Расчёт расхода воздуха для вентиляции выемочного участка

Расчёт  расхода воздуха для вентиляции  выемочного участка.

Прогноз ожидаемой газообильности выемочных участков произведен на основе данных природной метаноносности пласта Надбайкаимскому.

Относительная метанообильность каждого рассматриваемого выемочного участка определяется по формуле:

                                                  q_уч = q_пл + q_сп + q_пор,                                     (7.1)

где:    q_пл – относительная метанообильность, обусловленная выделением метана из разрабатываемого пласта, м³/т;

                                         ,                          (7.2)

где:    m_п – полная мощность пласта, м. mп=2,7

          m_в – вынимаемая мощность пласта, м.mв=2,6

          К_пл – коэффициент, учитывающий поступление газа из массива угля;

                                                    К_пл=(L_оч-2Г_д)/L_оч,                                    (7.3)

где:    Г_д – условный пояс дренирования угольного массива через плоскости обнажения пласта, Г_д=18 м;

К_пл. =(290-2∙18)/290=0,87,

         Х – природная метаноносность угля, м³/т

         Х_о – остаточная метанообильность из отбитого угля, м³/т;

                                                                                                                      (7.4)

Х_о = 0,01 х_ог (100 – W – A_з), 

где:    Х_ог – остаточная метаноносность горючей массы углей,м³/т;

А_з – природная зольность угля, %А=10,0;

W – природная влажность угля, %;W=5,5

X_o =0,01×2,4×(100-6,5-10)=2,0 м³/т;

К_ц – коэффициент, учитывающий метановыделение из целиков угля оставленных в выработанном пространстве, К_ц=0;

q_пл =2.7/2.6 (0,85 +0)×(7-2.0)=4.15 м³/т.

q_сп - относительная метанообильность обусловленная выделением метана из сближенных угольных пластов спутников, м³/т;

                                             q_сп = m_i/m_в(х_i-х_о)(1-Н_i/H_p),                                 (7.5)

где:    m_i – мощность сближенного угольного пласта, м; mi=2.5

          x_i – природная газоносность сближенного пласта, м³/т;xi=10

          Н_i – расстояние по нормали между разрабатываемым и сближенным пластами, м;Hi=80

          Н_р – предельное расстояние между разрабатываемым и сближенным пластами, при котором газовыделение из последнего практически равно нулю, м;

                                               Н_р=К_ук m_в(1.2+cos_пл),                         (7.6)

где:     К_ук – коэффициент, зависящий от структуры вмещающих пород и

способа управления кровлей;Кук=30

                                 Н_р =30×2,6 (1,2+cos3⁰)=134 м;            (7.7)

                q_сп = 2,0 /2,0 ×(10-2)×(1-80/132)=3,1 м³/т;

          q_пор – относительная метанообильность, обусловленная выделением метана из вмещающих пород, м³/т;

                                                               q_пор=К_п·q_пл,                           (7.8)

где:    q_пор – коэффициент, учитывающий выделение метана из боковых пород,    К_п=0,25;

q_пор =0,25×4,1 =1,03 м³/т;

q_уч = 4,1+3,1+1,03=8,33 м³/т.

Таким образом, на основании проведенных расчетов, шахта при отработке пласта  Байкаимского на проектируемом выемочном поле относится к III категории по газу метану.

7.2. Выбор схемы проветривания выемочного участка

При выборе схемы проветривания выемочного участка первостепенное значение имеют условия безопасности, а также обеспечение нормальных санитарно-гигиенических условий труда.

Схема проветривания участка должна исключать возможность образования повышенных концентраций метана на сопряжении лавы с вентиляционным штреком и должна обеспечивать:

-  наиболее полное обособленное проветривание;

-  надёжность проветривания как при нормальном так и при аварийном проветривании;

-  благоприятные условия для спасения людей и ликвидации аварий;

-  максимальную нагрузку на лаву по газовому фактору и минимальную себестоимость по элементу ”вентиляция”

Проанализировав вышеперечисленное, настоящим дипломным проектом принимается в качестве основной возвратноточная схема проветривания выемочного участка. Свежий воздух подается в лаву по вентиляционному штреку, исходящая струя выдается по конвейерному штреку. Движение воздуха по лаве – низходящее.

7.3. Проветривание подготовительных выработок

При проведении выработки по газоносному пласту необходимое количество  воздуха для её проветривания определяется по формуле:

                                                Q_n = Q_{з.n .}+ Q_c ,                                                  (7.9)

где:    Q_{з.n .} - расход воздуха в забое выработки при выемки угля

                 проходческим комбайном, м³/мин;

                                               Q_{з.n .} =100∙J_n/С-С_о,                                         (7.10)

где:    J_n –суммарное метановыделение с обнажённой поверхности и отбитого угля, м³/мин;

                                                          J_n=J_пов+J_оу,                                        (7.11)

                                        J_пов=n₁∙m_п∙V_ср.к∙G_o∙(2-1),                      (7.12)

где:    n₁ – число неподвижных обнажённых поверхностей пласта, n₁=2;

          V_ср.к – средняя скорость проведения выработки, V_ср.к=0,016 м/мин;

          G_o – начальное метановыделение с 1 м²  обнажённой поверхности пласта, м³/мин;

                                        G_o=∙H(x-x_o)²∙10^-3/17,3(1725-H),                    (7.13)

где:    Н – глубина разработки пласта, Н=100 м;

G_o=1,27∙100(10-2)²∙10^-3/17,3(1725-100)= 0,0004 м³/мин;

J_пов=2∙2,6∙0,016∙0,0004∙(2-1)=0,0017 м³/мин;

                                               J_оу=b∙y∙V_ср.к∙∙m_в(x-x_o),                         (7.14)

где:    b – ширина выработки, b=4,5 м;

          y – высота выработки, y=2,8м;

J_оу=4,5∙2,8∙0,016∙1,27∙2,6∙(10-2,0)= 3,1 м³/мин;

J_п=0,0017+3,1 =3,2 м³/мин.

Q_{з.n .} =100∙3,2 /1-0= 310 м³/мин.

Потребное количество воздуха  для разбавления газа, выделяющегося из стенок выработки по всей её длине:

                                  Q_c = 200∙n₁∙m∙V∙G( -)/C-C_o,                                                                 (7.15)

Q_c =200∙2∙2,6∙0,016∙0,0004∙(-)/1-0=1.3 м³/мин;

Q_n = 310+1,3=311,3м³/мин.

Расчёт потребного количества воздуха по наибольшему числу людей работающих в подготовительной выработке:

                                                          Q = 6 ∙ n_ч ,                                (7.16)

где:    n_ч – число людей работающих одновременно в подготовительной выработке, n_ч=5 чел;

Q = 6 ∙ 5 = 30 м³/мин.

          К дальнейшему расчёту принимается  Q_п=311,3 м³/мин.