Способ управления газовыделением Советский патент 1988 года по МПК E21F1/00 

со

Ч

05

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано в газообильных угольных шахта для повышения безопасности горнопроходческих работ при бесце- ликовой подготовке -и выемке угольных пластов. .

Целью изобретения является снижение газовыделения в присечные подготовительные выработки при их проходке.

На чертеже схематически изображена угольная шахта с присечной выработкой, в плане.

Способ осуш,ествляется следуюшим образом.

Предотвраш,ение возможности поступления метана из выработанного пространства 1, к которому примыкает сеть горных выра- боток с точками сопряжения 2-5, в присеч- ную выработку 6 по мере ее проведения обеспечивают определением направления проведения этой выработки, для чего измеряют узловые депрессии в точках 2-5. Узловые депрессии в указанных точках могут быть определены любыми известными методами производства депрессионных съемок в угольных шахтах. После этого направление проведения присечной выработки принимают от точки с меньшей по значению узло- вой депрессией к точке с большей узловой депрессией. При этом должно выполняться условие

Нв -Н;

L,0,

где NB - узловая депрессия у устья присечной выработки, мм вод. ст; расстояние от устья присечной выработки до точки сопряжения выработок с выработанным простран ство.м с узловой деспрессией h,-, м;

узловая депрессия в каждой отдельно взятой точке сопряжения выработок с выработанным пространством, мм вод. ст. условие (1) не соблюдается, то для предотвраш.ения поступления метана из выработанного пространства изменяют схему проветривания района проведения присечной выработки, например, таким об30

L./

h, Если

35

40

Пример I. По данным депрессионных съемок определили значение узловых депрессий в точках 2-5, которые составили соответственно 14; 12; 20 и 24 мм вод. ст. Расстояние между точками 2 и 3, 4 и 5 равно 100 м, 2 и 5, 3 и 4 - 500 м, 2 и 4, 3 и 5 - 510 м. Тогда присечная выработка должна проводиться слева направо (от точки 2 к точке 5), так как узловая депрессия в точке 2 меньше, чем в точке 5.

При этом соблюдено условие (1), так как

14-12 . 14-20 , 14-24

Т00 + ЗЩ- + 00 -0.01 0.

Произведенная проверка свидетельствует о правильном выборе направления проведения присечной выработки, при котором исключается возможность поступления метана из выработанного пространства.

Пример 2. По данным депрессионных съемок определили значения узловых депрессий в точках 2-5, которые составили соответственно 14; 10; 20 и 24 мм вод. ст. Расстояние между точками 2 и 3, 4 и 5 равно 100 м, 2 и 5, 3 и 4 - 500 м, 2 и 4, 3 и 5 510 м. Узловая депрессия в точке, в которой проразом, чтобы устье присечной выработки 45 исходит разделение воздуха, равна 6 мм вод.

было в точке с наименьшей депрессией. Если невозможно изменить схему проветривания, т.е. соответствующим образом изменить направления движения воздуха в выработках вентиляционной сети, то в ней производят перераспределение давления воздуха так, чтобы каждое положительное значение (Нв-hi)/Li по абсолютной величине уменьшалось, а отрицательное значение увеличивалось. Такое перераспределение давления воздуха можно произвести за счет увеличения или уменьшения сопротивления выработок вентиляционной сети как в пределах рассматриваемого участка, так и за его пределами. Последний вариант имеет практи50

55

ст. Присечная выработка должна проводиться от точки 2 к точке 5, так как узловая депрессия в точке 2 меньше, чем в точке 5. При этом условие (1) не соблюдается.

В этом случае изменили направление движения воздуха между точками 2 и 3, а в остальных выработках направление движения воздуха не меняли. При полученной схеме проветривания условие (1) всегда соблюдается, так как воздух движется от точки с меньшей узловой депрессией к точке с большей узловой депрессией и каждый член суммы меньше нуля.

Пример 3. По данным депрессионных съемок определили значения депрессий в точ5

Q

5 Q 5

0

5

0

чески неограниченное количество способов осушествления, так как зависит от схемы проветривания шахты и количества проходящего по выработкам воздуха.

В пределах района проведения присечной выработки возможны следующие способы перераспределения давления воздуха: увеличение сопротивления выработок вентиляционной сети между устьем присечной выработки и узлом, для которого величина Нв-hi/Li отрицательна; уменьшение сопротивления выработок, для которых эта величина положительна; увеличение сопротивления выработок за устьем присечной выработки по направлению движения воздуха.

Увеличение сопротивления осуществляют возведением перемычек с окном, а уменьшение сопротивления - расширением поперечного сечения выработок. Указанные меры по распределению давления осуществляют комплексно или самостоятельно в зависимости от конкретных условий проветривания шахты. При этом топологию вентиляционной сети не меняют.

Пример I. По данным депрессионных съемок определили значение узловых депрессий в точках 2-5, которые составили соответственно 14; 12; 20 и 24 мм вод. ст. Расстояние между точками 2 и 3, 4 и 5 равно 100 м, 2 и 5, 3 и 4 - 500 м, 2 и 4, 3 и 5 - 510 м. Тогда присечная выработка должна проводиться слева направо (от точки 2 к точке 5), так как узловая депрессия в точке 2 меньше, чем в точке 5.

При этом соблюдено условие (1), так как

14-12 . 14-20 , 14-24

Т00 + ЗЩ- + 00 -0.01 0.

Произведенная проверка свидетельствует о правильном выборе направления проведения присечной выработки, при котором исключается возможность поступления метана из выработанного пространства.

Пример 2. По данным депрессионных съемок определили значения узловых депрессий в точках 2-5, которые составили соответственно 14; 10; 20 и 24 мм вод. ст. Расстояние между точками 2 и 3, 4 и 5 равно 100 м, 2 и 5, 3 и 4 - 500 м, 2 и 4, 3 и 5 510 м. Узловая депрессия в точке, в которой про45 исходит разделение воздуха, равна 6 мм вод.

исходит разделение воздуха, равна 6 мм вод.

ст. Присечная выработка должна проводиться от точки 2 к точке 5, так как узловая депрессия в точке 2 меньше, чем в точке 5. При этом условие (1) не соблюдается.

В этом случае изменили направление движения воздуха между точками 2 и 3, а в остальных выработках направление движения воздуха не меняли. При полученной схеме проветривания условие (1) всегда соблюдается, так как воздух движется от точки с меньшей узловой депрессией к точке с большей узловой депрессией и каждый член суммы меньше нуля.

Пример 3. По данным депрессионных съемок определили значения депрессий в точках 2-5, которые составили соответственно 14; 10; 20 и 24 мм вод ст. Расстояние между точками 2 и 3, 4 и 5 равно 100 м, 2 и 5, 3 и 4 - 500 м, 2 и 4, 3 и 5 - 510 м. Присечную выработку необходимо

3.3. Величина Нв-h, /L, между точками 3 и 4, 3 и 5 отрицательна, поэтому для увеличения абсолютного значения этих величин была установлена перемычка на участке выработки, находящейся от точки 4 в

было проводить от точки 2 к точке 5, так -5 направлении против движения воздуха. Со- как узловая депрессия в точке 2 меньше, противление выработки на этом учас тке уве- чем в точке 5. Однако проверка показала, что условие (1) не соблюдается.

Необходимо перераспределить давление возличилось в 2 раза, а количество воздуха уменьшилось в 1,1 раза. УзловьТе депрессии в точках 2, 3, 4 и 5 равны со- духа в выработках сети, не меняя при этом 10 ответственно 15,7; 10,8; 29,1 и 32,4 мм вод. схему проветривания. Для этого выполня- ст. При этом условие (1) соблюдено. лись действия по одному из трех вариантов.

3.1. Величина (Нв-hi /Li между точками 2 и 3 положительна, поэтому расширили поперечное сечение этого участка выработки и уменьшили его сопротивление в 2 раза. Для того чтобы количество воздуха в выработках не изменилось, за устьем присечной выработки по направлению движения воздуха установили перемычку с окном, имею- 2о

Таким образом, осушествление каждого из вариантов примера 3 приводит к выполнению условия (1) и к достижению поставленной цели.

Формула изобретения

щим соответствующее сопротивление. В связи с тем, что на газовых шахтах согласно ПБ применяется только всасывающий способ проветривания, узловые депрессии в точках 3, 4 и 5 не изменились.

Способ управления газовыделением, вклю чаюший проветривание выработок за счет общешахтной депрессии и перераспределение воздуха между выработками, отличающийся тем, что, с целью снижения газовыделения в присечные подготовительные выраа в точках 2 ее значение было равно 25 ботки при их проходке, определяют узло- 12 мм вод. ст. При этом условие (1) соблю- вые депрессии в точках сопряжения выработок вентиляционной сети с выработанным пространством и проводят присечную выра30

дено.

3.2. Установили перемычку с окном и увеличили сопротивление выработки за устьем присечной выработки по направлению движения воздуха. При этом количество воздуха между точками 4 и 5 увеличилось в 1,3 раза. Общее количество воздуха и сопротивление выработок вентиляционной сети между этими точками не изменилось. Депрессию выработок определяли по формуле

Н RQ2,(2)

где Н - депрессия выработки, мм вод. ст;

R - сопротивление выработки, кг-с /м ;

Q - расход воздуха, .

Узловые депрессии в точках 2-5 соот- 40 ветственно равны 10,5; 8,2; 23,7; 30,5 мм вод. ст. При этом условие (1) соблюдено.

ботку из точки, ется условие

,

-т

для которой выполня0,

35

где Нв - узловая депрессия в точке сопряжения, из которой проводят присечную выработку, мм вод. ст.;

h; - узловая депрессия в остальных точках сопряжения, мм вод. ст.;

L, - расстояние от точки сопряжения, из которой проводят присечную выработку, до i-й точки сопряже ния, м.

3.3. Величина Нв-h, /L, между точками 3 и 4, 3 и 5 отрицательна, поэтому для увеличения абсолютного значения этих величин была установлена перемычка на участке выработки, находящейся от точки 4 в

направлении против движения воздуха. Со- противление выработки на этом учас тке уве-

ичилось в 2 раза, а количество воздуха уменьшилось в 1,1 раза. УзловьТе депрессии в точках 2, 3, 4 и 5 равны со- ответственно 15,7; 10,8; 29,1 и 32,4 мм вод. ст. При этом условие (1) соблюдено.

Таким образом, осушествление каждого из вариантов примера 3 приводит к выполнению условия (1) и к достижению поставленной цели.

Формула изобретения

Способ управления газовыделением, вклю- чаюший проветривание выработок за счет общешахтной депрессии и перераспределение воздуха между выработками, отличающийся тем, что, с целью снижения газовыделения в присечные подготовительные выработки при их проходке, определяют узло- вые депрессии в точках сопряжения выработок вентиляционной сети с выработанным пространством и проводят присечную выработки при их проходке, определяют узло- вые депрессии в точках сопряжения выработок вентиляционной сети с выработанным пространством и проводят присечную выра

ботку из точки, ется условие

для которой выполняЬЬ т,

-т

0,

где Нв - узловая депрессия в точке сопряжения, из которой проводят присечную выработку, мм вод. ст.;

h; - узловая депрессия в остальных точках сопряжения, мм вод. ст.;

L, - расстояние от точки сопряжения, из которой проводят присечную выработку, до i-й точки сопряже ния, м.

Изобретение относится к горному делу и м.б. использовано в газообильных угольных шахтах для повышения безопасности горнопроходческих работ при бесцеликовой подготовке и выемке угольных пластов. Цель - снижение газовыделения в присеч- ные подготовительные выработки при их проходке. Производят проветривание выработок за счет общешахтной депрессии. Перераспределение воздуха между выработками производят путем определения узловых депрессий (УД) в точках сопряжения выработок вентиляционной сети с выработанным пространством. После этого проводят присеч- ную выработку от точки с меньшей по значению УД к точке с большей УД. При этом должно выполняться условие Е (Нв-h;)/L, О, где Нв - УД в точке сопряжения, из которой проводят присеч- ную выработку, мм вод. ст.; h, - УД в остальных точках сопряжения, мм вод. ст.; L, - расстояние от точки сопряжения, из которой проводят присечную выработку, до i-й точки сопряжения, м. 1 ил. I (Л