Проветривание шахты. Выбор схемы проветривания выемочного участка и шахты. Схема проветривания выемочного участка

8.     Проветривание шахты

8.1.  Выбор схемы проветривания выемочного участка и шахты

Схема проветривания выемочного участка должна обеспечивать:

- наиболее полное обособленное разбавление метана, выделившегося из всех   источников и возможность ведения работ по их эффективной дегазации;

- обособленность проветривания участковых выработок, в которых может быть повышенное газовыделение из транспортируемого по ним угля и обнаженных поверхностей пласта;

- необходимую степень устойчивости вентиляционных струй по направлению и расходу как при нормальном, так и при аварийном режиме;

- максимальное снижение утечек воздуха путем уменьшения числа вентиляционных сооружений, особенно, в транспортных выработках;

- обособленность проветривания очистных и подготовительных забоев;

- обособленность проветривания наклонных конвейерных выработок;

- высокие допустимые нагрузки на очистной забой по газовому фактору;

Поскольку уголь пластов шахты «Распадская-2» склонен к самовозгоранию, то схема проветривания, кроме того, должна обеспечивать минимальную ширину проветриваемой зоны выработанного пространства с тем, чтобы время ее перемещения было меньше продолжительности инкубационного периода самовозгорания угля, а также надежную изоляцию выработанных пространств по мере подвигания очистной выработки.

Опыт отработки высокогазоносных пластов шахты «Распадская» показал, что газовыделение из выработанного пространства составляет 40-60 % газового баланса выемочного участка, поэтому высокие нагрузки на очистные забои были достигнуты только благодаря применению комбинированных схем проветривания участков с изолированным отводом метана из выработанного пространства по газодренажным выработкам с помощью газоотсасывающих вентиляторных установок.

Однако, при значительном увеличении длины выемочных столбов ( до 3000-5000 м при отработке проектируемого поля шахты «Распадская-2) эффективность этой схемы резко снижается или необходимы большие затраты на бурение дополнительных скважин, проходку газодренажных выработок, оставление целиков угля.

В данной ситуации, для снижения газообильности выемочных участков и повышения нагрузки на очистной забой, необходимо применение прямоточных с подсвежением схем проветривания участков с отводом исходящей струи на выработанное пространство и создания, таким образом, барьера для привноса метана из выработанного пространства в действующие выработки выемочного участка.

При отработке поля шахты «Распадская-2» для проветривания выемочных участков планируется применение фланговой прямоточной схемы проветривания типа 3-В-Н-н-пт. Свежая струя воздуха поступает с путевого бремсберга по вентиляционному штреку и сохраненному конвейерному штреку вышележащей отработанной лавы и омывает очистной забой в нисходящем направлении. Исходящая струя, подсвежаясь с конвейерного штрека, по сохраненному конвейерному штреку через ближайшую заднюю сбойку поступает на подготовленный вентиляционный штрек нижележащего выемочного столба и, далее, подсвежаясь поступает на фланговый вентиляционный уклон.

Отвод исходящей струи воздуха из очистной выработки на отстающую сбойку позволяет сократить размеры проветриваемой зоны до пожаробезопасных значений, исключить скопления метана на сопряжении очистной выработки со штреками за счет разбавления свежей струей воздуха, поступающего по этажным штрекам. Сбойки между спаренными штреками проходятся через 250 м исходя из планируемой скорости подвигания очистных забоев.

Дегазация выработанного пространства предусматривается вакуум-насосными установками ВВН-150.

Данная схема проветривания наиболее полно обеспечивает обособленное разбавление метана, выделяющегося из всех источников.

Существующая на шахте «Распадская», с момента ее строительства, центральная схема проветривания при нагнетательном способе, в настоящее время, в связи с углублением и концентрацией горных работ, увеличением газообильности пластов, расширением сети горных выработок и увеличением общешахтной депрессии, перестает удовлетворять требованиям, предъявляемым к схемам проветривания шахт.

Большая протяженность центральных бремсбергов и уклонов прималом их сечении, особенно в старой приустьевой части, не позволяет эффективно осуществлять выпуск исходящей струи и, поэтому, возникла необходимость в бурении вентиляционных скважин большого диаметра в нижней части шахтного поля.

Увеличение общешахтной депрессии при нагнетательном способе проветривания приводит к увеличению как внутренних, так и, особенно, внешних утечек воздуха, что не позволяет рационально использовать имеющиеся ресурсы, снижает эффективность вентиляции, приводит к росту затрат.

При отработке запасов поля шахты «Распадская-2» настоящим проектом предусматривается перевод шахты на фланговую крыльевую схему проветривания при нагнетательно-всасывающем способе. Это позволит минимизировать внешние и внутренние утечки воздуха, снизить общешахтную депрессию и депрессию выемочных участков, значительно сократить протяженность поддерживаемых горных выработок, оперативно и в широких пределах управлять вентиляционными потоками и, в итоге, значительно упростить и повысить эффективность проветривания шахты.

8.2.  Прогноз метаноносности угольных пластов

Относительная метанообильность выработок шахтопласта определяется по формуле:

q_шп =[ ∑q_{уч *} ( 1 +  К_ст) _* А_уч + 1440 _* ∑I_ni ] / А_шп  

где:

q_уч    –  относительная метанообильность выработок выемочного участка, м³/т;  

К_ст = 0,15 –коффициент, учитывающий метановыделение из выработанных пространств ранее отработанных этажей(горизонтов);

А_уч     – среднесуточная добыча с выемочного участка,т;

I_ni        – абсолютная метанообильность  i-й обособленно проветриваемой