Автор: Костенко В. К., Шевченко Е. В.
Источник: Портал магистров ДонНТУ
Костенко В. К., Шевченко Е. В. Повышение производительности и безопасности очисных забоев управленим метановыделением из транспортируемой горной массы.
Рассмотрены вопросы управления метановиделенням горной массы, транспортируемой из шахтных выработок, в условиях интенсивной отработки угольных пластов, сопровождающейся усиленным поступлением газа со свежим струей в очистное выработку, ухудшением безопасности и экологической обстановки в шахте.
Рассмотрен вопрос управления метановыделением из транспортируемой по шахтным выработкам горной массы в условиях интенсивной отработки угольных пластов, сопровождающейся усиленным поступлением газа со свежей струей в очистную выработку, ухудшением безопасности и экологической обстановки в шахте.
С ростом нагрузки на очистные забои, увеличением на глубоких горизонтах природной метаноносности угольных пластов, деформированием на больших глубинах и, соответственно, уменьшением площади сечения воздухоподающих выработок обозначилась проблема повышенного содержания метана на поступающей в очистные забои струе воздуха. Из транспортируемых по выработкам со свежей струей воздуха грузопотоков горной массы выделяется значительное количество газов, которые возвращаются в очистные выработки, добавляются к поступающему из пласта, вмещающих пород и выработанного пространства метану. Управление метановыделением на данном этапе транспортировки угля является одной из наименее изученных и не решенной в техническом плане задачей. Актуальность исследования данного процесса, в первую очередь связана с обеспечением безопасности и эффективности труда, так как выделяющийся из транспортируемого угля метан сдерживает интенсивную отработку угольных пластов. Следует отметить, что кроме газов при транспортировке выделяются пыль и теплота, которые ухудшают кондиции шахтного воздуха.
Со свободным выделением метана в атмосферу горных выработок связано также ухудшение экологической обстановки, вблизи угледобывающих предприятий, десорбирующийся из угля и породы газ поступает с исходящей струей воздуха из шахты на поверхность, способствуя парниковому эффекту.
В связи с этим, разработка эффективных методов управления выделением метана из отбитой от забоя угольной массы, позволяющих обеспечивать безопасные условия труда и улучшать экологическую обстановку, представляется весьма актуальной.
«Правилами безопасности в угольных шахтах» нормируется концентрация метана в поступающей к забоям свежей струе не более С0=0,5%, а также минимальная и максимальная скорость движения воздуха. Минимальная скорость движения воздуха в выработке должна быть не менее 0,25 м/с, максимальная – зависит от типа выработок и их назначения (vmax в лаве – до 4 м/с, всех типах пройденных по углю выработок – до 6 м/с, стволах с людскими подъемами – 8 до м/с, стволах грузовых – до 12 м/с). В силу того, что сечение воздухоподающих выработок конструктивно ограничено, скорость движения струи воздуха лимитирована, с увеличением нагрузки на очистной забой усиливается поступление к нему метана вместе со свежей струей. Максимальное количество подаваемого в лаву воздуха не может превышать значение:
Qmax=vmax S,
а максимально допустимое количество поступающего в лаву метана не может превышать:
qmax=0,005·Qmax=0,005·vmax·S,
где vmax – максимально допустимая скорость воздуха в воздухоподающей выработке; S – площадь сечения этой выработки.
Замедление транспортирования угля по очистной выработке для обеспечения выделения в него большего количества метана также не представляется возможным из-за ограничения содержания в исходящей из лавы воздушной струе. Максимально допустимое содержание метана.