Способ управления газовыделением на выемочном участке Советский патент 1989 года по МПК E21F7/00 

сительно давления воздуха 6 забое выработки. При попадании рабочей части скважины в зону обрушения пород одновременно изменяются в сторону увеличения дебит газовоздушной смеси из скважины q1 и в сторону уменьшения содержание газа С в смеси и величина вакуума в устье скважины Н,. Поэтому после одновременного изменения в сторону увеличения дебита гаэовоздушной смеси, в сторону уменьшения содержания газа в смеси и величины разрежения в устье скважины последнюю отключают от вакуумгазопровода. В отключенные от вакуума скважины в период отсутствия работ по выемке угля в очистном забое подают чистый воздух под давлением, превышающим давление воздуха в выработанном пространстве участка на величину, определяемую по формуле

2

H(t)

С (t)

сч дчц

СГ

1 R,

де С

C(t)

п

к,

допустимое по правилам безопасности содержание газа в исходящей струе участка, %,

содержание газа в исходящей струе участка в период отсутствия работ по выемке угля, %, содержание газа в газовоздушной смеси скважины перед ее отключением, %, количество отключенных от вакуума скважин, аэродинамическое сопротивление скважины перед

Па мин отключением,

ее

мс

1ф

- общеучастковый расход

воздуха, м3/мин, t - время, мин с

В период выемки угля подачу воздуха в скважины, рабочая часть которых находится в зоне обрушения пород, прекращают.

По окончании выемки скважины вновь вакуумируют на время переходного газодинамического процесса в устье скважины. Момент окончания переходного процесса ..определяют по окончанию изменения содержания метана в газовоздушной смеси в устье скважины и установлению в ней стационарного

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

уровня C После этого в каждой скважине замеряют величину вакуума Н., относительно давления воздуха в табое выработки, дебит газовоздушной смеси из скважины q4 и по ним определяют величины аэродинамических сопротивлений скважин по формуле

.

После этого скважины вновь отключают от вакуума и через них в зону обрушения пород подают чистый воздух под давлением, превышающим Давление воздуха в забое выработки на величину, определяемую по приведенной формуле

Подачу воздуха в скважины можно осуществлять только с момента попадания из рабочей части в зону обрушения пород, потому что только с этого момента выработанное пространство, проветриваемое утечками воздуха, получает аэродинамическую связь через зону обрушения пород с устьем скважин , Поэтому именно с момента попадания рабочей части скважины в зону обрушения прилегающая к очистному забою часть зоны обрушения пород может служить для аккумулирования в ней газа во время выемки угля в забое и очищаться от газа путем его вытеснения чистым воздухом в период отсутствия работ по выемке угля,

Расход подаваемого в зону обрушения пород чистого воздуха увязывается с максимально допустимым по правилам безопасности уровнем содержания газа в исходящей струе участка: дополнительный вынос газа из зоны обрушения пород в период отсутствия работ по выемке угля в забое должен в каждый момент времени максимально нагрузить исходящую вентиляционную струю участка и обеспечить непревышение требуемого допустимого уровня содержания газа в ней Из этих соображений и определяют по предлагаемой формуле величину избыточного давления чистого воздуха относительно давления воздуха в выработанном пространстве, которое можно принять равным давлению воздуха в забое выработки.

По окончании процесса выемки угля перед подачей в скважины воздуха их вновь необходимо вакуумировать для того, чтобы определить величину аэроь14

динамических сопротивлений скважин, имеющих связь с зоной обрушения пород, и определить величины содержания газа в газовоздушной смеси в той части зоны обрушения пород, с которой имеет аэродинамическую связь каждая конкретная скважина. Эти характеристики необходимо определять после каждого периода выемки угля, потому что с подвиганием забоя выработки изменяется точка связи скважин с зоной обрушения пород, а следовательно, изменяется как величина аэродинамического сопротивления ветви скважина - зона обрушения, так и уровень содержания метана в той части зоны обрушения пород, с которой связана конкретная скважина.

Длительность вакуумирования скважин перед подачей в них чистого воздуха должна быть не менее времени переходного газодинамического процесса в устье скважины, поскольку только по его окончании можно достоверно определить уровень содержания газа в газовоздушной смеси в той части зоны обрушения пород, с которой связана скважина. Более чем на время переходного газодинамического процесса вакуумировать скважины нецелесообразно, так как/вакуумирование скважин осуществляется за счет сопряжения длительности процесса подачи чистого воздуха в скважины и приводит к уменьшению объемов газа, вытесняемого из зоны обрушения пород.

Большая эффективность управления газовыделением на выемочном участке при подаче воздуха в зону обрушения пород через скважины с аспирацией через эти же скважины такого же дебита газовоздушной смеси из зоны обрушения объясняется тем, что эпюры скоростей газовоздушной смеси на конце скважины при нагнетании и при всасывании различны: в первом случае омывается большая часть зоны обрушения пород, чем во втором„

Формула изобретения

Способ управления газовыделением на выемочном участке, включающий бу

46

рение дегазационных скважин в газоносную толщу пород, их герметизацию, вакуумирование с последующим отсосом газовоздушнои смеси и отключение скважины, рабочая часть которых попадает в зону обрушения, от вакуума, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности управления путем согласования газовыделения из выработанного пространства с газовыделением из лавы в периоды ведения добычных работ и их остановки, в момент остановки добычных работ производят дополнительное вакуумирование отключенных ранее от вакуума скважин в течение времени переходного газодинамического процесса в устье скважины и измеряют в ,них содержание газа в газовоздушной смеси и аэродинамическое сопротивление перед их отключением, а затем в отключенные от вакуума скважины подают чистый воздух в течение периода отсутствия добычных работ, причем давление подаваемого чистого воздуха превышает давление газовоздушной смеси в выработанном пространстве на величину H(t), определяемую из выражения

H(t)

с„Ш0 - сх V

R,

0

5

0

5

где С

C(t) с

R

уч

допустимое по правилам безопасности содержание газа в исходящей струе участка, %,

содержание газа в исходящей струе участка в период отсутствия добычных работ, %, причем C(t)«i С; содержание газа в газовоздушной смеси i-й скважины перед ее отключением, %;

количество отключенных от вакуума скважин; аэродинамическое сопротивление i-й скважины перед ее отключением, Па-мин/м6, общеучастковый расход воздуха, м1/мин.

I/lУf

Р9 с х офо хххху 5ббг$г$йгу

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при разработке газоносных угольных пластов. Цель изобретения - повышение эффективности управления путем согласования газовыделения из выработанного пространства с газовыделением из лавы в периоды ведения добычных работ и их остановки. Бурят дегазационные скважины в газоносную толщу пород. Скважины герметизируют, вакуумируют с последующим отсосом газовоздушной смеси и отключение скважины. В момент остановки добычных работ производят дополнительное вакуумирование отключенных ранее от вакуума скважин в течение времени переходного газодинамического процесса в устье скважины. В скважинах замеряют содержание газа в газовоздушной смеси и аэродинамическое сопротивление перед их отключением. Затем в отключенные от вакуума скважины подают чистый воздух в течение периода отсутствия добычных работ. Давление подаваемого чистого воздуха превышает давление газовоздушной смеси в выработанном пространстве. 1 ил.