Метановыделение из разрабатываемого пласта

Прогноз метанообильности очистного забоя и выемочного участка

Относительную метанообильность выемочного участка и очистного забоя определяем по природной метаноносности по методике изложенной в разделе 3.3 [5]

Источниками выделения метана в выработки выемочного участка являются разрабатываемый угольный пласт, сближенные угольные пласты (спутники) и вмещающие породы.

Относительная метанообильность выемочного участка определяется как суммарное метановыделения из разрабатываемого пласта (q_пл, м³/т), сближенных угольных пластов (q_сп, м³/т) и вмещающих пород (q_пор, м³/т), т.е

q_уч=q_пл+q_сп+q_пор

При разработке каменных углей и антрацитов с объемным выходом летучих веществ больше 165 мл/г.с.б.м. относительное метановыделение из разрабатываемого пласта определяется по формуле

q_пл=q_о.п+q_о.у+k_э.п(x-x_о)

где k_э.п-коэффициент, учитывающий эксплуатационные потери угля в пределах выемочного участка; проектом предусматривается безцеликовая отработка пласта, тогда k_э.п=0.03;

х_о- остаточная метаноносность угля, оставляемого в выработанном пространстве, м³/т

х_о=0.01*х_о.г*(100-А^з-W^р)

х_о.г –остаточная метанононость угля, м³/т.с.б.м; принимается по табл.3.1 [5] в зависимости от выхода летучих веществ х_о.г=5.3 м³/т.с.б.м

х_о=0.01*5.3 (100-15-2)=4.4 м³/т;

q_о.п- относительное метановыделение из очистного забоя, определяется по формуле

q_о.п=0.85*х*k_пл*ехр(-n)

где х - метаноносность угля с учетом зольности и влажности, м³/т

х=0.01*х_г*(100- А^з-W^р)

х=0.01*18*(100-15-2)=15 м³/т;

k_пл-коэффициент, учитывающий влияние системы разработки на метановыделение из пласта; согласно [5] для столбовой системы разработки определяется по формуле

k_пл=

b_з.d-ширина условного пояса газового дренирования угольного массива; принимается по табл.3.5[5] в зависимости от выхода летучих веществ; b_з.d=11м;

k_пл=

n-показатель степени, зависящий от скорости подвигания очистного забоя (v_оч,м/сут), выхода летучих веществ из угля (V^daf,%) и глубины разработки (Н,м);

n=а₁v_оч ехр(-0,001Н+b₁ V^daf)

где а₁, b₁-коэффициенты, значения которых принимается в зависимости от выхода летучих веществ; согласно [5,стр.34] при V^daf£22% а₁=1.435, а b₁=-0.051;

Cкорость подвигания очистного забоя определяем исходя из планируемой нагрузки на очистной забой

А_сут=l_очv_очm_пg

где g объемный вес угля

v_оч= =

n=1.435*2.4*ехр(-0.001*840-0,051*8)=1.0

Определяем относительное метановыделение из очистного забоя

q_о.п=0.85*15*0.87*ехр(-1.0)=4.0 м³/т

Относительное метановыделение из отбитого угля (q_о.у) определяется по формуле

q_о.у=

где -относительное метановыделение из отбитого угля в лаве, м³/т;

=х*k_пл[1-0.85ехр(-n)]*(b₂k_ту+b₃k )

-относительное метановыделение в конвейерном штреке и бремсберге, м³/т

=х*k_пл[1-0.85ехр(-n)b₂*k

где b₂, b₃-коэффициенты, учитывающие долю отбитого угля, соответственно находящегося на конвейере и оставляемого на почве в лаве, доли ед.; значения b₂=0.6, а b₃=0.4 при односторонней выемке угля; b₂=1, а b₃=0 при двухсторонней схеме выемке угля в лаве; предусматриваем двухсторонняя выемка угля в лаве;

Транспортировка угля по лаве и участковому конвейерному бремсбергу осуществляется конвейером СПМ87ДН, а по подэтажному конвейерному штреку телескопическим конвейером 2ЛТ80

k_ту, k ,k -коэффициенты, учитывающие степень дегазации отбитого от массива угля соответственно в очистной выработке на конвейере (k_ту), на почве в лаве (k ), и на конвейере в выработке выемочного участка (k ), доли ед;

k_ту=

k =

k =

Т -время нахождения отбитого угля на конвейере в лаве, мин;

Т =

v_к.л-скорость транспортирования угля в лаве, м/с; v_к.л=0.91 м/с

Т = мин;

-время нахождения отбитого от массива угля на почве в лаве, мин.

При двухсторонней выемке угля в лаве =0, поэтому k =0;

Т -время нахождения отбитого от массива угля в промежуточном конвейерном штреке и бремсберге в пределах выемочного участка, мин; определяется по формуле

Т =

-протяженность выработки с i-м видом транспорта, м;

-скорость транспортирования угля на участке ,м/с;

Для заданных способа подготовки, системы разработки и принятых видов транспорта L₁=600 м., а v₁=1.5 м/с, L₂=170 м, v₂=0.91 м/с

Т =600/60*1.5 +170/60*0.91=9.7 мин;

-коэффициенты, характеризующие газоотдачу из отбитого угля; принимается при дегазации отбитого угля Т_у£ 6 мин, соответственно равными 0.052 и 0.71, а при Т_у> 6 мин а

Определяем значения коэффициентов

k_ту= 0.11;

k = 0.1.

Определяем метановыделение из отбитого угля в лаве и на конвейерном бремсберге

=15*0.87 [1-0.85ехр(-1.0)]*(1.0 0.11)=1.0 м³/т

=15*0.87 [1-0.85ехр(-1.0) ]1.0*0.1=0.9 м³/т

q_о.у=1.0+0.9=1.9 м³/т

Определяем метановыделение из разрабатываемого пласта

q_пл=4.0+1.9+0.03 (15-4.4)=6.2 м³/т

Расчет метановыделения из сближенных угольных пластов (спутников)

Относительное метановыделение из спутников определяется по формуле

q_сп=

Относительное метановыделение как из подрабатываемого q_сп.пi , так и надрабатываемого q_сп.нi определяется по формуле

q_сп. =1.14v

где m_сп.i-суммарная мощность спутника,м;

х_сп.i-природная метаноносность спутника, м³/т;

х_0i-остаточная метаноносность спутника, м³/т;

m_в-вынимаемая мощность разрабатываемого пласта, м;

М_сп.i-расстояние по нормали между кровлей разрабатываемого и почвой сближенного (при подработке) пластов и между почвой разрабатываемого и кровлей сближенного (при надработке) пластов, м

М_р- расстояние по нормали между разрабатываемым пластом и сближенными пластами, при котором метановыделение из последних практически равно нулю, м.

Величина М_р при подработке пологих и наклонных пластов определяется по формуле

М_р=1.3

где m_в.пр-вынимаемая мощность пласта с учетом породных прослоек, м;

k_у.к- коэффициент, учитывающий способ управления кровлей; при полном обрушении принимается-1.0;

k_л-коэффициент, учитывающий влияние степени метаморфизма на величину свода разгрузки; принимается по табл 3.6 [5] в зависимости от выхода летучих веществ. Для V^daf=8.0 % k_л=1.6

М_р=1.3* =334 м

При надработке пологих и наклонных пластов М_р принимается равным 60м.

Определляем метановыделение из подрабатываемого спутника К₃

q_сп.К3 =1.14*2.4 м³/т

Определляем метановыделение из надрабатываемого спутника К₁

q_сп.К1 =1.14*2.4 м³/т

Суммарное метановыделение из спутников составит

q_сп=4.0+4.7=8.7 м³/т