Расчет количества воздуха для выемочных участков

Расчет для выемочного участка выполняется по количеству воздуха, необходимо для проветривания очистной выработки, и проверяется по числу людей.

Для возвратноточной схемы проветривания с примыканием свежей и исходящей струй к целику дополнительно выполняется расчет по газовыделению.

При разработке тонких крутых пластов механизированными лавами по простиранию и восходящем проветривании расчет производится с учетом влияния падающего угля.

Примечание. Под выемочным участком понимается обособленно проветриваемый очистной забой и прилегающие к нему подготовительные выработки (при последовательном проветривании – все проветриваемые последовательно очистные забои с прилегающими к ним подготовительными выработками).

Таблица 2.1 – Определение коэффициента, учитывающего участки воздуха через выработанное пространство

Схема проветривания выемочного участка	Примыкание выработок выемочного участка с вентиляционной струей	Значение коэффициента при
полном обрушении	частичной закладке	плавном опускании
свежей	исходящей	подсвежающей	глинистые сланцы	песчанистые сланцы	песчаники	глинистые сланцы	песчанистые сланцы	песчаники	песчанистые сланцы	известняки
Возвратноточная	к целику	к целику	–	1,25	1,30	1,40	1,10	1,15	1,25	1,10	1,15
к выработанному пространству	1,50	1,65	1,80	1,20	1,25	1,35	1,15	1,30
к выработанному пространству	к выработанному пространству	–	1,40	1,55	1,70	1,20	1,25	1,40	1,15	1,30
то же	то же	к целику	1,55	1,70	1,80	1,20	1,25	1,40	1,15	1,30
Прямоточная	к целику	к выработанному пространству	–	1,30	1,40	1,55	1,20	1,25	1,35	1,15	1,30
то же	то же	к целику	1,50	1,60	1,70	1,20	1,25	1,35	1,15	1,30
к выработанному пространству	к целику	–	1,30	1,35	1,45	1,20	1,25	1,30	1,15	1,30
то же	то же	к выработанному пространству	1,50	1,55	1,65	1,20	1,25	1,35	1,15	1,30

Расчет для Донбасса и аналогичных условий:

при , м³/мин (2.1)

 

при , м³/мин (2.2)

 

где – коэффициент, учитывающий утечки воздуха через выработанное пространство; принимается согласно таблице 2.1;

– ожидаемое среднее газовыделение на выемочном участке, м³/мин. Определяется согласно указаниям, приведенным в разделе 10;

– количество воздуха, необходимое для проветривания выемочного участка, м³/мин.

 

Если расчет выполняется по формуле (2.2), то при схемах проветривания без подсвежения исходящей из выемочного участка вентиляционной струи должно соблюдаться условие, м³/мин:

, (2.3)

 

Количество воздуха, необходимое для подсвежения исходящей из выемочного участка вентиляционной струи, определяется по формуле, м³/мин:

, (2.4)

 

Расчет для Кузбасса и аналогичных условий, м³/мин:

, (2.5)

 

где – коэффициент доставки воздуха, учитывающий утечки воздуха через выработанное пространство и вентиляционные сооружения в пределах выемочного участка; принимается согласно таблице 2.2;

– сумма количеств воздуха, необходимых для обособленного проветривания проводимых на выемочном участке подготовительных выработок, м³/мин. Рассчитывается согласно указаниям, приведенным в разделе 4;

– сумма утечек воздуха через перемычки, изолирующие выемочный участок от старых выработанных пространств, м³/мин. Определяется по нормам, приведенным в разделе 7.

 

Таблица 2.2 – Определение коэффициента доставки воздуха

Система разработки	Порядок отработки выемочного поля, схема проветривания, способ управления кровлей
Сплошная	Прямой, возвратноточная, полное обрушение при мощности пласта, м: до 1,5 ………………………………………… более 1,5……………………………………... Прямой, возвратноточная, частичная закладка или плавное опускание ………………………… Прямой, прямоточная, полное обрушение…... Прямой, прямоточная, частичная закладка….. Прямой, любая схема проветривания, полная закладка…………………………………………..	1,30 1,50   1,15 1,15 1,05   1,05
Длинные столбы по простиранию (лава-этаж)	Обратный, возвратноточная, полное обрушение при мощности пласта, м: до 1…………………………………………… 1-2…………………………………………. более 2……………………………………….. Обратный, прямоточная, полная или частичная закладка……………………………… То же при возвратноточной схеме……………. Отработка двумя столбами при подготовке поля спаренными штреками с полной закладкой между ними, размер бутовой полосы не менее 15м …………………………………….	1,70 1,30 1,20   1,15 1,10   1,15
Длинные столбы по простиранию с одновременной отработкой двух-трех подэтажей	Обратный, возвратноточная при мощности пласта, м: до 1………………………………………….. более 1……………………………………….	1,5 1,2
Длинные столбы по простиранию с одновременной отработкой более трех подэтажей	Обратный, возвратноточная, полное обрушение ………………………………………	1,6
Длинные столбы по восстания или падению	Обратный, прямоточная, полное обрушение……………………………………….	1,3

Продолжение таблицы 2.2
Система разработки	Порядок отработки выемочного поля, схема проветривания, способ управления кровлей
Камерная при гидромеханизации	­­­­­	1,5
Щитовая (жесткие и эластичные щиты)	При мощности пласта, м: до 3,5………………………………………… более 3,5……………………………………..	1,70 2,0
Парные штреки	Прямой, полное обрушение………………….. Обратный, полное обрушение………………..	1,4 1,2
Слоевые	Полное обрушение…………………………….	1,6
Наклонно-поперечные слои	Полная закладка……………………………….	1,3
Наклонные слои	Полная закладка……………………………….	1,2
Подэтажная камерная гидроотбойка (в условиях Междуреченского месторождения)	Полное обрушение…………………………….	1,7
Длинные столбы по восстанию с выемкой заходками по падению при гидромеханизации	Полное обрушение…………………………….	2,0
Комбинированная с гибким перекрытием	Обратный, полное обрушение: монтажный слой…………………………… Нижний слой при отработке по простиранию: с двумя лавами в слое……………………… с тремя лавами……………………………… Нижний слой при отработке по падению: с двумя лавами в слое…………………….... с тремя лавами……………………………….	1,6   3,8 4,0   4,5 4,8

 

Примечание. При комбинированной системе разработки с гибким перекрытием в условиях мощных крутых пластов количество воздуха, необходимое для проветривания выемочного участка, рассчитывается по формуле, м³/мин:

, (2.6)

 

При возвратноточной схеме проветривания с примыканием свежей и исходящей струй к целику расчет количества воздуха для выемочного участка по выделению метана (углекислого газа) выполняется по формуле, м³/мин:

, (2.7)

 

где определяется согласно п. 1.1.1;

– допустимая концентрация газа в исходящей из выемочного участка вентиляционной струе, %;

– концентрация газа в поступающей на выемочный участок вентиляционной струе, %.

 

Примечание. Для шахт Подмосковного бассейна принимается равным: для механизированных лав 2,3 и для лав с буровзрывным способом выемки угля 2,6, а в формулу (2.7) вместо подставляется концентрация углекислого газа в атмосферном воздухе на поверхности шахты. При этом количество воздуха, необходимое для проветривания выемочного участка, должно составлять не менее 200 м³/мин, если выемочные штреки проведены в угольном массиве, и не менее 250 м³/мин, если выемочные штреки проведены вприсечку к выработанному пространству или участок отрабатывает целики угля у штреков главных направлений.

 

Количество воздуха, проверяемое по числу людей, должно удовлетворять условию:

, (2.8)

где – максимальное число людей, одновременно работающих на выемочном участке.

 

Количество воздуха для выемочного участка с учетом влияния падающего угля определяется по формуле, м³/мин:

, (2.9)

 

где – наибольший из результатов расчетов по формулам (2.1), (2,2), (2.3), (2.7) и (2.8), м³/мин;

– поправка, учитывающая уменьшение количества воздуха под действием падающего угля, м³/мин;

, (2.10)

где – депрессия, создаваемая потоком падающего угля в призабойном пространстве, кгс/м²; при <5 кгс/м² следует принимать ;

, (2.11)

 

где – ширина захвата комбайна, м;

– скорость подачи комбайна, м/мин;

– скорость движения воздуха в призабойном пространстве, м/с;

, м/с (2.12)

где – площадь поперечного сечения призабойного пространства, м². Определяется по таблице 1.5 или по формуле (1.16);

– минимальная ширина призабойного пространства, м. Принимается согласно паспорту крепления и управления кровлей, но не более 10 м;

–коэффициент, учитывающий загроможденность призабойного пространства; для лав с индивидуальной крепью при удержании кровли на кострах принимается равным 0,9 и при обрушении на тумбы – 0,8; для лав, оборудованных механизированными крепями – 0,7;

– скорость падающего угля, м/с. Принимается по таблице 2.3;

– депрессия выемочного участка при , кгс/м². Определяется расчетом или по данным депрессионной съемки.

Если при съемке фактическое количество воздуха отличалось от , то рассчитывается по формуле, кгс/м²:

, (2.13)

где – депрессия выемочного участка по данным депрессионной съемки, кгс/м².

 

Таблица 2.3 – Определение скорости падающего угля

Угол падения пласта, градус	, м/с	Угол падения пласта, градус	, м/с
	3,4		5,6
	4,1		6,4
	4,8		7,2

 

Для формул (2.10) и (2.11) построены номограммы (рисунок 2.1 и 2.2). Номограмма для формулы (2.11) соответствует ширине захвата 0,9 м, при другой ширине захвата результат расчета по номограмме (рисунок 2.2) следует умножить на величину .

При невозможности определения допускается приближенный расчет по формуле, м³/мин:

, (2.14)

где – коэффициент, учитывающий влияние падающего угля; принимается согласно таблице 2.4.

 

Таблица 2.4 – Определение коэффициента учитывающего влияние падающего угля

Депрессия, создаваемая потоком падающего угля, кгс/м2		Депрессия, создаваемая потоком падающего угля, кгс/м2

 

Если на выемочном участке имеется регулятор количества воздуха, то результат расчета но формуле (2.14) следует уменьшить вдвое.

 

 

Рисунок 2.1 – Номограмма для определения поправки, учитывающей уменьшение количества воздуха под действием падающего угля

Рисунок 2.2 – Номограмма для определения депрессии, создаваемой потоком падающего угля в призабойном пространстве

 

2.1 Пример расчёта: