Судиловская Елена Игоревна

РАСЧЕТ параметров дегазации выработанного пространства 12-й западной лавы пл.l1

Введение Расчет выполнен в связи с изменением схемы проветривания. Применяв- шаяся схема 1 -К-Н-в-пт-вт оказалась недостаточно эффективной в связи с уве- личением сопротивления неконтролируемой части вентиляционного штрека и сокращением расхода газовой смеси в газоотводящей выработке до 220 м3/мин (длина газоотводящей выработки 800м). Принято решение о переходе на схему проветривания 1-М и замене газоотвода за счет общешахтной депрессии дега- зацией выработанного пространства "свечами" с отводом газовой смеси по трубопроводу на ВНС №2-68. Трубопровод состоит из двух последовательно соединенных участков d = 0,52 м, l = 625 м и d - 0,62 м, l = 1600 м. 1. Постановка задачи, Рассчитать допустимую по газовому фактору нагрузку на очистной за- бой при максимальном расходе воздуха на участке и комплексной де- газации: кровли скважинами и выработанного пространства - отводом газа по "свечам". 2. Исходные данные для расчета, представленные техническими службами шахты 2.1 Фактическая нагрузка на забой до изменения схемы проветривания (декабрь 2005г. - февраль 2006г.) - 2854 т/сут. 2.2 Среднее метановыделение на участке - 1уч_ф = 98,6 м3/мин. 2.3 Расчетное распределение метана по источникам в долях от 1уч,ф : из разрабатываемого пласта dm = 0.085; из кровли - dKp = 0,795; из почвы - dп = 0,12. 2.4 Фактический коэффициент утечек воздуха через выработанное пространство - kуmв = 1,42. 2.5 Минимальная площадь поперечного сечения очистной выработки - Sоч.,m;n = 4,1 м2. 2.6 Средневзвешенное расстояние до сближенных пластов-спутников в кровле - Мср = 140 м. 2.7 Средний коэффициент крепости обрушающихся пород кровли - f=8 2.8 Средний коэффициент дегазации кровли - кд,кр = 0,7. 2.9 Площадь поперечного сечения вентиляционного штрека на сопря- жении с очистным забоем - Sвш = 6м2. 3. Расчет расхода отсасываемой газовой смеси вакуум-насосами ВВН-150 по имеющемуся газопроводу 3.1 Расчет эквивалентного диаметра последовательно соединенных участков труб

3.2 Расчет подачи насосов путем совместного решения уравнений, описывающих характеристики насосов и трубопровода

PH - давление во всасывающем патрубке насоса, мм рт.ст.; Он -,подача насосов, м3/мин; п - количество параллельно включённых насосов Рвс - давление на всасывающем конце газопровода, мм рт.ст.; 1т = 2425м - общая длина трубопровода, м; у =1,1 кг/м3 - плотность газовой смеси при содержании метана 20%. Графическое решение уравнений (2) и (3) при двух, трех и четырех па- раллельно работающих насосах показало, что общая подача насосов со- ответственно равна 260; 340 и 395 м" /мин, а всасывающем конце газопровода расход равен:

10^-3м3 /м - норма притечек воздуха в газопровод. Исследования эффективности дегазации выработанного пространства в лавах, отрабатывающих пласт l1 показали, что она зависит от доли каптируе- мых утечек воздуха через выработанное пространство и может быть рассчитана по эмпирической формуле;

dQ - доля утечек воздуха, каптированная газоотсасывающей системой. 3.3 Утечки воздуха равны:

3.4 Расход воздуха на участке:

3.5 Допустимая по газовому фактору добыча равна:

Аф = 2854 т/сут - фактическая добыча; 1уч.ф = 98,6 M3/MHH - фактический дебит метана на участке; 1уч.р - допустимый дебит метана на участке при максимальном расходе воздуха и достижимой эффективности дегазации

1ир - допустимый дебит метана в исходящей вентиляционной струе участка, м3 /мин

3.6 Определение степени опасности местных скоплений метана в тупике вентиляционного штрека

3.7 Содержание метана в газоотводящем трубопроводе

Результаты расчетов по приведенным выше формулам показали, что при максимальном расходе воздуха на участке (2100м3/мин) и фактической эффективности дегазации кровли скважинами (70%) можно обеспечить газовую безопасность выработок при добыче 3100-3400 т/сут, применив дегазацию выработанного пространства отсасыванием газа по имеющемуся газопроводу соответственно тремя или четырьмя параллельно работающими вакуум-насосами ВВН-150 на ВНС восточного вентиляционного ствола. Определим расстояние от забоя до всасывающего конца газопровода из уравнения, описывающего изменение дебита метана в выработанном пространстве

li- расстояние от забоя, на котором дебит метана в неконтролируемой части вентиляционного штрека равен дебиту каптируемого метана (Iго); Lmax - расстояние от забоя, на котором проявляется максимум дебита метана из кровли

Подставив в (13) известные значения, получили:

Методом подбора параметров нашли li = 67,9м, В соответствии со стандартом (СОУ 10,1,00174088.001-2004) принимаем диаметр отростков газопровода ("свечей") - 0,2м. Первый должен быть открыт при расстоянии до очистного забоя не менее 70м. Последующие устанавливать с интервалом 30 м и открывать при отходе забоя не менее 30м. Выводы Комплексная дегазация кровли и выработанного пространства при имеющихся газопроводах и вакуум-насосах может обеспечить необходимую эффективность при нагрузке на очистной забой 3100 т/сут при следующих условиях. 1. Сохранение существующих параметров и режима дегазации кровли скважинами, обеспечивающих эффективность на уровне 70%. 2. Обеспечение дегазации выработанного пространства по имеющемуся магистральному трубопроводу диаметром 630мм и участковому - 530мм одновременной параллельной работой трех вакуум-насосов ВВН-150 на ВНС восточного вентиляционного ствола. 3. Установка отростков газопровода ("свечей") диаметром 0,2м с интер- валом 30м и открывание на расстоянии не менее 30 м от забоя лавы. 4. Расчетное содержание метана в газоотводящем трубопроводе менее 25%, поэтому следует предусмотреть меры, предотвращающие возможность распространения пламени по газопроводу. 5. Газовая безопасность в выработках выемочного участка обеспечивается при подаче на него не менее 2100 м3/мин воздуха. Описание к анимации