CC BY
12
УДК 622.457
А.М. Тимошенко
ОАО «НЦ ВостНИИ»
Проветривание выемочных участков при камерно-столбовой системе отработки пласта III в условиях ОАО «Шахта «Разрез Сибиргинский»
Рассмотрен опыт применения камерной системы разработки угольного пласта III в условиях ОАО «Шахта «Разрез Сибиргинский», имеющей широкое распространение в ряде развитых угледобывающих стран мира.
Особенностью применения данной системы в условиях ОАО «Шахта «Разрез Сибиргин-ский» явилась система организации проветривания подготовительных тупиковых выработок, основанная на использовании высоконапорных вентиляторов местного проветривания типа Jet fan производства ЮАР.
Ключевые слова: СИСТЕМА РАЗРАБОТКИ, КАМЕРЫ, СИСТЕМА ПРОВЕТРИВАНИЯ, ДАЛЬНОБОЙНОСТЬ ВЕНТИЛЯТОРА, ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРОВЕТРИВАНИЯ, РЕЦИРКУЛЯЦИЯ
A.M. Timoshenko. Coal mining section ventilation with room and pillar mining at seam III in conditions of OAO "Shakhta "Razrez Sibirginsky"
Experience of room and pillar mining method application at coal seam III in conditions of OAO "Shakhta "Razrez Sibirginsky" is reviewd as it is has wide use in some coal mining countries of the world.
Peculiar feature of this system usage in conditions of OAO "Shakhta "Razrez Sibirginsky" was organization of ventilation of blind preparation galleries based on usage of high pressure local fans of Jet fan type which are produced in SAR.
Key words: MINING SYSTEM, ROOMS, VENTILATION SYSTEM, FAN LONG RANGE, VENTILATION EFFICIENCY, RECIRCULATION
В соответствии с принятой технологической схемой отработки угольных пластов, предусматривающей добычу угля при проведении системы выработок с образованием внутривыемоч-
ного столба, оконтуренного со всех сторон целиками угля размером 15*15 м, организация проветривания выемочного участка будет иметь сложный характер. Это связано с тем, что выемочный столб (см. рисунок 1) представляет собой систему обособленно-последовательно проветриваемых за счет общешахтной компрессии выработок, включающую в себя еще и систему подготовительных выработок, проветриваемых вентиляторами местного проветривания, расположенными в выработках внутри выемочного столба.
При данной системе отработки имеется потенциальная опасность, заключающаяся в организации проветривания выработок выемочного участка. В первую очередь, это связано с возможностью возникновения рециркуляции воздушных потоков в местах установки вентиляторов местного проветривания и, как следствие, с повышением концентрации метана в забоях (заходках) тупиковых выработок, а также с возможностью закорачивания вентиляционных струй внутри выемочного столба, в результате чего может прекратиться проветривание отдельных выработок.
В ходе проведения специальных исследований воздухораспределения в горных выработках, выполненных НЦ ВостНИИ при отработке выемочных столбов № 2 и №3, были установлены два характерных режима проветривания выемочного участка. Первый режим проветривания при отработке столба №2 характеризовался подачей на выемочный участок 2100 м3/мин воздуха, а второй - при отработке столба №3 - подачей на выемочный участок 3300 м3/мин воздуха.
Параметры проветривания выемочных участков в рассматриваемые периоды представлены на рисунках 1 и 2.
В соответствии с фактическим воздухораспределением в горных выработках выемочного участка можно сделать вывод, что обеспечить проветриванием все горные выработки (сбойки-камеры, штреки), даже рассматривая их как поддерживаемые выработки, исходя из требования нормативных документов по обеспечения минимальной скорости движения воздуха 0,15 м/с, не представляется возможным .
При подаче на выемочный участок 2100 м3/мин практически 21 % выработок, в основном это сбойки (камеры) между штреками, не обеспечиваются расчетным количеством воздуха в соответствии с установленными нормами даже при проведении выработок прямым ходом, а при подаче 3300 м3/мин около 16 % выработок остаются необеспеченными расчетным количеством воздуха.
На основании результатов определения состава воздуха, представленных в таблицах 1 и 2, газообильность выемочного участка при отработке выемочного столба №2 достигала 4,21 м3/мин, а при отработке выемочного столба №3 по отдельным замерам - 23,1 м3/мин.
Учитывая фактическую газообильность выемочного участка, наличие непроветриваемых выработок и выработок с неустойчивым режимом проветривания может явиться реальной причиной образования слоевых и местных скоплений метана в горных выработках внутри выемочного участка.
Таблица 1 - Результаты анализа проб воздуха при отработке выемочного столба №2 (данные Новокузнецкого ОВГСО)
Точки отбора проб воздуха (рисунок 1) Результаты химических анализов
Дата отбора проб Темпера тура воз-духа,°С Газовый состав, %
СО2 О2 СО Н2 СН4
Вентиляционный бремсберг -входящая участка 09.07.04 12 0,1 20,7 0,0000 0,0000 0,0
26.07.04 16 0,1 20,7 0,0000 0,0000 0,1
09.08.04 13 0,1 20,7 0,0000 0,0000 0,1
23.08.04 12 0,1 20,7 0,0000 0,0000 0,0
08.09.04 14 0,1 20,7 0,0000 0,0000 0,0
23.09.04 13 0,1 20,7 0,0000 0,0000 0,0
08.10.04 13 0,1 20,7 0,0000 0,0000 0,0
25.10.04 11 0,1 20,7 0,0000 0,0000 0,1
Конвейерный штрек 3-1-2-1 -входящая в панель (столб) 09.07.04 13 0,1 20,7 0,0000 0,0000 0,0
26.07.04 16 0,1 20,7 0,0000 0,0000 0,1
09.08.04 13 0,1 20,7 0,0000 0,0000 0,2
23.08.04 12 0,1 20,7 0,0000 0,0000 0,0
08.09.04 14 0,1 20,6 0,0000 0,0000 0,1
23.09.04 13 0,1 20,7 0,0000 0,0000 0,0
08.10.04 Отбор проб воздуха в данной точке не производился
25.10.04 То же
Вентиляционный штрек 3-1-2-1 -исходящая участка 09.07.04 12 0,1 20,7 0,0000 0,0000 0,0
26.07.04 16 0,1 20,7 0,0000 0,0000 0,1
09.08.04 13 0,2 20,6 0,0000 0,0000 0,3
23.08.04 13 0,1 20,7 0,0000 0,0000 0,0
08.09.04 14 0,1 20,6 0,0000 0,0000 0,1
23.09.04 13 0,1 20,7 0,0000 0,0000 0,0
08.10.04 13 0,1 20,7 0,0000 0,0000 0,0
25.10.04 11 0,1 20,7 0,0000 0,0000 0,1
Таблица 2 - Результаты анализа проб воздуха при отработке выемочного столба №3 (данные Новокузнецкого ОВГСО)
Точки отбора проб воздуха (рисунок 2) Результаты химических анализов
Дата отбора проб Темпера тура воз-духа,°С Газовый состав, %
СО2 О2 СО Н2 СН4
Вентиляционный бремсберг -входящая участка 07.06.05 12 0,1 20,7 0,0000 0,0000 0,0
25.07.05 13 0,1 20,7 0,0000 0,0000 0,1
24.08.05 12 0,1 20,7 0,0000 0,0000 0,0
23.09.05 12 0,1 20,7 0,0000 0,0000 0,0
24.10.05 14 0,1 20,7 0,0000 0,0000 0,4
Вентиляционный бремсберг -исходящая участка 07.06.05 12 0,3 20,5 0,0000 0,0000 0,0
25.07.05 13 0,1 20,7 0,0000 0,0000 0,1
24.08.05 12 0,1 20,4 0,0000 0,0000 0,7
23.09.05 12 0,1 20,6 0,0000 0,0000 0,4
24.10.05 14 0,1 20,7 0,0000 0,0000 0,1
Вентиляционный бремсберг -входящая в лаву 07.06.05 12 0,1 20,7 0,0000 0,0000 0,0
25.07.05 13 0,1 20,7 0,0000 0,0000 0,2
24.08.05 12 0,1 20,7 0,0000 0,0000 0,0
23.09.05 12 0,1 20,7 0,0000 0,0000 0,0
24.10.05 14 0,1 20,7 0,0000 0,0000 0,4
При отработке последующих выемочных столбов в условиях наиболее высокой газоносности разрабатываемого пласта опасность образования слоевых и местных скоплений метана будет только возрастать, что может поставить под сомнение возможность применения рассматриваемой технологии угледобычи в условиях разрабатываемого пласта III ОАО «Шахта «Разрез Сибиргин-ский».
Организация проветривания выемочного столба за счет общешахтной компрессии в условиях предусмотренной к применению камерно-столбовой системы разработки предполагает обязательное возведение временных изолирующих перемычек в сбойках между вентиляционным штреком и промежуточным штреком №3 для разделения входящих и исходящих вентиляционных струй.
Исходя из назначения перемычек, установка которых определена принятой системой разработки, места установки и срока службы (до 3 мес) перемычек, а также технологии ведения горных работ в качестве временных изолирующих перемычек использовались перемычки, выполненные на основе деревянных конструкций с применением уплотнительных материалов.
В соответствии с фактическими параметрами проветривания выемочных участков при отработке выемочных столбов №2 и №3 общее количество утечек через временные изолирующие перемычки составляло до 1292 м /мин.
Несмотря на то, что величина утечек воздуха через изолирующую перемычку является значительной, данную величину утечек можно считать обоснованной по причине протяженности сбо-
ек, в которых они устанавливаются. При длине сбоек 15 м проветривание образовавшихся тупиков за счет диффузии воздуха (при условии идеальной изоляции) может быть недостаточным для ликвидации условий образования слоевых скоплений метана даже при незначительном газовыделении из разрабатываемого пласта.
Основываясь на технологической нецелесообразности проветривания коротких (до 21 м) тупиковых забоев по существующим схемам, ОАО «Шахта «Разрез Сибиргинский» было принято решение о применении нетрадиционного для условий России способа проветривания тупиковых выработок, основанного на использовании высокоскоростного направленного воздушного потока, создаваемого специальной вентиляторной установкой типа Jet fan.
Данное направление в изучении способов проветривания тупиковых выработок не является новым. Многие отечественные ученые проводили исследования в этом направлении. В результате проведенных исследований сделан вывод о том, что процессы, протекающие в турбулентной струе, настолько сложны, что получить непосредственно аналитическое решение по расчету параметров данной струи невозможно. Полученные в процессе исследований решения носят полуэмпирический характер, т.е. в аналитических решениях используют зависимости, полученные в результате экспериментальных исследований. Результаты, полученные при проведении экспериментальных исследований в ОАО «Шахта «Разрез Сибиргинский», представлены в таблице 3.
Таблица 3 - Результаты дальнобойности вентиляционной струи при проветривании тупиковых выработок (камер)
Сечение выработки, м2 5,6 7,2 8,3 9,0 12,4 13,2 15,0 20,0 25,0
Дальнобойность струи, м 10,0 11,0 11,0 15,0 15,0 16,0 18,0 23,5 28,0
Под дальнобойностью струи понимают зону распространения направленного вентиляционного потока, способного создавать движение (турбулизацию) воздушного потока вдоль забоя тупиковой выработки.
Исходя из представленных в таблице 3 данных, можно сделать вывод, что для рассматриваемых условий проветривания коротких тупиковых забоев длиной до 26 м проветривание можно осуществлять без использования вентиляционных трубопроводов. Однако в процессе отработки выемочного столба предполагалось подтвердить данные выводы экспериментально.
Для определения возможности эффективного проветривания тупиковой выработки были проведены две серии экспериментальных исследований.
В первой серии экспериментальных исследований вентилятор располагался в одном из штреков выемочного участка в 5-6 м от его сопряжения со сбойкой (см. рисунок 3). В этом случае вентиляционная струя, выдаваемая вентилятором, проходила по штреку, под углом 90 град пересекала вентиляционный поток, идущий по сбойке, и продолжала движение в тупиковую часть штрека.
Во второй серии экспериментов вентилятор так же, как и в первой серии, располагался в одном из штреков выемочного участка, только в 1-3 м от его сопряжения со сбойкой.
Данные эксперименты проводилась с целью:
- установления взаимного влияния вентиляционной струи, выдаваемой вентилятором, и струи воздуха, движущегося по сбойке перпендикулярно данной струе;
- определения дальнобойности стесненной вентиляционной струи;
- определения количества воздуха, поступающего непосредственно в тупик подготовительной выработки в зависимости от расположения вентилятора по отношению к сбойке.
Рисунок 3 - Схема расположения вентилятора типа Jet fan в горных выработках
выемочного участка
Экспериментальные исследования были проведены согласно «Методике опытно-промышленных испытаний экспериментальной технологии угледобычи с применением камерно-столбовой системы и импортного оборудования на пласте III ОАО «Шахта «Разрез Сибир-гинский», разработанной и утвержденной в установленном порядке.
Результаты произведенных замеров представлены в таблице 4.
Таблица 4 - Результаты определения параметров работы вентилятора Jet fan
Дата Но- Параметры окружающей Темпе Попра вка на Угол накло Коэф-фици- Поправка к Поправка Давление в трубопроводе, даПа Скорость Производи
мер среды ратура приве- на труб ент возду- микро- потока тель-
вен в тру- дение к ки мик- накло- хомер- мано- воздуха ность
тиля- бопро- стан- рома- на труб ной метра по сече- вентиля-
тора воде t, °С дарт -ным условиям номет-ра ки К трубке нию трубопровода Уср, м/с тора Q, м /мин
температура барометри отно- полное стати- скоро-
по сухому и ческое сите- hnon ческое стное
мокрому тер- давление льная hcm hcK
мометру Вбар, влаж
мм рт.ст. ность
tc tM
22.06. 1 16 13,5 765 84,8 16 0,951 53 0,4 1 0,986 56 44,5 10,5 12,99 220
2005 16 13,5 765 81 0,8 1 0,986 195 66,5 128,5 45,4 218
28.06. 2 15,5 12,5 762 80,6 15,5 0,949 53 0,4 1 0,986 62 52,3 9,7 12,47 211
2005 15,5 12,5 81 0,8 1 0,986 183 59 124 44,6 201
14.09 1 15 12,3 766 82,6 15 0,955 53 0,4 1 0,986 56,6 46,2 10,4 12,91 219
2005 15 12,3 81 0,8 1 0,986 191 60 131 45,79 220
15.09 2 15 12,4 768 82,4 15 0,958 53 0,4 1 0,986 61 51,8 9,2 12,14 206
2005 15 12,4 81 0,8 1 0,986 178 64 114 42,7 192
Согласно данным таблицы 4, производительность вентилятора на выходе из сопла составляет 200-220 м3/мин при средней скорости вентиляционного потока до 45 м/с.
Определение дальнобойности вентиляционной струи производилось путем определения скоростей движения воздуха в элементарных площадях поперечных измерительных сечений подготовительной выработки.
Результаты замеров скоростей движения воздуха в замерных точках и расходов воздуха через элементарные сечения для первой серии экспериментов обобщены в таблицах 5 и 6.
Таблица 5 - Распределение скорости воздуха по измерительным площадям тупиковой выработки при расположении вентилятора в 5-7 м от сбойки
Измерительное сечение Скорость воздуха в элементарных площадях измерительного сечения, м/с
^\ширина высота^\ 0,25 0,75 1,25 1,75 2,25 2,75 3,25 3,75 4,25 4,75 5,25 5,75
Б1 - 12,5 м от сопла 2 1,7 1,5 1,4 1,1 0,7 -0,8 -0,9 -1 -1 -0,9 -0,8 -0,8
1,5 1,5 1,3 1,2 0,8 0,6 -0,6 -0,8 -0,8 -0,8 -0,8 -0,7 -0,7
0,5 1,3 1 0,9 0,7 0,5 -0,5 -0,7 -0,7 -0,8 -0,8 -0,7 -0,7
Б2 - 19 м от сопла 2 1,3 1,3 1,1 0,7 0,5 -0,5 -0,7 -0,8 -0,8 -0,8 -0,8 -0,8
1,5 1,1 1 0,9 0,5 0,3 -0,3 -0,6 -0,7 -0,8 -0,7 -0,7 -0,7
0,5 0,9 0,8 0,7 0,4 0,2 -0,2 -0,4 -0,6 -0,7 -0,5 -0,6 -0,6
Б3- 25 м от сопла 2 0,8 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 -0,6 -0,7 -0,8 -0,6 -0,6 -0,5
1,5 0,6 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 -0,5 -0,6 -0,6 -0,5 -0,5 -0,3
0,5 0,5 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 -0,5 -0,5 -0,5 -0,4 -0,3 -0,2
Таблица 6 - Распределение расходов воздуха по измерительным площадям тупиковой выработки при расположении вентилятора в 5-7 м от сбойки
Измерительное сечение Расход воздуха в элементарных площадях измерительного сечения, м3/с
\ширина высота^\ 0,25 0,75 1,25 1,75 2,25 2,75 3,25 3,75 4,25 4,75 5,25 5,75
Б1- 12,5 м от сопла 2 1,6 1,4 1,3 1,0 0,6 -0,7 -0,8 -0,9 -0,9 -0,8 -0,7 -0,7
1,5 0,6 0,5 0,5 0,3 0,2 -0,2 -0,3 -0,3 -0,3 -0,3 -0,3 -0,3
0,5 0,7 0,5 0,5 0,4 0,3 -0,3 -0,4 -0,4 -0,4 -0,4 -0,4 -0,4
Б2 - 19 м от сопла 2 1,2 1,2 1,0 0,6 0,7 -0,2 -0,6 -0,7 -0,7 -0,7 -0,7 -0,7
1,5 0,4 0,4 0,3 0,2 0,2 -0,1 -0,2 -0,3 -0,3 -0,3 -0,3 -0,3
0,5 0,5 0,4 0,4 0,2 0,2 -0,1 -0,2 -0,3 -0,4 -0,3 -0,3 -0,3
Б3- 25 м от сопла 2 0,7 0,7 0,6 0,6 0,5 0,4 -0,4 -0,6 -0,7 -0,6 -0,6 -0,5
1,5 0,2 0,2 0,2 0,2 0,1 0,1 -0,2 -0,2 -0,2 -0,2 -0,2 -0,1
0,5 0,3 0,3 0,2 0,2 0,1 0,1 -0,2 -0,3 -0,3 -0,2 -0,2 -0,1
На основании данных, представленных в таблицах 5 и 6, вентиляционный поток, выходящий из вентилятора и движущийся по выработке, можно характеризовать следующим образом.
Вентиляционная струя, выходящая из сопла вентилятора со скоростью до 45 м/с, при движении по выработке за счет эжекции вентиляционной струи вовлекает в свой поток воздух, движущийся по выработке в попутном направлении. При выходе из вентилятора в количестве 200-220
м3/мин в 8-10 м от сопла вентилятора вентиляционный поток увеличивается в объеме до 680 м3/мин. При дальнейшем движении по выработке происходит снижение скоростных потоков в вентиляционной струе и постепенный отток воздуха из вентиляционного потока. В 20 м от сопла вентилятора количество воздуха в потоке сокращается до 380 м3/мин, что свидетельствует об эффективности вентиляционной струи во вполне определенных пределах, ограниченных длиной выработки и необходимым расходом воздуха для ее проветривания.
Результаты замеров скоростей и расчета расходов воздуха в измерительных сечениях тупиковой части выработки представлены в таблицах 7 и 8.
Таблица 7 - Распределение скорости воздуха по измерительным площадям тупиковой выработки при расположении вентилятора в 1-3 м от сбойки
Измерительное сечение Скорость воздуха в элементарных площадях измерительного сечения, м/с
\ширина высота^х 0,25 0,75 1,25 1,75 2,25 2,75 3,25 3,75 4,25 4,75 5,25 5,75
Б1 - 8,5 м от сопла 2 1,9 1,7 1,5 1,3 0,7 -0,9 -1 -1,2 -1,2 -1,1 -0,8 -0,8
1,5 1,6 1,4 1,2 1,1 0,6 -0,7 -0,8 -1,1 -0,9 -0,9 -0,8 -0,8
0,5 1,4 1,2 1,1 0,8 0,5 -0,5 -0,7 -0,9 -0,8 -0,8 -0,7 -0,7
Б2 - 15 м от сопла 2 1,5 1,4 1,3 0,7 0,5 -0,5 -0,8 -0,8 -0,8 -0,9 -0,9 -0,9
1,5 1,3 1,2 1,1 0,6 0,3 -0,4 -0,6 -0,7 -0,8 -0,8 -0,9 -0,8
0,5 1,1 0,9 0,8 0,4 0,2 -0,3 -0,4 -0,6 -0,7 -0,7 -0,8 -0,7
Б3- 21 м от сопла 2 0,9 0,8 0,8 0,7 0,7 0,6 -0,8 -0,9 -0,8 -0,7 -0,7 -0,5
1,5 0,7 0,6 0,6 0,5 0,3 0,2 -0,7 -0,8 -0,7 -0,5 -0,5 -0,3
0,5 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 -0,5 -0,6 -0,6 -0,4 -0,4 -0,2
Таблица 8 - Распределение расходов воздуха по измерительным площадям тупиковой выработки при расположении вентилятора в 1-3 м от сбойки
Измерительное сечение Расход воздуха в элементарных площадях измерительного сечения, м3/с
\ширина высота^\ 0,25 0,75 1,25 1,75 2,25 2,75 3,25 3,75 4,25 4,75 5,25 5,75
Б1 - 8,5 от сопла 2 1,8 1,6 1,4 1,2 0,6 -0,8 -0,9 -1,1 -1,1 -1,0 -0,7 -0,7
1,5 0,6 0,5 0,5 0,4 0,2 -0,3 -0,3 -0,4 -0,3 -0,3 -0,3 -0,3
0,5 0,7 0,6 0,6 0,4 0,3 -0,3 -0,4 -0,5 -0,4 -0,4 -0,4 -0,4
Б2 - 15 м от сопла 2 1,4 1,3 1,2 0,6 0,7 -0,2 -0,7 -0,7 -0,7 -0,8 -0,8 -0,8
1,5 0,5 0,5 0,4 0,2 0,2 -0,1 -0,2 -0,3 -0,3 -0,3 -0,3 -0,3
0,5 0,6 0,5 0,4 0,2 0,2 -0,1 -0,2 -0,3 -0,4 -0,4 -0,4 -0,4
Б3- 21 м от сопла 2 0,8 0,7 0,7 0,6 0,6 0,7 -0,6 -0,8 -0,7 -0,6 -0,6 -0,5
1,5 0,3 0,2 0,2 0,2 0,1 0,1 -0,2 -0,3 -0,3 -0,2 -0,2 -0,1
0,5 0,3 0,3 0,2 0,2 0,1 0,1 -0,2 -0,3 -0,3 -0,2 -0,2 -0,1
Представленные в таблицах 7 и 8 данные свидетельствуют о том, что при расположении вентиляторной установки в выработке на расстоянии 1-3 м от сбойки дальнобойность вентиляционной струи позволяет обеспечить минимально допустимую скорость движения воздуха у забоя 0,25 м/с и необходимое (расчетное) количество воздуха в подготовительной выработке 330 - 360
м 3/мин .
Высокая эффективность проветривания призабойного пространства тупиковой выработки, несмотря на незначительную производительность вентиляторной установки, становится возможной за счет увеличения объема воздуха, выходящего из вентилятора и поступающего в выработку за счет эжекции в вентиляционную струю дополнительного воздуха из горных выработок.
На основе данных таблиц 6 и 8 было установлено изменение коэффициента доставки воздуха по длине выработки в зависимости от расстояния до вентиляторной установки.
Изменение коэффициента эффективности вентиляционной струи представлено в таблице 9.
Таблица 9 - Зависимость коэффициента эффективности струи Кэ от расстояния
Расстояние от вентилятора, м 0 9 15 21
Расход, м /с 3,6 11,3 8,6 6,3
Коэффициент эффективности 1 3,1 2,4 1,75
Учитывая место расположения вентиляторной установки в системе горных выработок (13 м от сопряжения штрека и сбойки) и ее производительность, которая увеличивается по мере движения вентиляционного потока от сопла вентилятора к забою выработки, исключить рециркуляцию воздуха, поступающего в призабойное пространство тупиковой выработки, возможно только при условии подачи к месту установки вентилятора не менее 680 м /мин воздуха.
Данное количество воздуха является суммарным значением воздуха, движущегося по штреку и сбойке, прилегающей к штреку в месте установки вентилятора.
В соответствии с параметрами проветривания выемочных участков при отработке выемочных столбов №2 и №3 такие условия обеспечивались практически во всех случаях, за исключением случая проветривания первого промежуточного штрека при его проходке. В этом случае, при установке вентилятора в первом промежуточном штреке на сопряжении со сбойкой количество воздуха, подаваемого к нему, было недостаточно. При подаче воздуха на выемочный участок 2100 м3/мин (отработка столба №2) количество воздуха, участвующего в рециркуляции при проведении промежуточного штрека 3-1-4-1 достигало 50%. Однако вследствие незначительного газовыделения в тупиковую выработку и кратковременности ее проведения накопление метана в призабойном пространстве выработки при рециркуляции воздуха не происходило. При отработке выемочного столба №3 количество воздуха, участвующего при проветривании промежуточного штрека 3-1-6-1, составляло примерно ту же самую величину, что и при проветривании промежуточного штрека 3-14-1.
На основании вышеизложенного можно предположить, что при цикличности проведения коротких выработок длиной до 15 м рециркуляция воздуха при проветривании выработки не будет являться причиной накопления метана в призабойном пространстве подготовительной выработки.
Учитывая зарубежный опыт использования рециркуляции воздуха в условиях камерно-столбовых систем отработки угольных пластов малой газоносности, рециркуляция воздуха при непрерывном контроле содержания метана в тупиковой выработке не может послужить условием формирования взрывоопасной концентрации метана в тупиковой выработке.
ВЫВОДЫ
1 Фактическая производительность вентиляторной установки местного проветривания модели 572/8/5JFI типа Jet fan составила 210-220 м /мин.
2 При производительности вентиляторной установки 210-220 м3/мин объем воздуха, поступающего в тупиковую выработку длиной до 15 м за счет эжекции вентиляционной струи увеличивается до 380 м /мин .
3 Дальнобойность вентиляционной струи, создаваемой вентилятором местного проветривания, при перпендикулярном пересечении воздушного потока, движущегося по сбойке со скоростью, близкой к 0,15-0,25 м/с, позволяет обеспечить устойчивое проветривание выработки на длину до 25 м.
4 При проветривании тупиковой выработки узконаправленный факел раскрытия вентиляционной струи, создающийся специальной насадкой на вентиляторной установке, позволяет обеспечить противонаправленное движение вентиляционных струй в тупиковой части выработки и интенсивность ее проветривания на длину до 20 м.
5 Газообильность выемочного участка по результатам газового анализа, выполненного Новокузнецким ОВГСО, при отработке выемочного столба №2 достигала 4,21 м3/мин, а при отработке выемочного столба №3 - 23,1 м3/мин.
6 При расходе воздуха на проветривание выемочного участка 2100 м3/мин 21 % выработок (сбоек) между штреками не обеспечивается расчетным количеством воздуха в соответствии с установленными нормами, а при подаче 3300 м3/мин 16 % выработок остаются необеспеченными расчетным количеством воздуха.
7 При проветривании промежуточных штреков 3-1-4-1 и 3-1-6-1 в процессе их проведения происходила рециркуляция воздуха, которая достигала 50%. В результате рециркуляции воздуха по причине малой газообильности выработок и незначительного времени их проведения накопления метана в призабойном пространстве выработок не происходило.
