом оборудуют замерную камеру, измеряют ее площадь «в свету», скорость воздушного потока, после чего определяют расход выделяющейся из выработки газовоздушной смеси и процентное содержание в ней газа, при этом газосодержание в отбитом угле определяют в связи с процентным содержанием выхода летучих веществ по зависимости

,

где Х_о.у. – содержание газа в отбитом угле, м³/ т с.б.м.;

Х_о.у.п – предельное содержание газа в отбитом угле, м³/ т с.б.м.;

V^daf – выход летучих веществ, содержащихся в отбитом угле, %;

с – коэффициент уравнения, м³/ т с.б.м. /%.