Способ разрушения слоевых скоплений метана в проветриваемых горных выработках

 

Изобретение относится к горной промышленности. Цель - интенсификация разрушения слоевых скоплений метана основным потоком воздуха. В проветриваемой горной выработке в месте слоевого скопления метана устанавливают продольную перегородку, изготовленную из теплоизолирующего материала. Осуществляют регулирование расхода воздуха в подкровельное пространство посредством поворотной заслонки. Подачу турбулентных воздушных струй в подкровельное пространство осуществляют с температурой, меньшей чем температура воздуха в выработке в месте проведения способа. Область требуемых температур подаваемых струй определяется из математического неравенства. Интенсификация разрушения слоевых скоплений метана происходит вследствие охлаждения метановоздушной смеси в отделенном перегородкой пространстве. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)4 E 21 F 7 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 424 1092/23-03 (22) 06.05.87 (46) 30.04.89. Бюл, У 16 (71) Государственный научно-исследовательский институт горнохимического сырья (72) В.А.Брайцев, П.А.Кочетков и Б.Д.Сусленков (53) 622.8 17 (088.8) (56) Ушаков К.З. Газовая динамика шахт. Yi. Недра, 1984, с.122. (54) СПОСОБ РАЗРУШЕНИЯ СЛОЕВЫХ СКОПЛКНИЙ МЕТАНА В ПРОВЕТРИВАЕМЫХ ГОРНЫХ

ВЫРАБОТКАХ (57) Изобретение относится к горной промышленности. Цель — интенсификация разрушения слоевых скоплений метана основным потоком воздуха.. В проветИзобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для разрушения слоевых скоплений метана в проветриваемых горных выработках глубоких горизонтов.

Цель изобретения — интенсификация разрушения слоевых скоплений метана основным потоком воздуха.

На фиг.1 представлена проветриваемая выработка, продольное сечение; на фиг.2 — сечение А-А на фиг.t.

На фиг.1 и 2 показаны проветриваемая горная выработка 1, слоевое скопление 2 метана, перегородка 3 из теплоизолирующего материала, вектор 4 скорости основного потока воздуха, воздухопровод 5, сопла 6, охлажден„„SU„„1476152 А1

2 риваемой горной выработке в месте слоевого скопления метана устанавливают продольную перегородку, изготовленную из теплоизолирующего материала. Осуществляют регулирование расхода воздуха в подкровельное пространство посредством поворотной заслонки. Подачу турбулентных воздушных струй в подкровельное пространство осуществляют с температурой, меньшей, чем температура воздуха в выработке в месте проведения способа.

Область требуемых температур подаваемых струй определяется иэ математического неравенства. Интенсификация разрушения слоевых скоплений метана происходит вследствие охлаждения метановоздушной смеси в отделенном перегородкой пространстве. 2 ил. ные турбулентные струи воздуха 7, поворотная заслонка 8, уплотнительная перегородка 9, охлажденная метановоздушная смесь 10 выходящая из рассматриваемого подкровельного пространства.

Способ осуществляется следующим образом.

В проветриваемой горной выработке I где образуется слоевое скопление метана 2, под кровлей устанавливается перегородка 3 из теплоизолирующего материала, отделяющая по;,кровельное пространство от основного потока воздуха в выработке, имеющего вектор скорости 4. От установки для охлаждения воздуха по воздухопроводу 5 пода1476152

5 !

1О

С.С, 1 +и + — ——

С С

Т (1+пс)

1

3- С,(n+1) f

Сг Рв

In+1)G, p 1, 1 + (Рв У ) Т (1+пс — + V) тй

Т

Г

50 ется воздух, который выпускается из двух сопел 6 в виде охлажденных турбулентных струй 7. Поворотной заслонкой 8, установленной в уплотнительной перегородке 9, регулируют расход воздуха. Охлажденная метановоэдушная смесь 10, выходящая из подкровельного пространства, начинает интенсивно смешиваться с воздушным потоком выработки.

Температуру подаваемых турбулентных струй определяют из следующего выражения: где G — суммарный расход турбулент1 ных струй в их начальном сечении, кг/с;

Т вЂ” температура подаваемых тур1 25 булентных струй в начальном сечении, К;

Fa — плотность воздуха и метана

3 при температуре Т, кг/м

Т вЂ” температура воздуха в выра1 ботке, К; . с - отношение теплоемкостей эжектируемого газа и воздуха;

q — объем метана, поступающего в подкровельное пространст- 35 во, м /с; и — коэффициент эжекции;

V — отношение тепла, подводимого к метановоздушной смеси, к теплосодержанию суммарно- 40 го расхода турбулентных струй.

Параметры, входящие в выражения, определяют при отсутствии источников метановыделения в отделенное перегородкой подкровельное пространство.

Область требуемых температур подавае- . мых охлажденных струй определяют из математического выражения

3 ю Т Рь-err

38 Т р 3

Т

1+пс- + — - -Т, С С Т,, где Т Т

ЮФ

1 + с 11

С (Ув -Уг ) (n+1) G

Ув РвЯ

В случае наличия источников метановыделения в подкровельное пространство, отделенное перегородкой, параметры С, Т определяются из выражения

1+ Т . Gr С ог Тпг

G C г T„G C Ti где G Т в — масса и температура истбчников метана, поступающих в подкровельное пространство;

СР,С, — теплоемкость метана и воздуха, кДж/кгК;, — количество тепла, подводимого за 1 с к газу в области смешивания, — плотность газа в вы3 ходном сечении, кг/мз;

Т вЂ” температура газа в вы9 ходном сечении, К.

Эти параметры также определяются по результатам экспериментальных или расчетных данных.

Интенсификация разрушения слоевых скоплений метана происходит вследствие охлаждения метановоздушной смеси в отделенном перегородкой пространстве, следовательно, силы плавучести направлены от кровли в основной поток воздуха, что соответствует отрицательным значениям в интегральном критерии Ричардсона.

Формула изобретения

Способ разрушения слоевых скоплений метана в проветриваемых горных выработках, включающий подачу турбулентной воздушной струи в подкровельное пространство, отделенное продольной перегородкой от основного потока воздуха. в выработке, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью интенсификации гроцесса разрушения слоевых скоплений метана основным потоком воздуха, продольную перегородку изготавливают из теплоизолирующего материала и осуществляют регулирование

f4761

Т, (1+nc — + V) 1 + — — — — Т7 (и+1) G, Т1 (Р У) q

Put g

Составитель Л.Гайдук

Техред JI.Сердюкова Корректор M.Шороши

Редактор M.Öèòêèíà

Тираж 410

Заказ 3114

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101 расхода воздуха в подкровельное пространство посредством поворотной заслонки, при этом перед подачей турбулентной струи в подкровельное пространство производят ее охлаждение, причем определяют температуру воздуха в выработке в месте проведения способа (Т )К, плотности воздуха и метана при ТеМперВТуре Тя(ув, у„), кг/м, суммарный расход подаваемых турбулентных струй в их начальном сечении (С,), кг/с, коэффициент эжекции (n), объем метана, поступающего

52 6 в подкровельное пространство (q) м /с, отношение тепла, подводимого з к метановоздушной смеси, к теплосодержанию суммарного расхода подаваемых турбулентных струй (V) и отношение теплоемкостной эжектируемой метановоздушной смеси и воздуха (с), а температуру турбулентной струи (Т,) определяют из математического выражения

Т (1+пс) 1