Способ проветривания забоя горной выработки, проводимой по высокогазоносным угольным пластам Советский патент 1991 года по МПК E21F1/00 

Изобретение относится к горному делу, а именно к технике безопасности при разработке пластов угля, склонных к внезапным выбросам угля и газа, и предназначено для борьбы с загазированиями подготовительных выработок во.время проведения противовыбросных мероприятий.

Цель изобретения - повышение эффективности проветривания за счет локализации и изолированного отвода на дневную поверхность газа, выделившегося при проведении противовыбросных мероприятий газоотсасывающим вентилятором по фланговой газодренажной выработке и снижение пожароопасности при отработке свиты высокогазоносных угольных пластов.

На чертеже изображена схема проветривания забоев горных выработок, проводимых по высокогазоносным угольным пластам.

Свита пластов, состоящая, например, из двух высокогазоносных пластов, отрабатывается в нисходящем порядке. По верхнему пласту 1 в пределах выемочного поля отрабатывается последний выемочный столб. Проветривание очистной выработки 2 осуществляют по комбинированной схеме с отводом метановоздушной смеси через выработанное пространство 3 на фланговую газодренажную выработку 4 с последующей выдачей исходящей струи через вентиляционную скважину 5 на поверхность газоотсасывающим вентилятором (ВМЦГ-7)6.

Подготовка к отработке выемочных столбов по нижнему угольному пласту 7 производится следующим образом.

Подготовительные выработки 8 и 9 проводят по высокогазоносному пласту 7 с проведением противовыбросных мероприятий

Проветривание каждого из них осуществляют посредством вентиляторов 10 и 11 местного проветривания по нагнетательным трубопроводам 12 и 13. До проведения выработок 8 и 9 в высокогазоносную зону при- забойное пространство проводимых выработок аэродинамически соединяют посредством вентиляционных каналов 14 с вы- рабЬтайнымпространством3

вышеотрабатываемого пласта, которое находится под разрежением, создаваемым га- зоотсасывающим вентилятором 6. Аэродинамическая связь выработанного пространства с газодренажной выработкой

4 осуществляется через регулируемые перемычки 15, установленные в сбойке 16, пройде иной в целике 17 и соединяющей выоаботанное пространство 3 верхнего отрабатываемого пласта 1 с фланговой газодренажной выработкой 4. Устанавливают в призабойном пространстве каждой проводимой выработки вентиляционную дверь 18. В забое подготовительной выработки 8 проводят противовыбросные мероприятия

(гидроотжим призабойной зоны угольного массива, гидровымывание опережающих полостей, гидрорыхление, низконапорное увлажнение и т.д.), причем при проведении гидроотжима из призабойной зоны выводятся люди, отсутствует в забое и работающее электрооборудование. И при проявлении газодинамических явлений в забое подготовительной выработки 8 вентиляционную дверь 18 закрывают. При этом

всю свежую струю, подаваемую нагнетательным трубопроводом, выпускают у закрытой вентиляционной двери 18, а выделившийся из высокогазоносной зоны газ аккумулируют в призабойном пространстве и выводят изолированно

по вентиляционному каналу 14 в выработанное пространство 3 пышептрэбатываемого пласта 1 Призэбойное поостранство подготовительной выработки 8, вентиляционный канал 14. выработанное пространство 3 ч1-1- шеотрябатывяемою ппаста 1 находящееся под разр- хенищ позволяют локализовать практически любое иоличество 1аза

И по мере в1 вода гаэт из призабоичпго прост рэн;т вз подготовительной вмрпб ки 8 в последнем изменяют давление воздуха и содержлч Р в не метана И гри СНИХР нии давления ниже атмосферного НЯГНРТЭ- тельный трубопровод1 вентилятора 10 переключают и весь ПОТРК (свежего) воздуха направляют в призэбойное пространство При снижении содержания меган-j в приза бойном пространстве дистанционно устанавливают временную перемычку 15 установленную Е сбойке 16 автоматически перекрывают а вентиляциснн.ю iinept- 1f открывают прекращая тем самым ГРЗОЗТ сое из призабоиного ртчггга подго(и вительнои выработки 8 Пргк тащгк г активное проветривание яыоябпгпннрго пространства 3 выш отиАоагь взе ч.го ила ста 1, что, естественно приводит N гни,се нию вероятности п о i ч и i р в с -и1 я эндогенного пожарч при свиты

ВЫСОКОГаЗОНиСМ у ОЛ iL / В 1Ъ ПР

чего приводима 1 в; работ)- т (; прОве И- ПО Обычной УОМЭ ROM

нагнетат льно1 о тоуЬспоотдэ вснги ч- тора 10 BMri rpo ветриоается забои чодг с 1иьитспьнпь выработки ч

Пред;,агаемыи пог,об ппие м и Е- TOM случае, когда протиоочыбрзсчыэ , пи ятия проводятся одновременно в дву« под- готовитеоьиых вь пяботках 8 и 9 к тому же является лучи,им вариан ом г оедла г 1 мого способа Р силу того в1 пч&о- н- ное пространство 3 м е м L jj e e находится под актизным провг-р1тчнием что, естественно окоащае. напплипису вероятность возн1хновенпр ч дог нного пожара

Пример Парнмр ры способ рассчитывают для условий одноврем ;нной ОД|О товки первой пп НМЖРAPV ащему пласту и orpaooi ки по ле шей лавы и них ней час г и у лона г г л я л F - цсг. v пласту. Для гг дготпики ЛГРЫ м н,-желе жаи ему плт-1у про РОД я т цчон ный и KOHBene(jisin ы г/еки проветриваемые ве типчтор ми плотно

ГО ПрОВеТрИВ ЧНИЯ Г ИЗОЛИрСБЭННЫМ ОТВОДОМ г а т а в ы д ° i ь ш з г о г ч из призабойнои ооны пласта пр. жиме, через подземное .ро

бурённые с ти UJTPBKOB в выработанное простоаиство ранее отработанных лав по вышележащему пласту, на газодренажную вырпботгу По вышележащему пласту отрзба5 тывлется гфоветричаомзп по комбинированной схеме с отводом метановоздушной гмес по 1РИС1ВУЮ цг му выработанному про- стрянс э ТЭГЖР на газодренажную выработку и метановозду лная смесь,

0 пост паю1 дие ча газолренажную выработку, отводятся по фланговой скважине гэзоотса- сывающим РГЧТИЛЯТСФОМ на поверхность

1 Расчет интенсивности газовыделения в выработку при гидроотжиме призабойной

5 г паста выполнен для условии проведения конвейерного и вентиляционного штреков по нижележащему пласту В основу рас чета положены эмпирические зависимости кинетики(азовыделения в выработку, которые не предусматривают применения Гспоок гзсывающей системы В связи с отим основной мерой гш снижению газопыделе- мия п мои гидроотжиме до уров ня гоот вет чу M.iei о количеству

пэиаэ емого в забой воздуха является уве /ч чонио величины ногпи+vapMOio 01 ррежгл- ния отраро к1 ВПРОРДИ забоя выработки Увеличение пег ич-дег огоопеое ения приводит к снижению допугкармпй величины

0 ППДРИГ НИЯ забое-за j v,i о рнбо. i тидрр отжимом и как дстья1,е i r енню пов подвигай и1 ч pnr-v iTpa 41 профилак тичегчие .ы

ч i,ent ю оСесп гни(ч н- -яцнос и ппе5 му 1|лства 1 тобр те и -1 с чоиое день ч i тонс |/вн( Сти t%. ,я поипе/ ни тзи -ые об РНИ 1 р-ичиик РЧСГС ерожен

Ј |у Ч,г-г oHl,,(jf 1рОИЧР J 1Tf f|bHOrTH raiiQi0 счсь взи щ 31 си ,тгмы

0

5

1 )uj,t- эс ь t тпеделэх попгрхное(и тзбо1- м п Мс цнос ь нлг/ушеьчого ) iv р предела i овср- чг ти зш/ия м тли

- ibHOvTb /i Г р лродчл .IT f ) i /, V Пг рэд| ня ме нонпг i iriуТПЯ ° Л

I| HJH a BIT тботки i Hrfi Of-нгк РЧРГче кч бор -ч

1 Л , i1M .1O ll l i

A/ i i ид i i г

К (Г ИЧСС ru ПОЯгТЦ -. S м I Ц1

2

1л

i;o

3 о IF О

V

э л, а ь /мин

о i ку

100

1 г эк ) а гель д(

НИЯ ГОг HAOOP fHMf t

«оьы ели40

I3 0,16(/с- 5,5X1 - O.IWoXl + )

0.16(18-5,5X1-0,1-3.5) х (И }

1,9 м3/мин м (угля).

1.2. Обьем угля, вовлекаемого в процесс гидроотжима

Vy m (а -Ы ) 1Г (

100 -А - W ч

100

2,2 (4 +4)3.7( -

100

- 12 -3.5 N гс 3 ТОО)55м.

1.3.Максимальный дебит газа из подвергаемого гидроотжиму обьема угля

q1 2Vyl3 2-551.9 208 м3/мин.

1.4.Для предотвращения провоцирования внезапных выбросов угля и газа в процессе гидроотжима необходимо перед каждым циклом гидроотжима оставлять неснижаемое опережение 1ц.0 1 м. Этот слой дегазированного предыдущим циклом гидроотжима угля создает сопротивление на пути движения газа в выработку, что приводит к снижению начального (наиболее опасного) притока газа, растягивая процесс газовыделения во времени. В соответствии с этим ожидаемый дебит газа при гидроотжиме следует рассчитывать по формуле

q qV1l6W 208 е 1 6 1 42 м3/мин.

Дебит газа при гидроотжиме из двух забоев составляет qa 84 м /мин или 1,4 м3/с.

1.5.Влияние величины неснижаемого опережения на ожидаемый дебит газа при гидроотжиме:

IH.O., м: 1,0 1,5 2,0 2,5 q, м3/мин: 42,0 19,0 8,5 3.8 q, м3/с: 0,7 0,3 0,1 0,06

1.6.Выбор вида мероприятий по обеспечению допускаемой (до 1%) концентрации метана в выработке при гидроотжиме.

1/1з результатов видно, что заданное количество подаваемого в выработку воздуха (400 м3/мин) может обеспечить нормальную концентрацию в ней (до 1 %) только при неснижаемом опережении в 2,5 м. Но при этом гидроотжим призабойной части пласта необходимо выполнять через каждые 3,7 - 2,5 1,2 м. Продолжительность цикла регулируемого гидроотжима по фактическим данным составляет около 2 и. С учетом этого время на выполнение основных операций горнопроходческого цикла резко снижается, что отрицательно сказывается на темпах подвигания забоя.

2. Расчет аэрогазодинамических параметров способа производят для условий проведения гидроотжима в двух забоях вентиляционного и конвейерного штреков. При этом используют эмпирические зависимости параметров проветривания выемочных участков от горно-геологических и горнотех- нологических факторов. Параметры расчета представлены на расчетной вентиляционной схеме.

2.1.Падение депрессии по выработанному пространству действующей лавы, от0 рабатываемой по вышележащему пласту, определяют из выражения

he д. RrfQy2 -- LB РУд д.- QA2 1500-0.02-4.172 520,8 л.аПа,

5 где Рд - сопротивление выработанного пространства действующей лавы, отрабатываемой по вышележащему пласту;

Од - расход воздуха из лавы вышележащего пласта, поступающего по выработан- 0 ному пространству на газодренажную выработку, 4,17 м3/с;

LB - длина выработанного пространства, 1500 м:

Куд.д удельное аэродинамическое со- 5 противление выработанного пространства действующей лавы, 0.02К// /м.

2.2.Действующий напор на сопряжение фланговой скважины с газодренажной выработкой составляет

0

Ьф с.2 (±hn - Ь„ д) 100- 520,8 -420.8даПа,

где h;. - действующий напор в лаве, 100 даПа.

5Падением депрессии по газодренажной выработке пренебрегаем ввиду ее малого значения 0,4к/г .

2.3.Перепад давления между сопряжением фпанговой скважины с газодренажной

0 выработкой и сопряжением подготовительных выработок, проводимых по нижележащему пласту, с подземными скважинами, пробуренными в выработанное пространство отработанного вышележащего пласта,

5 составляет

пф с.п.2 - ihn - (+Ьф.с 2) 80 - (-420,8) -500,8 даПа,

где hn - действующий напор на сопряжении забоев подготовительных выработок с под- 0 земными скважинами, 80 даПа.

Падением депрессии по с бойке 16 пренебрегаем ввиду ее малого значения 0,0008 к ц .

2.4.Определяем падение депрессии по 5 выработанному пространству отработанных лав по вышележащему пласту

hB.о Ro 022 LB Руд о q 1500-0.03-1.4 - 147 даПа.

где RO - сопротивление выработанного пространства отработанных лэв по вышележащему пласту

Q2 -дебит газа при одновременном гидроотжиме в двух забоях подготовительных выработок, проводимых по нижележащему пласту, отвоцимый по подземным скважинам и выработанному пространству огоа- ботзнны/. лзв по вышележащему пласту, 1,4 м3/с (84 м 7мин)

К уд о - сопротивление выработанного пространств отработанных пач по вышележащему пласту, 0 03 к// /м

2.5. Определяем действующий напор на сопряжении подземных скважин, пробуренных из подготовительных выработок проводим ых по нижележащему пласту, с выработанным пространством отработанных лав по вышрлежащему пласту

hncec (-Нф-: h0 о) 42Г 8 + 147 - -273 9 даПа

2 6 Определяем перепад даолпчия между сопряжением подземных скважин с выработанным пространством о i работай ных лав по пласту вышележащему и забоями подготовительных выработок, проводимых по нижележащему пласту (падение депрес сии по ПОДЗРМЧЫМ скважичам)

hnc ih,, - (-hn, 80 , -,оо) - 353,8 дэПэ

2 7 0.,.ПРГ1ягм общ с сом огинл-f .ie двух подзам1ч,|х СКНЧЖ1.1Н пр(,оурен- u i-з

ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫХ ВЫрЭбоТ МП ИЮДИМЫХ

по пласту в ЬифяГюгат.ое прсстр стнс о. Работанногс выч-епеж/пцегг тлясгг

hn.

1 Л

-- 180 -5 К и

2 В. х/дгльное сопротивпен/- под. ных скважин определяют

D Н п с 18) -. , г,

Кудп - | , 4П ч 5|

где In г - длина л ;мг н г мн пробу ренмых из подгг тош т, тььы вь рэботок ни ж е л е ж а щ г с п г, с в в ы р z б -1 ч и о е пространство отработанного вчитлежаще го пласта, 40 м

2 9 Выбираем сф- ктер ч Tt-ку вен тиляторч ВМЦГ 7 и по ней при няч нии П 557 м /с опрвдряя м h rQ 5.57 м3/с h 11/0 олП гд-, U - оби.ий расход метлново душной с oit,brbiuaj мой по фланговой с- вахинс 4d понерхнос 11 (Од4 q ) MJ/. h депрзссия г зоогсась;иа- ющего венти/.птора даПа

2 10 Определяем падение депрессии по фланговой г КВЭЖИНР

Ьфс (±h 2 (th) - 4208 )- 699,2 даПа

2 11 Определяем удельное сопротивление флангово.1 скважины

рудфг - |-ФЈ -69-92 008к///м

1Ф Q 300 ( 5 7 )2

10

где Lf - длина фланговой скважины 300 м 2 1° Определяем диаметр Фланговой скаа и |Ь по ее удельному сопротивлению

. ,

К УД .J г

3 10 4 И,

О го) - °

гДе ГуФ коэффициент аэродинамического сопротиЕ)ленил фланговой гкважи ы 2 П Определяем диаметр двух параллельных подземны- СКРЯЖМЦ пробуренных из забоев подготовит, выработок, прородиг/i i чо нижепемащему ппасгу в вы- рабопанн Р мпоп отпзбптачного выш пгж 111п., пт гл

6S .,,t 18м

ci т - iо ;

R уД IЧ

f 65 4.ЫО

4 54 2где С п f пэффици ч-ii л п динами (вскогосо- протиплени псдз--ihnx --ин 1 5 If Таким обр-, г Д ч о вод i ят BI л

Г.ЯЮЩГГОСЯ При О h(jPf t MPHiiO l И Ц ) Г-ЧИ

м е ь з а б о я д г х г i /и и i о н г г -, н LI л вьфаГзаг к проь ..1 по Hk-,4a/ м мц. му ппасту ° M3f MHt вз HHON чырч г i3Hhr -- , мгог т. -1 r i, ям- я i-jOOTahh i лав f v i ij Л IP d ( у I M i / п. не .1 1Г0 м

D O6VK/1 i 1 4f м r ill ot -) ДИ, ifi1)., ЗЖКОИ СКвг- t. v- 1 I , См Г

i pf J1 г Гсс-1 М v, -i H i- ( PJBHCH 1 Г

;. ч MI «теп11 i 1 jitie npt .iMvmt т с -ъ обесп i naji i т i1 dijiiio прлктич Л. eorp ii - ч f . -Tina MbiflennBUf i f

C/J ГЗ rp.- ivu -il- f4J()Ei: ФИО HI i

Mfpoi fi/ij t ii-ii M.j, i«i ч.днг ь. ef о ra

МоЯ Ч Ю IVH, р 10Г|Ь Г H.I |РТ кОЖоПСО ПнС ОСГ ii iorpai O i ui - i , Hb X V, CMS - «, i IC J3 K n° T .

Hoc b paf i г рнп i nt , i H4LL n C о ij м i ч i 7 м h r ( и i п

( Г O( jO i P f, -rp J j-q ГГ1| Ш-, bL f

бС) ГI. Иif t t t ЖСЧ J 3 I4i i i i-,i 1

УГОЛЬ i ,iM чГ d 1 i-f ч 13 till t ГН|ДС1Ч О

наг.i- N , rf yVifi iTi/.

ВОЗДУ 3 В t l,i h При г)Г.п;1ИОМу фО

Стране i y и ;тьо„ из н го l(t ru in uuei .«-я при .u |Л,4 i,.« мерог

i Ajd /МОЛЯ|4ИЬ I pi- lJOHHO С ICiilс.rpa if rfi-j о т п и ч a t-j щ i и с j теп что с целью г, ь- а.ения ктгпмгс MI npcst т- риван1 пугем .iui т/ и t lO.iuoeai

ного отвода газа, выделившегося при проведении противовыбросовых мероприятий, на дневную поверхность газоотсасывающим вентилятором по фланговой газодренажной выработке и снижения пожароопасности при отработке свиты высокогазоносных угольных пластов, до проведения выработки в высокогазоносную зону призабойное пространство проводимой выработки аэродинамически соединяют с выработанным пространством с помощью вентиляционного канала, фланговую газодренажную выработку соединяют с выработанным пространством с помощью сбойки, а изоляцию призабойного пространства осуществляют посредством вентиляционных дверей, которые закрывают при проявлении газодинамических явлений, при этом весь свежий воздух, подаваемый нагнетательным трубопроводом, выпускают перед закрытой вентиляционной дверью, а выделившийся из высокогазоносной зоны газ отводят из изолированного призабойного пространства по вентиляционному каналу, причем в изолированном призабойном пространстве дистанционно измеряют давление воздуха и содержание в нем газа и при снижении давления в изолированном призабойном

пространстве ниже атмосферного в него направляют часть свежего воздуха, подаваемого нагнетательным трубопроводом, а при снижении содержания газа в сбойке дистанционно возводят временную вентиляционную перемычку, причем в этот момент

открывают вентиляционную дверь в прово, димой выработке и весь свежий воздух из

Нагнетательного трубопровода подают в

призабойное пространство.

Изобретение относится к горному делу, а именно к технике безопасности при разработке пластов угля, склонных к внезапным выбросам угля и газа, и предназначено для борьбы с загазированием подготовительных выработок (В) во время проведения противовыбросных мероприятий. Цель изобретения - повышение эффективности проветривания за счет локализации и изолированного отвода на дневную поверхность газа, выделившегося при проведении противовыбросных мероприятий, газоогса- сывающим вентилятором по фланговым В и снижение пожароопасности при отработке свиты высокогазоносных пластов Подача свежего воздуха в подготовительные В 8 и 9 и в их нризабойное пространство (ПП) осу- щестрляется по нагнета.ельным трубопроСП