Способ проветривания очистного забоя

 

Изобретение относится к горному делу и м.б. использовано при отработке газоносных угольных месторождений для проветривания длинных очистных забоев. Цель изобретения - повышение безопасности работ и эффективности проветривания очистного забоя за счет сокращения притачек газовоздушной смеси из выработанного в призабойное пространство. Для этого тупик погашаемого вентиляционного штрека за-^ полняют надувной емкостью из эластичного воздухонепроницаемого материала, которую перемещают вслед за подвиганием очистного забоя. Свежий воздух поступает в призабойное пространство по конвейер: ному штреку, а загрязненный воздух удаляется по погашаемому вентиляционному штреку. 3 ил.^Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при отработке .газоносных угольных месторождений для проветривания длинных очистных забоев.Известен способ проветривания длинных очистных забоев, согласно которому свежая струя воздуха поступает с откаточного штрека и единым потоком, омывак)- щим очистной забой и прилегающее к нему выработанное пространство лавы, проходит по всей длине лавы и выходит на вентиляционный штрек.Недостатком этого способа проветривания очистных забоев в газовых шахтах является образование высоких концентраций метана в верхней части лавы и в погашаемой части (в тупике) вентиляционного штрека на сопряжении его с лавой.Известен также способ проветривания очистного забоя, включающий подачу све-жего воздуха в лаву, выдачу исходящей струи по вентиляционному штреку и изЪлированный отвод метана по дренажному штреку.Однако известный способ характеризуется малой эффективностью и недостаточной безопасностью проветривания очистных забоев. Кроме того, необходимо проведение дренажного штрека и сбоек, поддержание которых связано с большими материальными затратами. Невозможно контролировать концентрацию ,метана в дренажном штреке и четко регулировать расход газовоздушной смеси в нем.Цель изобретения - повышение безопасности работ и эффективности проветривания очистных забоев.Поставленная цель достигается тем. что согласно способу проветривания длинных очистных забоев, включающему подачу све-ю а ю елb

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5Ц5 Е 21 F 1/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4694400/03 (22) 22.05.89 (46) 15.02.92, Бюл, М 6 (71) Карагандинское отделение Восточного научно-исследовательского института по безопасности работ в горной промышленности (72) С.Г.Калиев, Н.Ж.Турсунов, В.К.Вольский, М.Ж.Аубакиров, С,К.Баймухаметов и

В.П.Пудовкин (53) 622.45 (088.8) (56) Ушаков К.3., Бурчаков А.С., Медведев

И.И. Рудничная аэрология, M. Недра, 1978, с. 307-308.

Линденау Н.И., Мясников А.А., Маевская B.Ì. и др. Улучшение условий и повышение безопасности труда на шахтах. М.:

Недра, 1976, с. 72 — 74.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при отработке ,газоносных угольных месторождений для проветривания длинных очистных забоев.

Известен способ проветривания длинг ных очистных забоев, согласно которому свежая струя воздуха поступает с откаточного штрека и единым потоком, омывающим очистной забой и прилегающее к нему выработанное пространство лавы, проходит по всей длине лавы и выходит на вентиляци-: он н ы и штрек.

Недостатком этого способа проветрива- . ния очистных забоев в газовых шахтах является образование высоких концентраций метана в верхней части лавы и в погашаемой части (в тупике) вентиляционного штрека на сопряжении его с лавой.

Известен также способ проветривания очистного забоя, включающий подачу све„„. Ж ÄÄ 1712625 А1 г (54) СПОСОБ ПРОВЕТРИВАНИЯ ОЧИСТНОГО ЗАБОЯ (57) Изобретение относится к горному делу и м,б. использовано при отработке газоносных угольных месторождений для проветривания длинных очистных забоев. Цель изобретения — повышение безопасности работ и эффективности проветривания очист-. ного забоя за счет сокращения притечек газовоздушной смеси из выработанного в призабойное пространство, Для этого тупик погашаемого вентиляционного штрека за-, полняют надувной емкостью из эластичного воздухонепроницаемого материала, которую перемещают вслед за подвиганием очистного забоя. Свежий воздух поступает в призабойное пространство по конвейерному штреку, а загрязненный воздух удаляется по погашаемому вентиляционному штреку. 3 ил, жего воздуха в лаву, выдачу исходящей струи по вентиляЦионному штреку и изолированный отвод метана по дренажному штреку.

Однако известный способ характеризуется малой эффективностью и недостаточной безопасностью проветривания очистных забоев. Кроме того, необходимо проведение дренажного штрека и сбоек, поддержание которых связано с большими материальными затратами. Невозможно контролировать концентрацию, метана в дренажном штреке и четко регулировать расход газовоздушной смеси в нем, Цель изобретения — повышение безопасности работ и эффективности проветривания очистных забоев.

Поставленная цель достигается тем. что согласно способу проветривания длинных очистных забоев, включающему подачу све1712625 жей струи воздуха в забой и отвод загрязненного воздуха по вентиляционному штреку для сокращения притечек газовоздушной смеси из выработанного в призабойное пространство, тупик погашаемого вентиляционного штрека заполняют надувной емкостью, которую перемещают вслед за подвиганием очистного забоя.

На фиг, 1 представлена схема проветривания очистного забоя и зона образования местного скопления метана и пуль движения газовоздушной смеси, поступающей из выработанного в призабойное пространство очистного забоя и в тупик погашаемого вентиляционного штрека; на фиг. 2 — путь движения газовоздушной смеси из выработанного в призабойное пространство после заполнения тупика погашаемого вентиляционного штрека надувной емкостью из эластичного материала под избыточным давлением периодически перемещаемого вслед за подвиганием очистного забоя; на фиг. 3 — распределение концентрации метана на сопряжении лавы с вентиляционным штреком до (а) и после (б) заполнения тупика погашаемого вентиляционного штрека надувной емкостью.

Схема проветривания очистного забоя сводится к следующему.

Свежий воздух по конвейерному штреку 1 (фиг. 1) поступает в призабойное пространство 2 и прилегающее в нему выработанное пространство 3 и отводится по вентиляционному штреку 4. При этом в тупик погашаемого вентиляционного штрека 5 поступает газовоздушная смесь с высокой концентрацией метана. Поскольку векторы скорости движения воздуха направлены в противоположную от тупика сторону, тупик не проветривается и здесь образуется застойная зона с высокой концентрацией метана. Такие скопления метана не ликвидируются простым увеличением расхода воздуха, подаваемого для проветривания очистного забоя.

Предлагаемый способ проветривания очистного забоя осуществляют следущим образом.

Свежий воздух по конвейерному штреку 1 (фиг. 2) поступает в призабойное пространство 2 и прилегающее к нему выработанное пространство лавы 3 и отводится по вентиляционному штреку 4. Тупик погашаемого вентиляционного штрека 5 заполняется надувной емкостью 6 из эластичного воздухонепроницаемого материала под избыточным давлением. Надувная емкость периодически перемещается вслед за подвиганием очистного забоя, При этом ликвидируется застойная зона на сопряжении очистного забоя с вентиляционным штреком (тупик погашаемого вентиляционного штрека) с повышенной концентрацией метана, укорачивается путь фильтрации по5 тока воздуха из выработанного пространства лавы на величину занимаемой надувной емкости (ширина тупика) и сокращаются притечки газовоздушной смеси из выработанного в призабойное пространство лавы.

10 Газовоздушная смесь с высокой концентрацией метана из выработанного пространства в призабойное пространство очистного забоя 2 поступает с нижней стороны (по ходу движения воздушной струИ) надувной

15 емкости в зону действия активной воздушной струи, проходящей по призабойному пространству и разжижается этой струей до допустимых норм.

Пример, Процесс формирования

20 газовой ситуации на сопряжении очистного забоя с вентиляционным штреком до и после заполнения тупика погашаемого вентиляционного штрека надувной емкостью.

Лава 32 КЗ-В шахты им. Костенко разраба25 тывает пласт Кз. Вынимаемая мощность пласта тв = 3 м; скорость подвигания очистного забоя v« = 3 м/с т, Газообильность выемочного участка 11 м /мин; доля газовыделения из выработанного пространства

30 0,40. Длина лавы 100 м; ширина конвейерного и вентиляционного штреков по 4 м, Расход воздуха, подаваемого для проветривания лавы, 1200 м /мин, Необходимо определить расход газовоздушной смеси, 35 поступающей из выработанного пространства, концентрацию метана в ней и расход воздуха, проходящего по призабойному пространству лавы: — в середине тупика вентиляционного

40 штрека, — у нижней стенки надувной емкости, ширина которой равна ширине вентиляционного штрека.

Концентрация метана в газовоздушной

45 смеси, поступающего из выработанного пространства, определяется по формуле

I ч Ь х" 100 /О

0,108 ms v«

1+0,12m. v«О х(1 х)

50 где lyg — газообильность выемочного участка, 1уч = 11 м /мин, з

Ь вЂ” доля газовыделения из выработанного пространства в газовом балансе участка, доля единицы, Ь = 0,40; п — интенсивность поступления метана из выработачного пространства, определяется по формуле и = 34b = 34 0,4 = 5,44, (2) 1712625,96 0,467) =

55 где ms — вынимаемая мощность пласта, тв =

=3м; чоч — скорость подвигания очистного забоя, чоч = 3 м/сут;

Qл — расход воздуха, подаваемого для 5 проветривания лавы, Qn = 1200 м /мин;

x — отношение текущей координаты в лаве (l, м) к суммарной длине лавы (In, м) и ширины конвейерного и вентиляционного штреков, доля единиц. 10

В формуле (1) числитель представляет собой количество газа, поступающего иэ выработанного пространства. а знаменательрасход воздуха в выработанном пространстве лавы. 15

Расход воздуха в призабойном пространстве определяют по ормуле

Qn = Qn(1 х(1 — х) х

0,108 п1в чоч (3)

1 + 0,12 mâ vî÷ )

Концентрация метана в газовоздушной смеси; поступающей из выработанного пространства в тупик погашаемого вентиляционного штрека в средней части его, составляет 25 .04 .098544

0,467 1200 0,98 (1 — 0,98 )

= 5,0%.

Поскольку воздух, проходящий по призабойному пространству, не поступает в тупик погашаемого вентиляционного штрека, то на сопряжении очистного забоя с вентиляционным штреком (в тупике погашаемого вентиляционного штрека) образуются местные скопления метана с взрывоопасной концентрацией, 5 % и более, Концентрация метана в газовоздушной смеси, поступающей из выработанного в призабойное пространство у нижней кромки надувной емкости, составляет

04 096544

С—

0,467 1200 0;96 (1 — 0,96 )

=3,2%.

Количество газа, поступающего из вы- 45 работанного в призабойное пространство, составляет

la.п. = 11 0,4.0,96 = 3,52 м /мин.

544 3 . Количество газа, проходящего по призабойному пространству лавы на уровне 50 нижней кромки надувной емкости, составляет

Ь,n. =11-3,52 =7,48 м /мин. з

Расход воздуха, проходящего по приза бойному пространству лавы на уровне ниж ней кромки, составляет

Оп = 1200 (1 — 0,96 (1 О )

=1090 м /мин.

Концентрация метана в воздухе, прохо дящего в верхней части очистного забоя 1 надувной емкости, составляет

С вЂ” 1090 + 110 100 = 0,92%.

Таким образом, расчеты показывают что после заполнения тупика погашаемог( вентиля цион ного штрека надувной емко. стью в лаве создается нормальный газовы режим.

Использование предлагаемого способ . вентиляции газообильной угольной лавь обеспечивает по сравнению с существую щими способами следующие преимущест. ва: позволяет ликвидировать услови образования местных скоплений метана очистном забое; уменьшает длину фильтра. ционного потока из выработанного про. странства и, следовательно, сокращае1 притечки газовоздушной смеси из вырабо. танного в призабойное пространство лавы. повышает эффективность проветривания лавы; улучшает безопасные условия труда горнорабочих; создает условия для увеличения нагрузки на очистной забой за счет снижения простоев добычных механизмов при образовании местных скоплений метана, Кроме того, предлагаемый способ проветривания длинных очистных забоев технологичен, не требует проходки дополнительных выработок, возведения вентиляционных сооружений, затраты на его осуществление незначительные.

Формула изобретения

Способ проветривания очистного забоя, включающий подачу свежей струи воздуха в забой и отвод загрязненного воздуха по вентиляционному штреку, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения безопасности работ и эффективности проветривания очистного забоя за счет сокращения притечек газовоздушной смеси из выработанного в призабойное пространство, тупик погашаемого вентиляционного штрека заполняют надувной емкостью. которую перемещают вслед за подвиганием очистного забоя.

Ю а„) ( ю б

Л

YO о

О о

И

СЗ

1712625

Составитель Л. Березкина

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор М. Демчик

Редактор С, Лисина

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 521 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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