Крепление сопряжения лавы с вентиляционным штреком

Таблица 5 Основные технические параметры конвейера

Техпараметр	Величина
Пределы высоты добычи, м	1.9～3.4
Подходный угол наклона, о	≤50
Глубина захвата, мм
Высота машинной стороны, мм
Межцентровое расстояние поворота 2 качалок, мм
Диаметр комплекдующего шнека, мм	φ1800
Максимальная высота выемки, мм
Глубина нарезки, мм
Вид конструкции качалки	Качалка целая изогнутая
Длина качалки, мм
Угол общего качания качалки	61.5°
Качание вверх	38.6°
Качание вниз	22.9°
Мощность выемки, кВт	2×300
Напряжение электропитания, В
Оборот шнека, обор/мин	32.4
Скорость выемки, м/сек	3.052
Мода тяги и регулирования оборотов	Палец-рельс, регулирование оборотов переобразованием частоты переменного тока
Мощность тяги и напряжение	2×40 кВт，380В
Скорость тяги	0～6.5/10.8 м/мин
Сила тяги	660/398 kN (кН)
Тип электродвигателя насосной станции	YBRB-18.5
Мощность электродвигателя насосной станции, кВт	18.5
Напряжение электропитания, В
Мода опрыскивания	Внутреннее, внешнее
Мода охлаждения	Водяное охлаждение выемки, тяги, электродвигателя насосной станции, водяного рукава и ящика переобразования частоты
Рабочее давление водоснабжения	6.3
Рабочий расход
Тип трубы водоснабжения	DN32－11
Общий вес, т	～45

Таблица 6 Технические параметры выемочной машины типаМG300/700-QWD

1.5 Выбор выемочной машины

Согласно таблицы 2 в механизированный комплекс входит комбайн MG300/700-QWD. Принимаем комбайн MG300/700-QWD

Диаметр шнеков определим по формуле:

D= = =1,4 (1.4)

где: m_max= 2,8м – вынимаемая максимальная мощность пласта;

Согласно таблицы 6 принимаем шнек диаметром 1,5м с шириной захвата 0,63м.

1.6 Выбор забойного конвейера

Согласно таблицы 2 в механизированный комплекс входит забойный конвейер SGZ764/630. Принимаем забойный конвейер SGZ764/630.

1.7 Увязка конструктивных и режимных параметров функциональных машин

Теоретическая производительность главной функциональной машины производительность очистного комбайна определим по формуле:

Qm= = =8,9т/мин (1.5)

где: N_ycx= (0,9-l,l)N = 1,1 *600 = 660кВт

N(P) и в формулах исправить= 660kBt - мощность эл.двигателей комбайна таблица 4;

H_w= 0,68кВтч/т - удельные энергозатраты при A_p= 200Н/мм.

Производим проверку механизированной крепи по фактору проветривания:

= =6,5м² (1.6)

где:Q_m= 8,9т/мин - теоретическая производительность комбайна;

q = З,5м³/т - относительная метанообильность пласта;

к = 0,5 - коэффициент дегазации пласта;

V_b= 4 м/с - максимально допустимая скорость движения воздуха по лаве;

с = 1 % - допустимая концентрация метана в исходящей струе.

Скорость подачи очистного комбайна должна быть согласована со скоростью крепления забоя.

(1.7)

где: V_nx- теоретически возможная скорость подачи комбайна;

V_kp- скорость крепления забоя.

Теоретически возможная скорость подачи комбайна определяется по формуле:

=3,7м/мин (1.8)

где: Q_m= 8,9т/мин - теоретическая производительность комбайна;

В = 0,63м - ширина захвата комбайна;

m = 2,8м - средняя мощность пласта;

у = 1.37т/м³- плотность угля.

Скорость крепления очистного забоя определяется по формуле:

(1.9)

V_kp=4m/mhh - скорость крепления забоя таб.3;

В = 0,63м - ширина захвата комбайна.

Проверка производительности конвейера производится по формуле:

Q_k= 1,3* Q_m= 1,3 * 8,9 = 11,6т/мин (1.10)

где: Q_m= 8,9т/мин - теоретическая производительность комбайна.

Q_k= 20т/мин - приемная способность конвейера SGZ764/630 , таб. 5;

Q_K>Qm 20 >11,9

Принятый конвейер SGZ764/630 удовлетворяет нашим условиям.

2 РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ

2.1 Расчет скорости подачи комбайна

Определяем скорость подачи комбайна по четырем ограничающим факторам:

-мощности двигателя комбайна; 2Х300кВт

-вылету резца; 0,63м

-газовому фактору; 3,5м³/т

-производительности конвейера; 20т/м

2.2 Определение скорости подачи комбайна по мощности двигателя привода исполнительного органа

(2)

где: N_ycr(P)= 600кВт - устойчивая мощность электродвигателя комбайна;

m_max= 3,10м - максимальная мощность пласта;

В = 0,63м - ширина захвата комбайна;

у = 1,37т/м³- плотность угля;

H_w= 0,68кВтч/т - удельные энергозатраты приA_p=200Н/мм.

2.3Определение скорости подачи комбайна по вылету резца

Тип режущего инструмента выбирается в соответствии с технической характеристикой выемочной машины или типоразмерным рядом резцов.

(2.1)

где: I_p- радиальный вылет резца,см;

kl - коэффициент вылета резца;

n - частота вращения исполнительного органа, об/мин;

z - число резцов в линии резания.

Частота вращения исполнительного органа выбирается по таб. 6 или определяется по формуле:

об/мин (2.2)

где: V_p= 3,0м/с - скорость резания таб.4;

D = 1,5м - диаметр шнека;

kl = 1,4 - для тангенциальных резцов.

Радиальный вылет резца:

l_p = l_k * sin =6,5*sin 90° = 6,5см (2.3)

где:I_k = 6,5см - конструктивный вылет резца;

=90° -угол установки резца к поверхности резания.

(2.4)

2.4 Определение скорости подачи комбайна по газовому фактору

м/мин (2.5)

где: m_niax= 3,10м - максимальная мощность пласта;

В = 0,63м - ширина захвата комбайна;

у = 1,37т/м - плотность угля;

q = З,5м³/т- относительная метанообильность пласта;

k = 0,5 - коэффициент дегазации пласта;

V_b= 4 м/с - максимально допустимая скорость движения воздуха по лаве;

с = 1 % - допустимая концентрация метана в исходящей струе;

S = 7м²- площадь сечения рабочего пространства;

6,6м² (2.6)

m-вынимаемая мощность пласта, м;

b- максимальная ширина призабойного пространства, м;

_л-коэффициент загромождения призабойного пространства;

при m>1м,

2.5 Определение скорости подачи комбайна по производительности конвейера

м/мин (2.7)

где:Q_k= 20т/мин- приемная способность конвейера SGZ764/630 , таб. 5;

m_max= 3,10м - максимальная мощность пласта;

В =0,63м – ширина захвата комбайна

у = 1,37т/м³- плотность угля.

Принимаем скорость подачи комбайна 2,8м/мин.

2.6 Расчет производительности комбайна

Определим теоретическую, техническую и эксплуатационную производительность очистного комбайна

2.7 Теоретическая производительность очистного комбайна

Теоретическая производительность - это количество полезного ископаемого, добываемого за единицу времени при непрерывной работе выемочной машины с рабочими параметрами, максимально возможными в заданных условиях эксплуатации.

Q_m = 60*т_ср *В *V_n *у = 60 *2,8 *0,63 *2,8 *1,37= 406т / час (2.8)

где: V_n= 2,8м/мин - скорость подачи комбайна;

m_cp = 2,8м - средняя мощность пласта;

В = 0,63м - ширина захвата комбайна;

у = 1,37т/м - плотность угля.

2.8 Техническая производительность очистного комбайна

Техническая производительность - максимально возможная среднечасовая производительность при работе в конкретных условиях эксплуатации.

Она определяется с учетом простоев, и определим по формуле:

406*0,6=243,6т/час (2.9)

где: Q_m= 406т/час- теоретическая производительность;

kmex⁼ 0,6- для очистных комплексов с односторонней схемой работы комбайна.

2.9 Эксплуатационная производительность

Эксплуатационная производительность – это производительность с учётом простоев по организационным причинам и простоев, связанных с устранением технических неполадок, не зависящих от конструкции комплекса.

Эксплутационную производительность определим по формуле:

406*0,3=121т/час (2.10)

где: Q_m= 406т/час - теоретическая производительность;

к_э= 0,3 для очистных комплексов с односторонней схемой работы комбайна.

2.10 Определение нагрузки на очистной забой по эксплуатационной производительности комбайн

Принимаем скользящий режим работы с продолжительностью смены 6 часов.

Число рабочих дней в месяц 30

Число рабочих смен в сутки 3

Число подготовительных смен в сутки 1

Для построение планограммы работ в лаве определим количество рабочих циклов в сутки и время одного цикла по формуле:

(2.11)

где: Q_cyr- производительность комплекса в сутки;

Qcтp- производительность комплекса за выемку одной стружки.

Q_cyr= 17*Q₃ = 17*121= 2057т/сугки (2.12)

где: Q₃ = 214т/ч - эксплуатационная производительность.

Q_ctp= L* *B*y =170*2,8*0,63*1,37=410 т/стружки (2.13)

где: L = 170м - длина лавы;

m = 2,8м - мощность пласта;

В = 0,63м - ширина захвата комбайна;

у = 1,37т/м³ - плотность угля.

Принимаем 5 циклов

Время одного цикла

(2.14)

где: V_эn - эксплуатационная скорость подачи комбайна;

L = 170м - длина лавы;

V_3n = V_n *k_э= 2,8*0,5 = 1,4м / мин (2.15)

где: V_п= 2,8м/мин - скорость подачи комбайна;

к_э= 0,5 - эксплуатационный коэффициент,

тогда:

(2.16)

3 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В ОЧИСТНОМ ЗАБОЕ

Для отработки выемочного участка принят механизированный комплекс ZY6400/15/34D. В состав комплекса входят: крепь механизированная ZY6400/15/34D,очистной комбайн MG300/700-QWD лавный конвейер SGZ764/630 .

Для транспортировки угля по конвейерному штреку устанавливается перегружатель ПСП-307 и ленточный конвейер КЛКT-1000.

Все очистное оборудование монтируется в монтажной камере специализированной организацией. Выемка угля в лаве производится по односторонней схеме. При движении комбайна снизу вверх производится выемка угля комбайном, передвижка секций крепи и производится зачистка забойной дорожки и передвижка лавного конвейера «волной» к груди забоя.

Одновременно с выемкой угля комбайном производится подготовка верхней и нижней приводных головок забойного конвейера к передвижке (производится зачистка почвы у приводной головки от угля и породы).

3.1 Передвижка секций крепи

По мере выемки угля комбайном производится крепление призабойного пространства путем передвижки секций механизированной крепи к забою. Секции механизированной крепи передвигаются последовательно, одна за другой, с отставанием от комбайна не более 4,5м (3 секции) и не более 1,5м (1 секция) (в зонах нарушения и в зонах ПГД). Все операции по передвижке секции машинист механизированной крепи производит из-под соседней, не передвинутой секции, что обеспечивает безопасность работ для обслуживающего персонала и улучшает наблюдение за управляемой секцией.

Управление секцией осуществляется с помощью распределителей, которые вмонтированы в блок распределителей и помещены под перекрытием. Гидравлическая управляющая система механизированной крепи ZY6400/15/34D служит для управления крепью во время выполнения следующих операций: опускание секции, передвижка секции, распор секции, коррекция передвижения секции, передвижки конвейера. Передвижка секции крепи производится в следующей последовательности: снимается распор с гидростоек, передвигается секция крепи (по необходимости производится коррекция положения секции), производится распор секции крепи.

Опускание секции при передвижке более чем на 100 мм не допускается (кроме аварийных случаев), во избежание: попадания опускаемого перекрытия под перекрытие соседней секции, образования вывалов породы, ведущих к нарушению контакта поверхности верхняка с кровлей.Секции необходимо передвигать на полный ход домкрата передвижки, так как у не полностью передвинутых секций могут быть порваны узлы соединений домкрата с конвейером или выведен из строя домкрат при передвижке конвейера. При распоре секции необходимо следить за ориентацией верхняка перекрытия параллельно основанию секции и полнотой контакта верхняка с кровлей, регулируя положение верхняка домкратом. Продолжительность распора секции 5-7 секунд. Проседание секций может произойти в случае резкого увеличения горного давления или неисправности гидростоек. Возобновление работ по выемке угля допускается после восстановления работоспособности секции по указанию и в присутствии лица технического надзора. В случае неисправности гидростоек, последние должны быть заменены.

При обрушении пород кровли в лаве, производится ее перетяжка следующим образом:

• кровля, на участке обрушения, обирается от нависших кусков породы;

• секции крепи поочередно разгружаются и на перекрытие разгруженной секции заводятся два верхняка из однорезки длиной 1500 мм. На них укладывается обапол, и верхняки вместе с обаполом поджимаются к кровле перекрытием секции. В случае образования пустот над секциями, производится их забутовка круглым лесом.

Запрещается:

1. Нахождение людей на расстоянии менее 3 м от разгружаемой секции, за исключением машиниста механизированной крепи.

2. Одновременно разгружать и передвигать две рядом стоящие секции.

3. Передвижка 2-х верхних и 2-х нижних секций при работающих комбайне и конвейере.

Перед началом передвижки конвейера необходимо убедиться, что забойная дорожка полностью очищена от кусков угля и породы и других предметов, мешающих передвижке. В случае возникновения необходимости ручной зачистки участка забойной дорожки, машинист мех. крепи останавливает конвейер и по громкоговорящей связи сообщает машинисту комбайна о необходимости остановки комбайна. Машинист комбайна выключает и блокирует комбайн, блокирует конвейер, после чего производится ручная зачистка забойной дорожки. По окончании зачистки, убедившись в отсутствии людей на забойной дорожке и на ставе конвейера, машинист комбайна разблокирует комбайн и конвейер, после чего производит их запуск.Передвижка забойного конвейера производится «волной», вслед за комбайном, с отставанием от него — 12-15 секций. В процессе передвижки конвейера необходимо следить за его прямолинейностью, не допуская изгиба на отдельных участках.

Передвижка приводных головок производится при остановленных и заблокированных комбайне и конвейере.

Передвижка настила конвейера производится при работающих конвейере и комбайне.

3.2 Крепление сопряжения лавы с конвейерным штреком

Конвейерный штрек № 339 закреплен анкерной крепью: металлический верхняк ПШ-10(8) L=4,5м на 5-и сталеполимерных анкерах L=2,8м; в зонах нарушений - в соответствии с расчетами ЦАКК.

Перетяжка кровли - металлическая решетка.

Крепление боков – анкера А20В, L=2,8м.

Конвейерный штрек на протяжении 50,0 м от забоя лавы по верхнему борту выработки усиливается гидростойками 17ГВКУ-30 (DW38-300)/, устанавливаемыми под металлический подхват из СВП-22(17) под каждый верхняк проходческого кркепления, и закрепленному анкерами АК01 длиной L= 7,0м с шагом 1,0м. В 1,5-1,7м от нижнего борта конвейерного штрека устанавливается бесконечный подхват из СВП-17(22) , который крепится к кровле анкерами А20В,L=2,8м через 2,0м

Крепление сопряжения лавы с вентиляционным штреком

Вентиляционный штрек № 339 закреплен анкерной крепью: металлический верхняк ПШ-10 (8) на 4-х сталеполимерных анкерах L=2,6м с шагом крепления 0,8 м; в зонах нарушений – в соответствии с расчетами ЦАКк. Перетяжка кровли - металлическая решетка. Крепление боков – анкера А20В, L=2,6м. Участок вентиляционного штрека на протяжении 50м от линии забоя усиливается тремя рядами подхватов из СВП-22(17) на канатных анкерах АК01 L=6,0м

4 РАСЧЕТ ОЖИДАЕМОГО ГАЗОВЫДЕЛЕНИЯ ПО ПРИРОДНОЙ ГАЗОНОСНОСТИ

Расчет ожидаемого метановыделения из разрабатываемого угольного пласта по природной метаноносности производится согласно «Инструкции по применению схем проветривания выемочных участков угольных шахт с изолированным отводом метана из выработанного пространства с помощью газоотсасывающих установок», утвержденной приказом Минприроды России от 08.10.2009 № 325, с изменениями, утвержденными приказом Минприроды России от 30.04.2010 № 142.

Газовыделение из разрабатываемого угольного пласта при максимальной скорости комбайна рассчитывается по формуле:

(4)

где X - природная газоносность разрабатываемого пласта (с учетом

фактического или необходимого коэффициента эффективности дегазации пласта ), м³/т;

К_пл - коэффициент дренирования пласта подготовительными выработками;

А_р - суточная добыча угля при максимальной подаче комбайна, т/сут;

Кт.у - коэффициент, учитывающий степень дегазации отбитого угля при его транспортировании по выработкам участка;

К - коэффициент, характеризующий газоносность пласта на кромке свежеобнаженного забоя;

n1 - коэффициент, характеризующий газоотдачу пласта через обнаженную поверхность очистного забоя;

V_оч - среднесуточная скорость подвигания очистного забоя, м/сут. Максимальная нагрузка на очистной забой по газовому фактору определяется по формуле:

А_р = T_CMj_np К_м п_см , т/сут. (4.1)

где Тсм -продолжительность рабочей смены, мин;

К_м -коэффициент, характеризующий схему выемки угля, при односторонней выемке угля К_м = 0,5, при двухсторонней (челноковой) схеме выемки или односторонней с выемкой пласта более 60 % от вынимаемой мощности К_м = 1;

п_см - число рабочих смен по добыче угля;

j_np - производительность комбайна, т/мин.

Производительность комбайна рассчитывается по формуле:

Jnp = m_e у r K_r Vn, т/мин.

Где т_в - вынимаемая мощность пласта, м;

у - плотность угля, т/м³;

r - ширина захвата комбайна, м;

К_r - коэффициент использования захвата в долях от его ширины;

V_n - максимально возможная для данных условий скорость подачи комбайна в соответствии с его технической характеристикой, м/мин.

Коэффициент дренирования пласта подготовительными выработками определяется по формуле:

(4.2)

где - длина очистного забоя, м;

- ширина условного пояса газового дренирования угольного массива.

Среднесуточная скорость подвигания очистного забоя определяется по формуле:

(4.3)

При односторонней выемке угля в лаве определяется по формуле:

(4.4)

При челноковой схеме выемки угляв лаве Кт.у определяется по формуле:

(4.5)

Где - коэффициент, характеризующий газоотдачу отбитого угля.

Определяется по формуле:

а₂ = 0,25 а₃ , (4.6)

аз - коэффициент, характеризующий газоотдачу угля в массиве;

- скорость транспортирования угля по очистному забою, м/с;

- длина ПТК, м;

- скорость транспортирования угля по перегружателю, м/с;

- длина конвейера, расположенного в конвейерном штреке, м;

- скорость транспортирования угля по конвейерному штреку, м/с;

Коэффициент, характеризующий газоносность пласта на кромке свежеобнаженного забоя, определяется по формуле

(4.7)

где Хо - остаточная метаноносность угля, м³/т;

Коэффициент n1 определяется по формуле:

(4.8)

Метановыделение из стенок выработки в выработку со свежей струей воздуха, поступающей в очистной забой, определяется по формуле:

(4.9)

где - полная мощность угольных пачек пласта, м;

- коэффициент, учитывающий условия фильтрации метана; для тонких и средней мощности пластов принимается 1,0, для мощных пластов определяется по табл.3.7 «Руководства...»;

-скорость проведения подготовительной выработки, м/сут.

Дляподготовленных к отработке выемочных участков принимается фактическая, а для проектируемых - проектная;

- коэффициент, характеризующий газоотдачу угля в массиве;

- коэффициент, учитывающий изменение метановыделения во времени; определяется по формуле

(4.10)

где - время проведения выработки, сут;

- время, прошедшее с момента остановки работ по проведению выработки доначала очистных работ, сут;

Общее газовыделение в очистной забой составит:

(4.11)

Исходные данные для расчета метановыделения из разрабатываемого пласта 3 при отработке выемочного участка №339 представлены в таблице 6.

Исходные данные для расчета метановыделения из разрабатываемого угольного пласта 3 на проектируемый выемочный участок 339

Таблица 6

Наименование показателей	Условные обозначения	Ед. измерения	Количество
Наименование выемочного участка		Лава 339
Плановая суточная нагрузка на очистной забой	Асут	т/сут
Природная метаноносность разрабатываемого пласта	ХГ	MJ/T с.б.м.	25,0
Остаточная метаноносность разрабатываемого пласта	Хог	с.б.м.	2,5

Наименование показателей	Условные обозначения	Ед. измерения	Количество
Коэффициент эффективности дегазации разрабатываемого пласта		доли ед.	0,4
Длина очистного забоя		м
Скорость транспортирования угля по очистному забою		м/с	1,28
Длина перегружателя		м
Скорость перегружателя		м/с	1,3
Длина конвейера, расположенного в конвейерном штреке		м
Скорость транспортирования угля по конвейерному штреку		м/с	2,5
Выход летучих		%	38,8
Влажность угля		%	0,99
Зольность угля		%	18,9
Плотность угля	y	т/м3	1,37
Вынимаемая мощность пласта		м	2,95
Ширина захвата комбайна	r	м	0,8
Коэффициент использования захвата в долях от его ширины	Kr	доли ед.
Максимально возможная для данных условий скорость подачи очистного комбайна в соответствии с его технической характеристикой		м/мин	3,05
Продолжительность рабочей смены		мин
Число рабочих смен по добыче угля
Коэффициент, характеризующий схему выемки угля			0,5
Коэффициент, учитывающий метановыделение из эксплуатационных потерь угля в пределах выемочного участка, принимается по проекту;		доли ед.	0,051
Минимальное сечение очистного забоя			5,0

При зольности А₃ = 18,9 % и влажности W_a = 0,99 % газоносность разрабатываемого пласта 3 составит:

х = 0,01 25,0 (100 - 18,9 - 0,99) = 20,03 м³/т. (4.12)

Остаточная газоносность разрабатываемого пласта 3 составит:

х₀ = 0,01 2,5 (100 - 18,9 - 0,99) = 2,00 м³/т, (4.13)

Ширина условного пояса газового дренирования угольного массива пласта 3 = 10,0 м.

Для проектируемого выемочного участка №339 пласта 3 при _оч = 154 м коэффициент, учитывающий влияние системы разработки на метановыделение из пласта равен:

К_п.л = (154 - 2 * 10,0) / 154 = 0,87. (4.14)

При а₃ = 0,34 коэффициент а₂, характеризующий газоотдачу отбитого угля, равен:

а₂ = 0,25 * 0,34 = 0,085. (43)

При односторонней выемке угля в лаве, коэффициент , учитывающий степень дегазации отбитого угля при его транспортировке по выработкам участка, равен (4.15)

При показатель степени составляет:

(4.16)

Коэффициент, характеризующий метаноносность пласта на кромке свежеобнаженного забоя К, равен:

(4.17)

При т_в = 2,95 м, у= 1,37 т/м³, r = 0,8 м, К_r =1, V_nk = 3,05 м/мин производительность комбайна составит:

= 2,95 1,37 • 0,8 1 3,05 = 9,86 т/мин. (4.18)

Максимальная нагрузка на очистной забой по газовому фактору составит:

А_р = 360 9,86 0,5 3 = 5325 т/сут. (4.19)

Скорость подвигания очистного забоя при максимальной нагрузке на очистной забой по газовому фактору составит:

м/сут (4.20)

- коэффициент эффективности дегазации разрабатываемого пласта, доли ед.; = 0,4.

4.1 Расчет газовыделения из пластов-спутников при отработке выемочного участка №339 пласта 3

Для Кузнецкого бассейна при подработке расстояние по нормали между разрабатываемым и сближенным пластами, при котором газовыделение из последнего практически равно нулю, определяется по формуле:

(4.21)

где - коэффициент, при полном обрушении пород кровли к_у,_к = 40;

- вынимаемая мощность пласта с учетом породных прослоек;

- угол падения пласта, град.

М_р = 40 ' 2,95 (1,2 + cos 17°) = 254 м. (4.22)

При надработке пологих угольных пластов М_р = 35 м.

Относительное метановыделение из пластов-спутников определяем по формуле:

(4.23)

Где -коэффициент, учитывающий влияние скорости подвигания очистного забоя на метановыделение из спутника; для условий Кузбасса ky=l;

-суммарная мощность угольных пачек отдельного (/-го) спутника, м;

-вынимаемая мощность разрабатываемого пласта, м;

-природная метаноносность г'-го спутника, м³/т;

-остаточная метаноносность угля г'-го спутника, м³/т;

-расстояние по нормали между кровлей разрабатываемого и почвой сближенного (при подработке) и между почвой разрабатываемого и кровлей сближенного (при надработке) пластов, м;

-расстояние по нормали между разрабатываемым и сближенным пластами,

при котором метановыделение из последнего практически равно нулю, м.

По данным геологического разреза по 1-2 разведочной линии устанавливаем, что в зону подработки выемочного столба №339 попадает пласт 2.Учитывая данные, выполняется расчет ожидаемого относительного газовыделения из пластов-спутников. При т_сп= 1,33 м, М_сп= 56 м, = 12,0 м³/т, = 2,08 м³/т ожидаемое относительное газовыделение из подрабатываемого пласта 2 составит:

(4.24)

Суммарное относительное газовыделение из подрабатьшаемых пластов-спутников составит = 3,49 м³/т.

Относительное газовыделение из надрабатываемых пластов-спутников составит = 0 м³/т.

4.2 Расчет метановыделения из вмещающих пород при отработке выемочного участка №339 пласта 3

Для условий Кузбасса относительное метановыделение из вмещающих пород рассчитывается по формуле:

(4.25)

Где - коэффициент, при V^daf> 20% и полном обрушении кровли = 0,15.

Относительное метановьщеление в очистной забой, соответствующее максимальной нагрузке на очистной забой А_р = 5325 т/сут, составит:

(4.26)

Для выемочного участка лавы №339 пласта 3 относительное газовыделение из вмещающих пород составит:

Q_пор = 0,15 • 1,54 = 0,23-м³/т. (4.28)

С учетом изложенного газовьщеление в выработанное пространство выемочного участка лавы 339 при q_с.п = 3,49 м /т, q_nop = 0,23 м /т, q_с.н = 0 м /т, к_э.п = 0,051, х = 20,03 м³/т, = 2,00 м³/т составит:

= (3,49 + 0,23) (1-0) + 0 (1-0) + 0,051 (20,03 - 2,00) (1-0,4) = 4,27 м³/т. (5.29)

4.3 Расчет абсолютной газообильности выемочного

участка №339 пласта 3

При планируемой нагрузке на очистной забой А = 2500 т/сут ожидаемое абсолютное газовыделение из выработанного пространства составит:

(4.29)

Ожидаемое абсолютное газовьщеление на выемочный участок составит:

Iуч = I_оч + Iвп = 9,06 + 7,41 = 16,47 м³/мин. (4.30)

5 РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ПРОВЕТРИВАНИЯ ВЫЕМОЧНОГО

УЧАСТКА ПЛАСТА 3

5.1 Расчет расхода воздуха по максимальной скорости движения воздуха в очистном забое при отработке выемочного

участка пласта 3

Максимальный расход воздуха, который можно подать в очистную выработку при использовании для выемки угля механизированного комплекса, определяется по формуле:

(5)

где - допустимая по ПБ максимальная скорость движения воздуха в лаве, м/с;

- минимальная площадь сечения лавы по паспорту крепления, свободная для прохода воздуха, м²;

- коэффициент, учитывающий движение воздуха по части выработанного пространства, непосредственно прилегающего к призабойному; =1,25.

При =5,0 м , = 4 м/с, = 1,25 максимальный расход воздуха, который можно подать в очистную выработку, составляет:

=60 * 5,0 * 4 * 1,25 = 1500 м³/мин. (5.1)

5.2 Оценка коэффициента опасности при отработке выемочного

участка пласта 3

Возможность образования местных скоплений метана с концентрацией выше нормы на сопряжении лавы с вентиляционным штреком исключается, если выполняется условие:

(5.2)

Где - коэффициент, учитывающий опасность местных скоплений метана на сопряжении лавы с вентиляционной выработкой;

- среднее фактически (ожидаемое) метановыделение из выработанного пространства, м³/мин;

- проектная площадь поперечного сечения вентиляционной выработки в свету, м²; = 13,0 м²;

- расчетный расход воздуха в очистной выработке, м³/мин;

-коэффициент, учитывающий утечки воздуха через выработанное пространство.

(5.3)

Где -средневзвешенный коэффициент крепости пород кровли на расстоянии от кровли вынимаемого пласта, равном восьми его мощностям; f=6,58;

- вынимаемая мощность пласта, м;

- минимальная площадь поперечного сечения призабойного пространства, .

(5.4)

Для снижения газовыделения в выработанное пространство проектируемого выемочного участка №339 пласта 3 и предотвращения его выноса в действующие горные выработки в дополнение к комбинированной схеме проветривания предусматривается применение дегазации выработанного пространства.

Дегазация выработанного пространства предусматривается путем бурения дегазационных скважин в купол обрушения горных пород с поверхности. Коэффициент эффективности дегазации данного метода = 0,7.

С учетом применения дегазации выработанного пространства проектируемого выемочного участка №339 пласта 3 путем бурения вертикальных скважин в купол обрушения с поверхности ожидаемое абсолютное газовьщеление из выработанного пространства рассчитывается следующим образом:

(5.5)

При = 7,41 м³/мин, = 0,7 абсолютное газовьщеление из выработанного пространства выемочного участка лавы 339 пласта 3 составит:

= 7,41 • (1 - 0,7) = 2,22 м³/мин. (5.6)

При =2,22 М /МИН, =1500 M /МИН, S = 13,0 М , (5.7)

К_ут.в = 1,20 коэффициент опасности равен:

(5.8)

Из расчета следует, что > 1, а, значит, не исключается образование местных скоплений метана на сопряжении очистного забоя с вентиляционной выработкой.

Для исключения образования местных скоплений метана предусматривается применение комбинированной схемы проветривания с помощью поверхностной газоотсасывающей установки.

5.3 Расчет параметров проветривания выемочного участка пласта 3

Для снижения метанообильности выемочного участка предусматривается осуществить изолированный отвод метана из выработанного пространства с помощью поверхностной газоотсасывающей установки. В. этом случае количество воздуха, необходимое для проветривания горных выработок выемочного участка, определяется по формуле:

(5.9)

где - количество воздуха, поступающее в очистные выработки по воздухоподающим выработкам, м³/мин;

-коэффициент, учитывающий расход воздуха или его утечки по

поддерживаемой или погашаемой части воздухоподающей выработки в выработанном пространстве;

Qucx -количество воздуха, поступающее из очистной выработки с исходящей струей воздуха, м³/мин; определяется по формуле:

(5.10)

где - метанообильность очистного забоя, м³/мин;

к_н - коэффициент неравномерности газовыделения;

-коэффициент, учитывающий вынос метана утечками воздуха из призабойного в выработанное пространство; определяется по формуле:

(5.11)

С- допустимая концентрация метана в исходящей из очистного забоя вентиляционной струе, %; С = 1;

- количество метана, поступающее на выемочный участок со свежей струей из-за пределов выемочного участка, м³/мин;

-коэффициент, соответствующий оптимальным по газоотводу утечкам

воздуха через выработанное пространство из призабойного пространства очистной выработки; определяется по формуле:

(5.12)

Ксх - коэффициент, зависящий от схемы проветривания очистной выработки; определяется по формуле:

(5.13)

т_в - вынимаемая мощность пласта (с учетом прослойков), м;

_0ч - длина очистного забоя, м;

пв - протяженность вентиляционной выработки от призабойного пространства

очистного забоя, поддерживаемой для целей газоотвода, м;

a- коэффициент, зависящий от значения

а = 0,30 + 0,09f_{cp (5.14)}

f_cp - средневзвешенный коэффициент крепости подработанного горного массива по шкале проф. М.М. Протодьяконова на расстоянии от вынимаемого пласта, равном восьми его мощностям.

Расход воздуха, необходимого для изолированного отвода метана из прилегающих к лаве выработанных пространств в газоотводящие (дренажные)~выработки, определяется по формуле:

(5.15)

Исходные данные для расчета расхода воздуха на выемочный участок пометановыделению в очистной забой выемочного участка лавы №339 пласта 3 представлены в таблице 5

Таблица 5

Наименование показателей	Условные обозначения	Ед. измерения	Кол­ичество
Вынимаемая мощность пласта (с породными прослойками)		м	2,95
Длина очистного забоя		м
Площадь поперечного сечения призабойного пространства очистной выработки		м2	5,0
Количество метана, поступающего из-за пределов выемочного участка со свежей струей		м3/мин
Метанообильность очистного забоя		м3/мин	9,06
Средневзвешенный коэффициент крепости подработанного горного массива по шкале проф. М. М. Протодьяконова			6,58
Коэффициент, учитывающий расход воздуха или его утечки по поддерживаемой или погашаемой части воздухоподающей выработки в выработанном пространстве			0,1

При = 6,58 значение параметра а составляет:

а=0,30 + 0,09 6,58 = 0,89 (5.16)

Т.к данное отношение принимается равным 1. При = 2,95 м коэффициент, зависящий от схемы проветривания очистной выработки, равен:

(5.17)

При = 1,53, = 6,58, = 0,89, = 5,0 м², коэффициент, соответствующий оптимальным по газоотводу утечкам воздуха через выработанное пространство из призабойного пространства очистной выработки равен:

(5.18)

При I_оч - 9,06 м³/мин, =0 м³/мин, К*_{ут в} = 1,38 коэффициент, учитывающий вынос метана утечками воздуха из призабойного в выработанное пространство равен:

= (5.19)