CC BY
15
УДК 622.411.332
Ю.М. Говорухин (аспирант ГОУ ВПО «Сибирский государственный индустриальный университет»)
В.Г. Криволапов (канд. техн. наук, доцент ГОУ ВПО «Сибирский государственный индустриальный университет»)
Д.Ю. Палеев (д-р техн. наук, ведущий научный сотрудник УРАН Институт угля и углехимии СО РАН)
А.Н. Кнышенко (главный инженер ОАО «Шахта Первомайская»)
Сравнительная оценка фактического и проектного метановыделения в выработанное пространство угольных шахт
Проанализировано фактическое максимальное метановыделение в основную составляющую газового баланса - выработанное пространство, результат сравнен с ожидаемым метановыделением, полученным согласно действующему в настоящее время «Руководству по проектированию вентиляции угольных шахт».
Ключевые слова: ВЫЕМОЧНЫЙ УЧАСТОК, ВЫЕМОЧНЫЙ СТОЛБ, ОЧИСТНОЙ ЗАБОЙ, ГАЗОВЫЙ БАЛАНС, ВЫРАБОТАННОЕ ПРОСТРАНСТВО, СИСТЕМА АЭРОГАЗОВОГО КОНТРОЛЯ, МЕТАН, МЕТАНОВЫДЕЛЕНИЕ, МОНИТОРИНГ
За последние 20 лет развитие горно-шахтного оборудования привело к существенному увеличению нагрузок на очистной забой. Современные шахты в Кузнецком угольном бассейне обеспечивают суточную производительность до 10000 т и более. При этом значительно увеличились длина подготавливаемых выемочных столбов и газовыделение в выработанное пространство.
В качестве нормативного документа в настоящее время используется «Руководство по проектированию вентиляции угольных шахт» (далее «Руководство...»), которое было разработано в 1989 г. для горно-геологических условий всех угольных бассейнов СССР (Донецкий, Львовско-Волынский, Кузнецкий, Карагандинский, Печорский и др.) [1]. Многие коэффициенты принимались усредненными по каждому угольному бассейну или даже нескольким бассейнам, несмотря на то,
что каждое месторождение и даже каждый выемочный столб обладают уникальными горногеологическими условиями. Поэтому расчет ожидаемого метановыделения по природной метано-носности угольного пласта для конкретного выемочного участка с использованием «Руководства по проектированию вентиляции угольных шахт» [1] не всегда может дать объективные результаты.
Одним из вариантов мониторинга рудничной атмосферы являются стационарные автоматизированные системы аэрогазового контроля, применяемые на шахтах в настоящее время. Это «Davis Darby» (UK), «Микон 1P» (г. Екатеринбург), «Гранч» (г. Новосибирск), «Промтех» (г. Москва), «Becker» (Германия) и др. [2].
Далее приведен сравнительный анализ расчетной ожидаемой абсолютной метанообиль-ности выемочного участка и фактического газовыделения на действующих шахтах с использованием данных системы аэрогазового контроля («Davis Darby») по филиалу «Шахта «Абашевская» (выемочный участок 16-17) и филиалу «Шахта «Осинниковская» (выемочный участок 1-1-5-6 бис) ОАО «ОУК «Южкузбассуголь». На рассматриваемых шахтах применяется комбинированная схема проветривания выемочного участка 1-К-Н-в-вт,пт [1].
Использованы показания следующих датчиков системы аэрогазового контроля:
- датчики автоматического контроля скорости воздуха на входящей и исходящей струях (устья вентиляционного и конвейерного штреков);
- датчик автоматического контроля концентрации газа метана на исходящей из лавы струе (10-20 м от лавы);
- датчик автоматического контроля скорости воздуха перед ВЦГ;
- датчик автоматического контроля концентрации газа метана перед ВЦГ.
В ходе анализа исходных данных в течение каждых суток отработки выемочного столба в рассматриваемый период времени были выбраны максимальные значения расхода метана на газоотсасывающих установках (рисунок 1, ряд 2) и соответствующие им значения расхода газа метана на исходящей струе из очистного забоя (рисунок 1, ряд 1).
Как видно из приведенных графиков, фактические максимальные расходы метана у газоотсасывающей установки (выделение метана в выработанное пространство), а также соответствующие им фактические значения расхода метана на исходящей струе превышают расчетные значения, полученные согласно «Руководству...» [1].
а
б
ряд 1 - фактический расход метана в исходящей струе, соответствующий максимальному расходу метана на газоотсосе; ряд 2 - фактический максимальный расход метана на газоотсосе; ряд 3 - расчетное газовыделение в очистную выработку (исходящая струя); ряд 4 - расчетное газовыделение в выработанное пространство
в
Рисунок 1 - Сравнение расчетной абсолютной метанообильности с фактической на выемочных участках: а - 16-17 филиала «Шахта «Аба-шевская»; б и в - 1-1-5-6 бис филиала «Шахта «Осинниковская»
В Ы В О Д Ы
1 Действующее в настоящее время «Руководство по проектированию вентиляции угольных шахт» не обеспечивает объективного расчета ожидаемого метановыделения на выемочном участке.
2 В настоящее время отсутствуют надежные методики прогноза параметров миграции метановоздушной смеси в выработанном пространстве при отработке высокогазоносных угольных пластов.
3 Необходим индивидуальный подход к проектированию вентиляции каждого выемочного участка с учетом уникальных горно-геологических и геомеханических параметров.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1 Руководство по проектированию вентиляции угольных шахт // Макеевка-Донбасс, 1989.
- 319 с.
2 Шкундин, С.З. Методология построения современных информационно-измерительных систем обеспечения безопасности на угольных шахтах РФ / С.З. Шкундин, В.В. Стучилин // Горная техника. Каталог- справочник. - 2009. - С. 24-32.
COMPARATIVE EVALUATION OF ACTUAL AND PROJECTED METHANE EMISSION INTO COAL MINES GOB AREA
Yu.M. Govorukhin, V.G. Krivolapov, D.Yu. Paleev, A.N. Knyshenko
The maximum actual methane emission into the main part of gas balance, that is, gob area is analysed. The result is compared with the expected methane emission received in accordance with actual at present «Manual for coal mines ventilation projecting».
Key words: MINE EXTRACTION SECTION, EXTRACTION PILLAR, EXTRACTION FACE,GAS BALANCE, GOB AREA, SYSTEM OF AIR-GAS CONTROL, METHANE, METHANE EMISSION, MONITORING
Говорухин Юрий Михайлович Tel/тел. (3843) 74-89-91 Криволапов Виктор Григорьевич Tel/тел. (3843) 74-89-91 Палеев Дмитрий Юрьевич e-mail: pal07@rambler.ru Кнышенко Александр Николаевич Tel/пюл. 89059046960
