Перечень вопросов, подлежащих разработке:

1. Составить схему проветривания участка и начертить на листе формата А₂;

2. Рассчитать относительную и абсолютную метанообильность выемочного участка и очистного забоя;

3. Рассчитать максимально-допустимую нагрузку на очистной забой по фактору метановыделения;

4. Выбрать способы снижения метанообильности очистного забоя, если допустимая нагрузка по фактору метановыделения меньше плановой;

5. Рассчитать количество воздуха для проветривания очистного забоя и выемочного участка;

6. Рассчитать депрессию горных выработок выемочного участка.

Схема проветривания выемочного участка

Согласно заданию для проветривания выемочного участка принимаем схему проветривания типа 1-М-З-в-вт. Схема проветривания представлена на рисунке

Прогноз метанообильности очистного забоя и выемочного участка

Относительную метанообильность выемочного участка и очистного забоя опре­деляем по природной метаноносности по методике изложенной в разделе выше

Источниками выделения метана в выработки выемочного участка являются раз­рабатываемый угольный пласт, сближенные угольные пласты (спутники) и вме­щающие породы.

Относительная метанообильность выемочного участка определяется как сум­марное метановыделения из разрабатываемого пласта (q_пл, м³/т), сближенных угольных пластов (q_сп, м³/т) и вмещающих пород (q_пор, м³/т), т.е

q_уч=q_пл+q_сп+q_пор

Метановыделение из разрабатываемого пласта

При разработке каменных углей и антрацитов с объемным выходом летучих ве­ществ больше 165 мл/г.с.б.м. относительное метановыделение из разрабатываемого пласта определяется по формуле

q_пл=q_о.п+q_о.у+k_э.п(x-x_о)

где k_э.п- коэффициент, учитывающий эксплуатационные потери угля в пределах выемочного участка; проектом предусматривается безцеликовая отработка пласта, тогда k_э.п=0.03;

х_о-остаточная метаноносность угля, оставляемого в выработанном пространстве, м³/т

х_о=0.01*х_о.г*(100-А^з-W^р)

х_о.г –остаточная метаноносность угля, м³/т.с.б.м; принимается по табл.3.1 [1] в за­висимости от выхода летучих веществ х_о.г=5.3 м³/т.с.б.м

х_о=0.01*5.3 (100-15-2)=4.4 м³/т;

q_о.п- относительное метановыделение из очистного забоя, определяется по фор­муле

Схема проветривания участка

q_о.п=0.85*х*k_пл*ехр(-n)

где х метаноносность угля с учетом зольности и влажности, м³/т

х=0.01*х_г*(100- А^з-W^р)

х=0.01*18*(100-15-2)=15 м³/т;

k_пл- коэффициент, учитывающий влияние системы разработки на метановыделение из пласта; согласно [1] для столбовой системы разработки определяется по формуле

k_пл=

b_з.d- ширина условного пояса газового дренирования угольного массива; принима­ется по табл.3.5[1] в зависимости от выхода летучих веществ; b_з.d=11 м;

k_пл=;

n- показатель степени, зависящий от скорости подвигания очистного забоя (v_оч,м/сут), выхода летучих веществ из угля (V^daf,%) и глубины разработки (Н, м );

n=а₁v_оч ехр(-0,001Н+b₁ V^daf)

где а₁, b₁-коэффициенты, значения которых принимается в зависимости от выхода летучих веществ; согласно [1,стр.34] при V^daf£22 % а₁=1.435, а,b₁=-0.051;

Cкорость подвигания очистного забоя определяем исходя из планируемой нагрузки на очистной забой

А_сут=l_очv_очm_пg

где g объемный вес угля

v_оч==

n=1.435*2.4*ехр(-0.001*840-0,051*8)=1.0

Определяем относительное метановыделение из очистного забоя

q_о.п=0.85*15*0.87*ехр(-1.0)=4.0 м³/т

Относительное метановыделение из отбитого угля (q_о.у) определяется по формуле

q_о.у=,

где -относительное метановыделение из отбитого угля в лаве, м³/т;

=х*k_пл[1-0.85ехр(-n)]*(b₂k_ту+b₃k)

- относительное метановыделение в конвейерном штреке и бремсберге, м³/т

=х*k_пл[1-0.85ехр(-n)b₂*k

где b₂, b₃-коэффициенты, учитывающие долю отбитого угля, соответственно находящегося на конвейере и оставляемого на почве в лаве, доли ед.; значения b₂=0.6, а b₃=0.4 при односторонней выемке угля; b₂=1, а b₃=0 при двухсторонней схеме выемке угля в лаве; предусматриваем двухсторонняя выемка угля в лаве;

Транспортировка угля по лаве и участковому конвейерному бремсбергу осуществляется конвейером СПМ87ДН, а по подэтажному конвейерному штреку телескопическим конвейером 2ЛТ80

k_ту, k,k- коэффициенты, учитывающие степень дегазации отбитого от массива угля соответственно в очистной выработке на конвейере (k_ту), на почве в лаве (k), и на конвейере в выработке выемочного участка (k), доли ед.;

k_ту=;

k= :

k= ,

Т-время нахождения отбитого угля на конвейере в лаве, мин;

Т=

v_к.л- скорость транспортирования угля в лаве, м/с; v_к.л=0.91 м/с

Т= мин;

-время нахождения отбитого от массива угля на почве в лаве, мин.

При двухсторонней выемке угля в лаве =0, поэтому k=0;

Т-время нахождения отбитого от массива угля в промежуточном конвейерном штреке и бремсберге в пределах выемочного участка, мин; определяется по формуле

Т=

-протяженность выработки с i-м видом транспорта, м;

-скорость транспортирования угля на участке ,м/с;

Для заданных способа подготовки, системы разработки и принятых видов транспорта L₁=600 м., а v₁=1.5 м/с, L₂=170 м, v₂=0.91 м/с

Т=600/60*1.5 +170/60*0.91=9.7 мин;

-коэффициенты, характеризующие газоотдачу из отбитого угля; принимается при дегазации отбитого угля Т_у£ 6 мин, соответственно равными 0.052 и 0.71, а при Т_у> 6 мин а

Определяем значения коэффициентов

k_ту=0.11;

k=0.1

Определяем метановыделение из отбитого угля в лаве и на конвейерном бремсберге

=15*0.87 [1-0.85ехр(-1.0)]*(1.0 0.11)=1.0 м³/т

=15*0.87 [1-0.85ехр(-1.0) ]1.0*0.1=0.9 м³/т

q_о.у=1.0+0.9=1.9 м³/т

Определяем метановыделение из разрабатываемого пласта

q_пл=4.0+1.9+0.03 (15-4.4)=6.2 м³/т