Нормативная нагрузка на очистной забой


В расчетах возможно также принимать нормативную нагрузку на очистной забой, которая определяется по формуле:

(16.4)

где – базовый норматив нагрузки на очистной забой, установленный приказом Минуглепрома СССР от 30 мая 1991 г. [9], т; a – поправка к нормативу нагрузки при изменении длины лавы на 1 м свыше значения, для которого рассчитаны табличные нормативы, т; Dlл – разность рассчетной и указанной в таблице длины очистного забоя, м; g – плотность горной массы в массиве, т/м3; kраз – коэффициент разубоживания угля, обусловленный наличием в пласте породных прослойков, определяется из выражения:

(16.5)

gп и gу – соответственно плотность пород и угля в массиве, т/м3; mпр – суммарная мощность породных прослойков в пласте, м; mприс – суммарная мощность присекаемых пород, м; mу – вынимаемая мощность пласта по чистым пачкам угля, м; kвпс – коэффициент, учитывающий вязкопластичность углей, равный 1,15 при весьма хрупких, 1,0 – при хрупких и 0,85 – при вязких углях; kгеол – коэффициент, учитывающий сложные горно-геологические условия ведения очистных работ, определяется согласно приложению к работе [9]; nсм – число смен по добыче угля в сутки; Tсм – продолжительность смены по добыче угля, мин.

16.3.3 Определение максимально допустимой нагрузки на забой
по газовому фактору[32]

Для расчета нагрузки необходимы следующие исходные данные:

― планируемая нагрузка на очистной забой Aр, т/сут;

― система разработки и схема проветривания выемочного участка;

― вынимаемая мощность пласта с породными прослойками mв.пр, м;

― способ управления кровлей;

― состав и крепость пород непосредственной кровли;

― тип крепи в очистном забое; при индивидуальной крепи — мини­мальная ширина призабойного пространства bmin, м;

― относительная метанообильность выемочного участка до применения дегазации qуч, м3/т;

― доля газовыделения на участке из разрабатываемого пласта (k1).

Максимально допустимая по газовому фактору нагрузка на очистной забой определяется по формуле:

(16.6)

где qр – используемое при расчете значение относительной метанообильности, м3/т; Qр – расход воздуха, который можно использовать для разбавления метана до допустимой концентрации, м3/мин.

Значения Qp и qp рассчитываются по формулам, приведенным в табл. 16.1.

В таблице приняты следующие обозначения: 1, 2, 3 — тип схемы проветривания выемочного участка по степени обособленности разбавления метана по источникам поступления (1 – с последовательным разбавлением, 2 – с частично обособленным, 3 – с полностью обособленным); М, В – буквенные символы, обозначающие направление движения исходящей струи из лавы соответственно в сторону массива и в сторону выработанного пространства; qоч, qуч – относительная метанообильность

Таблица 16.1 – Значения параметров Qp и qp

Типовая схема проветривания участка Направление движения исходящей струи воздуха Qp, м3/мин qр, м3/т
1–М На массив Qp=60VmaxFочkут.в qp=qуч
1–В На выработанное пространство при qуч/qоч > kут.в при qуч/qоч £ kут.в Qp=60VmaxFочkут.в Qp=60VmaxFочkо.з qp=qуч qp=qоч
2–В На выработанное пространство Qp=60VmaxFочkо.з qp=qоч
3–В

соответственно лавы и выемочного участка, мз/т, определяется по "Руководству…" [5] или приближенно по формулам (16.12) и (16.13); kут.в – коэффициент утечек воздуха через выработанное пространство в пределах выемочного участка, определяется по формулам (16.9) и (16.10);Vmax – максимально допустимая средняя скорость движения воздуха в призабойном пространстве, м/с[33]; Fоч – минимальная площадь поперечного сечения призабойного пространства лавы в свету, м2; kо.з – коэффициент, учитывающий движение части воздуха по части выработанного пространства, непосредственно прилегающей к призабойному; при полном обрушении кровли и наличии в непосредственной кровле песчаников, песчаных и глинистых сланцев принимается соответственно равным 1,3; 1,25 и 1,2; при плавном опускании, частичной и полной закладке значения его будут соответственно равны 1,15; 1,10 и 1,05.

При механизированной крепи значение Fоч принимается по характеристике комплекса Поскольку в ней указаны минимальная Fоч.min и максимальная Fоч.max площади поперечного сечения призабойного пространства соответственно при минимальной mmin и максимальной mmax вынимаемой мощности пласта, то для промежуточных значений мощностей mi значение Fоч находится путем интерполяции по формуле:

(16.7)

Для индивидуальной крепи значение Fоч рассчитывается по формуле:

(16.8)

где kз – коэффициент, учитывающий загроможденность призабойного пространства; принимается ориентировочно равным 0,9.

Значения коэффициента утечек воздуха через выработанное пространство kут.в для Донецкого и Львовско-Волынского бассейнов при отработке пологих и наклонных пластов и управлении кровлей полным обрушением или плавным опусканием определяются по формулам:

― для схем проветривания типа 1–В, 2–В и 3–В:

(16.9)

― для схемы 1–М:

(16.10)

где mв.пр – вынимаемая мощность пласта с породными прослойками, м; f – сред­невзвешенный коэффициент крепости пород кровли по шкале проф. Протодьяконова на расстоянии от пласта, равном 8-кратной его мощности.

Для тех же пластов при управлении кровлей частичной закладкой рассчитывается значение коэффициента kут.в.з:

(16.11)

а kут.в определяется по формулам (16.9) или (16.10) как при управлении кровлей полным обрушением.

Значения qоч и qуч при применении дегазации источников метановыделения могут быть приближенно определены по формулам:

(16.12)
(16.13)

где qпл – относительное метановыделение из разрабатываемого пласта, мз/т; при задаваемых значениях lл и Aл определяется по "Руководству..." или ориентировочно по формуле (16.15); kд.пл – коэффициент дегазации пласта; ориентировочно можно принимать kд.пл=0,2–0,4; kв.п – коэффициент, учитывающий метановыделение из выработанного пространства в призабойное пространство лавы; для схем типа 1–М kв.п принимается равным 1; для схем типа 1–В, 2–В и 3–В с охраной участковой вентиляционной выработки кострами, бутокострами, бутовой полосой с окнами (каналами) или сплошной бутовой полосой шириной до 5 м kв.п принимается равным 0; в иных случаях 0<kв.п£1; qв.п – относительное газовыделение из смежных пластов, пропластков и вмещающих пород в выработанное пространство, м3/т; при задаваемых значениях lл и Aл определяется по "Руководству..." [5] или ориентировочно по формуле (16.16) при заданном qуч; kд.в.п – коэффициент дегазации источников метановыделения в выработанное пространство; kд.в.п=0,3–0,5; q'пл – относительное метановыделение из разрабатываемого пласта в пределах очистного забоя, мз/т; определяется по формуле (16.17); qтр – относительное метановыделение из отбитого угля при его транспортировании по участковой выработке, мз/т;

qтр » (0,1–0,15)qпл; (16.14)

k – коэффициент, учитывающий возможность поступления метана из отбитого угля на участковой транспортной выработке в лаву для схем 1–го и 2–го типов при подаче свежего воздуха в лаву по транспортной участковой выработке k=1, в других случаях (схема 3–го типа) k=0.

При известных (заданных или рассчитанных) значениях qуч и доли метановыделения из разрабатываемого пласта k1 составные части метанообильности выемочного участка qв.п и qпл3/т) могут быть определены по формулам:

(16.15)
(16.16)
(16.17)

В случае, если при расчете максимально допустимой нагрузки на забой по газовому фактору будет получено, что , то газовый фактор не ограничивает нагрузку на лаву; если — ограничивает. В последнем случае для увеличения нагрузки до уровня Ap необходимо предусмотреть мероприятия по снятию ограничений по газовому фактору. К ним относятся, например, увеличение площади поперечного сечения призабойного пространства, проведение эффективной дегазации пластов-спутников, выработанного пространства или самого разрабатываемого пласта, применение систем разработки со схемами проветривания по типу 3–В или 2–В и др.

При выполнении вариантных расчетов с изменением параметров lл и Aр (например, при определении оптимальной длины лавы) при прочих равных условиях возникает необходимость в повторной проверке условия . Учитывая, что с изменением параметров lл и Aр меняются и значения qоч и qуч [5], последние определяют соответственно по формулам:

(16.18)
(16.19)

где и – относительная метанообильность соответственно очистного забоя и участка при предыдущих значениях длины лавы и нагрузки , м3/т; и – то же при последующих значениях длины лавы и нагрузки , м3/т.

Для получения нового значения максимально допустимой по газовому фактору на лаву при параметрах или необходимо снова произвести расчет ее по формуле (16.6) в соответствии с указаниями табл. 16.1 до выполнения условия .

Пример. Определить максимально допустимую по газовому фактору нагрузку на очистной забой при разработке пологого пласта в Донбассе и следующих данных: планируемая (нормативная) нагрузка на очистной забой Ap=1180 т/сут; система разработки комбинированная, схема проветривания выемочного участка — типа 3–В; вынимаемая мощность пласта с породными прослойками mв.пр=1,2 м; способ управления кровлей — полное обрушение; породы кровли пласта — глинистые сланцы. В лаве применяется механизированная крепь 1КМ88; способ охраны участковой вентиляционной выработки — тумбами БЖБТ. Относительная метанообильность выемочного участка qуч=15 м3/т; доля газовыделения из разрабатываемого пласта k1=0,45.

Решение. Так как на участке принята схема проветривания типа 3–В, то согласно табл. 16.1 параметры Qp и qp определяются из выражений

Qp=60VmaxFочkо.з ;

qp=qоч.

По характеристике крепи 1КМ88 находим минимальную и максимальную площади поперечного сечения призабойного пространства: Fоч.min=2,3 м2 при m=1,0 м и Fоч.max=2,7 м2 при m=1,3 м. Так как в примере m=1,2 м, то Fоч для нее найдем путем интерполяции по формуле (16.7)

Значение коэффициента kо.з принимаем равным 1,2 с учетом состава пород кровли и способа управления кровлей. Тогда

Qp=60´4´2,57´1,2=740, м3/мин.

Относительную метанообильность очистного забоя qоч определим применительно к схеме проветривания типа 3–В по формуле (16.13) при отсутствии дегазации источников метановыделения (kд.пл=0, kд.в.п=0)

qоч = q'пл + kqтр + kв.пqв.п .

Поскольку охрана вентиляционной выемочной выработки осуществляется тумбами БЖБТ, то метан из выработанного пространства в забой поступать не будет, то есть kв.п=0, и, следовательно, суммарное метановыделение из разрабатываемого пласта в пределах участка составит (16.15)

qпл=0,45´15=6,75, м3/т.

Приняв qтр=0,15qпл, найдем по (16.17) значение q'пл

q'пл=6,75–0,15´6,75=5,74 м3/т.

Учитывая, что для схем проветривания типа 3–В коэффициент k=0 (газ из отбитого угля в транспортной выработке в очистной забой не попадает), то

qоч=q'пл=5,74 м3/т.

Нагрузка на забой по газовому фактору по формуле (16.6) составит

то есть газовый фактор не ограничивает планируемую нагрузку на забой Aр=1180 т/сут.



Дата добавления: 2019-09-30; просмотров: 632;


Поиск по сайту:

Воспользовавшись поиском можно найти нужную информацию на сайте.

Поделитесь с друзьями:

Считаете данную информацию полезной, тогда расскажите друзьям в соц. сетях.
Poznayka.org - Познайка.Орг - 2016-2024 год. Материал предоставляется для ознакомительных и учебных целей.
Генерация страницы за: 0.017 сек.