13.3.2.2 Расчет метановыделения из сближенных угольных пластов (спутников)

Относительное метановыделение из спутников определяется по формуле

q_сп=(13.23)

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

q_сп.К2 =1.14v (13.24)

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 последнего практически равно нулю, м

Величина М_р при подработке пологих пластов определяется по формуле (13.25), а при подработке крутонаклонных и крутых пластов – по формуле (13.26)

М_р=1.3 ; (13.25)

М_р=k_у.к m_в.пр (1.2+Cos_пл) (13.26)

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

k_у.к- коэффициент, учитывающий влияние способа управления кровлей; принимается в формуле (13.25) при полном обрушении принимается-1.0; при частичной закладке, плавном опускании и удержании на кострах – 0.8; при частичной закладке – 0.4; а в формулах (13.26) и (13.28) соответственно равен 60, 45 и 25.

k_л- коэффициент, учитывающий влияние степени метаморфизма на величину свода разгрузки; принимается по табл. 3.6 [5] в зависимости от выхода летучих веществ V^daf или определяется по формуле

k_л=1.88 ехр (-0.018 V^daf) (13.27)

При определении М_р для лав длиной более 220 м в формулу (13.25) подставляется значение l_оч=220 м.

При надработке пологих пластов М_р принимается равным 60 м, а при надработке крутонаклонных и крутых пластов определяется по формуле

М_р=k_у.к m_в.пр (1.2 - Cos_пл) (13.28)

Если угольный пласт до его разработки или сближенный пласт был ранее подработан (надработан) то в расчетные формулы вместо x подставляется остаточная метаноносность х,величина которой определяется по формуле

х=х₀ + (х-х₀) (13.29)

где - расстояние по нормали от сближенного да разрабатываемого пласта, который ранее подработал (надработал) его м;

Расстояние при расчете хопределяется по горно-техническим параметрам выемочного участка (l_оч, m_{в пр}, k_л, k_у.к и др.) для пласта, который подработал (надработал) пласт-спутник.

13.3.2.3 Расчет метановыделения из вмещающих пород

Согласно [5] метановыделение из пород определяется по формуле

q_пор=1,14v (13.30)

где k_с.п- коэффициент, учитывающий способ управления кровлей и литологический состав пород, доли ед.; значения его берутся из табл.3.7 [5].

13.3.2.4 Определение ожидаемого метановыделения из очистной выработки и выемочного участка с учетом дегазации и изолированного отвода метана за пределы выемочного участка с помощью газоотсасывающих установок

При применении дегазации сближенных угольных пластов и вмещающих пород скважинами, изолированного отвода метана из выработанного пространства за пределы выемочного участка с помощью газоотсасывающей установки, а также дегазации разрабатываемого пласта, ожидаемое газовыделение из очистной выработки (q_оч) и выемочного участка (q_уч) определяется:

- при схемах проветривания выемочных участков без обособленного разбавления метана по источникам (схемы типа 1-В, 1-К, 1-М) по формулам:

q_оч=(q_оп+ q (13.31)

q_уч=(q_оп+ q (13.32)

- при схемах проветривания выемочных участков с обособленным разбавлением метана по источникам выделения (схемы типа 2-В, 3-В) q_оч определяется по формуле (13.31), q_уч – по формуле (13.33)

q_оч=(q_оп+ q (13.33)

где k_д.пл- коэффициент эффективности дегазации пласта ;

k_в.п - коэффициент, учитывающий метановыделение из выработанного пространства в призабойное; принимается в зависимости от способа охраны выработки, по которой удаляется исходящая струя воздуха (см. стр.42-43 [5]);

q-метанообильность ваработанного пространства, м³/т;

q=[k_э.п (х-х₀) (1-k_д.пл)]+(, (13.34)

где k_д.с.п, k_д.с.н, k_д.в.о, k_д.в.п – коэффициенты, учитывающие соответственно, эффективность дегазации подрабатываемых угольных пластов и пород, надрабатываемых сближенных пластов, выработанного пространства и эффективность изолированного отвода метана, доли ед.

Значения коэффициентов k_д.пл, k_д.с.п, k_д.с.н, k_д.в.о принимаются из табл.13.1, а, k_д.в.п в соответствии с пунктом 6.2.3 [5].

Таблица 13.1-Способы и значения коэффициентов эффективности дегазации.

Метод воздействия на угленосную толщу	Способ дегазации	Значение коэффициента дегазации
1	2	3
Сближенные пласты
Подработка толщи	Скважинами, пробуренными из выработок на сближенный пласт: при сохранении выработки, из которой бурятся скважины при погашении выработки, из которой бурятся скважины	0.4-0.8 0.2–0.5
	Скважинами, пробуренными с поверхности	0.4–0.7
Надработка толщи	Скважинами, пробуренными из выработок	0.3-0.5
Разрабатываемые пласты
Разгрузка пласта скважинами и выработками	Подготовительными выработками Скважинами по пласту, пробуренными из подготовительных выработок Скважинами, пробуренными из полевых выработок	0.2-03 0.3-0.5 0.2–0.3
Разгрузка пласта очистным забоем	Скважинами, пробуренными из очистного забоя Скважинами, пробуренными из подготовительных выработок в зоне влияния очистного забоя Скважинами, пробуренными из подготовительных выработок в зоне влияния очистного забоя при подработке или надработке сближенным пластом	0.2-0.3 0.2–0.3 0.3-0.4
Дегазация пластов в сочетании с гидроразрывом	Гидравлический разрыв пласта через скважины, пробуренные из выработок	0.5-0.6
Выработанное пространство
	Отсос газа из выработанного пространства действующих участков при обратном порядке отработки с использованием: газопровода Эжекторов и вентиляторов	0.2-0.3 0.3-0.7
	Скважины, пробуренные над куполом обрушения Скважины пробуренные с поверхности	0.25-0.4 0.4-0.6

Абсолютная метанообильность очистного забоя и выемочного участка определяется по формулам:

, (13.35) , (13.36)

где А_оч – добыча из очистной выработки, т/сут.

Критерием, определяющим необходимость проведения дегазации, является повышение метанообильности очистного забоя сверх допустимой по фактору вентиляции.

=(13.37)

где V_max-допустимая по ПБ максимальная скорость движения воздуха в лаве, м/с;V_max=4 м/с;

S_min-минимальное поперечное сечение лавы свободное для прохода воздуха, м²,

S_min=S_оч.min k_о.з (13.38)

S_оч.min- минимальная площадь поперечного сечения призабойного пространства очистной выработки в свету, м²; при механизированных крепях принимается по табл.6.5 [5].

k_о.з- коэффициент, учитывающий движение воздуха по части выработанного про­странства непосредственно прилегающей к призабойному; принимается по табл.6.4 [5].

С- допустимая по ПБ концентрация метана в исходящей струе очистного забоя, %;

-коэффициент неравномерности метановыделения; принимается по табл.6.3 [5]

Выбор способов дегазации производится на основе анализа данных о структуре газового баланса выемочного участка с учётом возможных в конкретных условиях коэффициентов эффективности дегазации. В первую очередь дегазируется источник, из которого выделяется наибольшее количество газа. Выбор способов дегазации производится с таким расчетом, что бы нагрузка на очистной забой по газовому фактору была больше плановой на 10-30%.

Коэффициент эффективности дегазации, при котором, будет достигнута плановая нагрузка на очистной забой, определим по формуле:

, (13.39)

где I_р, I_оч – соответственно, допустимая и фактическая метанообильность очистного забоя, м³ / мин.

При дегазации нескольких источников выделения метана суммарное значение коэффициента эффективности дегазации k’_дег определяется как сумма частных коэффициентов отдельных источников выделения метана:

, (13.40)

где k_дег.і - коэффициент эффективности дегазации источника метановыделения с учётом его доли в общем, газовом балансе очистного забоя:

, (13.41)

где k_дег.j - коэффициент эффективности дегазации источника метановыделения;

n_i - коэффициент, характеризующий долевое участие данного источника в общем метановыделении.

Доля метановыделения из отдельного источника в общем метановыделении до дегазации определяется по формуле по формуле:

, (13.42)

где q_і – относительное метановыделение отдельного источника.