Метановыделение из разрабатываемого пласта

Прогноз метанообильности очистного забоя и выемочного участка по природной метаноносности пласта

Относительная метанообильность выемочного участка и очистного забоя определяется 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 (13.1)

 

При разработке каменных углей и антрацитов с объемным выходом летучих веществ Vбольше 165 мл/г.с.б.м. относительное метановыделение из разрабатываемого пласта определяется по формуле (13.2), а из высокометаморфизированных антрацитов с объемным выходом летучих веществ от 100 до 165 мл/г.с.б.м – по формуле (13.3)

 

q_пл= q_о.п+ q_о.у+ k_э.п (x-x_о) (13.2)

 

q_пл= k_пл(х-х₁) + q_о.у+ k_э.п(x-x_о) (13.3)

 

где k_э.п- коэффициент, учитывающий эксплуатационные потери угля в пределах выемочного участка;

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

 

х_о=0.01*х_о.г*(100-А^з-W^р) (13.4)

 

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

q_о.п- относительное метановыделение из очистного забоя при разработке каменных углей, кроме высокометаморфизированных антрацитов, определяется по формуле (7.5), а для высокометаморфизированных антрацитов – по формуле (13.6)

 

q_о.п=0.85 х k_пл ехр(-n) (13.5)

 

q_о.п=0.75 k_пл (х-х₁) (13.6)

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

 

х=0.01 х_г (100- А^з-W^р) (13.7),

 

х₁ – остаточная метаноносность угля, выдаваемого за пределы выемочного участка, м³/т; определяется по формуле

 

х₁=k_W,A (0.15 V(13.8)

 

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

 

k_пл= (13.9),

 

b_зд- ширина условного пояса газового дренирования угольного массива через поверхности обнажения пласта в подготовительных выработках, м; принимается по табл.3.5 [5] в зависимости от выхода летучих веществ V^daf .

В формуле (7.9) знак «плюс» принимается, когда выше вентиляционного и ниже откаточного (конвейерного) штреков расположен массив угля (коренная лава), а также при системе разработки парными штреками (прямой ход). Знак«минус» принимается, когда выше вентиляционного и ниже откаточного (конвейерного) штреков разрабатываемый пласт отработан при системе разработки «парные штреки» (обратный ход) или когда выемочное поле оконтурено подготовительными выработками (столбовая система разработки).

При сплошной системе разработки, когда вышележащая лава отработана (выработанное пространство выше вентиляционного штрека), а также при комбинированной, когда один штрек пройден, а другой проходится вслед за лавой, а также при отработке крутонаклонных и крутых пластов щитовыми агрегатами типа АЩ, АНЩ k_пл=1;

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) (13.10)

 

где а₁, b₁-коэффициенты, значения, которых принимается в зависимости от выхода летучих веществ; согласно [5] при V^daf22 % а₁=1.435, а,b₁= - 0.051; при V^daf> 22 % а₁=0.152, b₁=0.051.

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

 

А_сут= l_оч v_оч m_п g (13.11)

 

где g объемный вес угля

 

v_оч=, (13.12)

 

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

 

q_о.у=, (13.13)

 

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

 

=х k_пл [1-0.85ехр(-n)] (b₂k_ту+b₃k) (13.14)

 

-относительное метановыделение в конвейерном откаточном штреке (бремсберге), м³/т

 

=х k_пл [1-0.85ехр(-n)b₂ k (13.15)

 

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;

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= (13.16);

 

k= (13.17)

 

k= (13.18)

 

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

 

Т= (13.19)

 

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

-время нахождения отбитого от массива угля на почве в лаве мин; при односторонней выемке угля принимается ориентировочно равным времени работы комбайна по выемке полосы угля на ширину захвата с учетом времени на концевые операции, а при двухсторонней выемке угля в лаве =0, и k=0; При выемке крутонаклонных и крутых пластов время нахождения угля в лаве принимается по проекту.

Т-время нахождения отбитого от массива угля в ярусном штреке в пределах выемочного участка, мин; определяется по формуле

 

Т= (13.20)

 

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

-скорость транспортирования угля на участке , м/с;

При транспортировании угля в пределах выемочного участка в вагонетках значение времени нахождения его на участке принимается по проекту, но не более 120 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 .

При отработке высокометаморфизированных антрацитов значение

 

q=0.15 k_пл (х-х₁) (13.21), q=0.10 k_пл (х-х₁) (13.22)