CC BY
10
УДК 622.454.3:622.411.31
Ли Хи Ун
ООО «ВостЭКО» А.Н. Кнышенко ОАО «Шахта Первомайская» Ю.С. Лермонтов
ЗАО «Кузбасский центр мониторинга промышленной и экологической безопасности»
О выборе эффективной схемы проветривания углекислотообильных выемочных участков
Приводятся сведения о возможности применения нисходящего проветривания углекислотообильных выемочных участков
Исследования ВостНИИ показали, что к числу факторов, влияющих на выделение углекислого газа из выработанного пространства, относятся порядок отработки и схема проветривания выемочного участка. Сопоставление показало, что при обратном порядке отработки участка угле-кислообильность его меньше, чем при прямом порядке. Поэтому наиболее эффективной следует считать возвратноточную схему проветривания при обратном порядке отработки. В этом случае обеспечивается минимальный по сравнению с другими схемами вынос углекислого газа из выработанного пространства. Кроме того, в этих условиях легко и наиболее рационально можно использовать различные способы управления газовыделением.
Следует отметить еще один фактор, на который нужно обратить внимание при выборе схемы проветривания. Применяемые в настоящее время схемы предусматривают противонаправленное движение воздуха и гравитационное действие углекислого газа. Это снижает эффективность проветривания очистных забоев и прилегающих к нему горных выработок и выработанных пространств. В условиях углекислотообильных шахт необходимо максимально использовать принцип сонаправленного проветривания, сущность которого состоит в том, чтобы везде, где это возможно, вентиляционная струя двигалась в одном направлении с гравитационным действием углекислого газа.
Исследования, проведенные ВостНИИ, показали, что особенно в трудных условиях в настоящее время находятся очистные забои на крутых мощных и средней мощности угольных пластах шахт Кузбасса, где вследствие значительного поперечного сечения призабойного пространства скорости движения воздуха, как правило, ниже 0,25 м/с и не обеспечивают эффективного удаления газа.
При значительной углекислотообильности выемочных участков с большим шагом обрушения кровли во многих случаях наблюдалось противоточное движение воздушных потоков, прохо-
дящих непосредственно у очистного забоя и по поддерживаемому выработанному пространству. В ряде случаев движение воздушного потока по поддерживаемому выработанному пространству не происходило, и только иногда оно совпадало с движением воздуха по призабойному пространству.
Если такие очистные забои перевести на нисходящее проветривание, то углекислый газ в процессе своего естественного движения под действием гравитационных сил будет удаляться на нижележащий горизонт и, в конечном счете, основной задачей проветривания будет разжижение углекислого газа до безопасных норм в исходящей струе на вентиляционном штреке.
Основные препятствия для нисходящего проветривания очистных забоев: опасность опрокидывания под действием метана воздушного потока в лаве или утечек воздуха по выработанному пространству, а также опрокидывания воздушного потока при остановке вентилятора; опасность образования местных скоплений метана в труднопроветриваемых кутках, уступах и т.п.; опасность применения его на выбросоопасных пластах; ухудшение пылевой обстановки на погрузочном пункте лавы; откатка на исходящей струе и трудность проветривания подготовительных выработок на нижнем горизонте.
Обширные теоретические и экспериментальные работы на метанообильных шахтах, проведенные в России и за рубежом, указывают на возможность применения нисходящего проветривания в метанообильных шахтах при скорости вентиляционной струи более 0,25 м/с и углах падения пластов от 10 до 700. Учитывая, что действие массы углекислого газа в призабойном пространстве противоположно действию метана, можно утверждать, что основные недостатки нисходящего проветривания на метанообильных пластах являются преимуществами при выделении углекислого газа.
В отношении опасности применения нисходящего проветривания на выбросоопасных пластах следует отметить, что в очистных забоях очень многих шахт, в том числе и на шахтах Кузбасса, пласты приведены в невыбросоопасное состояние благодаря предварительному дренированию их значительной сетью подготовительных выработок.
Высокая эффективность нисходящего проветривания очистных забоев в условиях интенсивного выделения углекислого газа подтверждается большим опытом работы шахт Польши, где оно применяется на всех участках.
