Виділення метану з розроблювального пласта

При розробці вугільних пластів з об'ємним виходом летучих речовин

мл/г с.б.м. відносне метановиділення з розроблювального пласта визначається по формулі:

 

q_пл. = q_о.п. + q_о.у. + К_э..п(х – х_о) (2)

де q_о.п – відносне метановиділення з очисного вибою, м³/т;

q_о.у - відносне метановиділення з відбитого вугілля, м³/т;

К_э.п – коефіцієнт, що враховує експлуатаційні утрати вугілля в межах виїмкової дільниці; приймається згідно з проектом (при безціликовій схемі виїмки, К_э.п = 0);

х – природна метановість пласта, м³/т, визначається по формулі:

 

(3)

де х_г – природна метановість пласта, м³/т с. б. м.; значення х_г приймається за даними геологічної розвідки (з геологічних звітів);

– коефіцієнт перерахування метановості пласта з урахуванням вологості і зольності вугілля, (в долях одиниці), визначається по формулі:

 

(4)

де W, A₃ – відповідно, пластова вологість і зольність вугілля, %.

 

 

х_о – залишкова метановість вугілля, що залишається у виробленому просторі в ціликах, пачках, що не виймаються, і т.д., м³/т; визначається по формулі:

 

(5)

де х_ог – залишкова метановість вугілля, м³/т с. б. м.; приймається по табл. 3.1 [1] у залежності від виходу летучих речовин, або визначається по формулі:

 

х_ог = 18.3.(V^daf)^-0.6 (6)

 

де V ^daf – вихід летучих речовин, %;

Залишкова метановість вугілля, виданого за межі виїмкової дільниці, м³/т; визначається по формулі:

 

( 7)

 

Відносне метановиділення з очисного вибою при розробці вугільного пласта визначається по формулі:

 

q_on = 0.85 × К_пл× x × ехр(-п) (8)

 

де К_пл. - коефіцієнт, що враховує вплив системи розробки на метановиділення із пласта; визначається по формулі:

 

(9)

 

де l_оч. – довжина очисного вибою, м;

b_з..д. – ширина умовного пояса газового дренування пласта, м;

визначається по табл. 3.5[1];

n – показник ступеня, що залежить від швидкості посування очисного вибою (V_оч, м/доб.), виходу летучих речовин з вугілля (V ^daf, %) і глибини розробки (Н, м), визначається по формулі:

 

(10)

 

a₁ і b₁ – коефіцієнти, значення яких приймаються,

для вугілля з виходом летучих речовин:

V^daf < 22 % a₁= 1.435; b₁ = 0.051;

V^daf > 22 % a₁ = 0.152; b₁ = 0.051.

У формулі (12) знак "плюс" приймається, коли вище вентиляційного і нижче відкаточного (конвеєрного) штреків розташований масив вугілля (корінна лава), а також при системі розробки парними штреками (прямий хід), а знак "мінус" – коли вище вентиляційного і нижче відкаточного (конвеєрного) штреків розроблювальний пласт відпрацьований при системі розробки "парні штреки" (зворотний хід) чи коли виїмкове поле оконтурено підготовчими виробками (стовпова система розробки).

При суцільній системі розробки, коли вище лежача лава відпрацьована (вироблений простір вище вентиляційного штреку), а також при комбінованій, коли один штрек пройдений а інший проходиться у слід за лавою , а також при розробці круто похилих і крутих пластів щитовими агрегатами типу АЩ, АНЩ - К_пл = 1.

Якщо у формулі (12) значення К_пл < 0.5, то до розрахунку приймається К_пл = 0.5.

Відносне метановиділення з відбитого вугілля визначається по формулі:

 

(11)

 

де - – відносне метановиділення з відбитого вугілля в лаві, м³/т, визначається по формулі:

 

= x × К_пл [1 – 0.85exp(- n)](b₂ × К_m._у +b₃× ) (12)

 

– відносне метановиділення з відбитого вугілля в конвеєрному (відкаточному) штреку, м³/т, визначається по формулі;

 

= x × К_пл [1 – 0.85exp(- n)]b₂ × (13)

 

де b_2, b₃ – коефіцієнти, що враховують частку відбитого вугілля, що відповідно знаходиться на конвеєрі і залишається на підошві в лаві, (долі одиниці); значення приймаються відповідно:

b₂ = 0.6; b₃ = 0.4 - при односторонній схемі виїмки вугілля в лаві;

b₂ = 1; b₃ = 0 – при двосторонній схемі виїмки вугілля в лаві;

- коефіцієнти, що враховують ступінь дегазації відбитого від масиву вугілля відповідно в лаві на конвеєрі (К_m.у.), на підошві в лаві і на конвеєрі у виробці виїмкової дільниці ( ), (долі од.), визначаються по формулах;

 

(14)

(15)

 

(16)

 

де Т_m.л - час перебування відбитого вугілля на конвеєрі в лаві, хв:

 

(17)

V_к.л - швидкість транспортування вугілля в лаві, м/с;

Т_m.п.л - час перебування відбитого від масиву вугілля на підошві в лаві: при односторонній виїмці вугілля, хв; приймається орієнтовно рівним часу роботи комбайна по виїмці смуги вугілля на ширину захоплення з урахуванням часу на кінцеві операції;

Т_m.к - час перебування відбитого від масиву вугілля в конвеєрному (відкаточному) штреку в межах виїмкової дільниці, хв; визначається по формулі:

 

(18)

 

n_i – число ділянок довжиною з різною швидкістю транспортування вугілля;

– довжина виробки з відповідним типом транспорту, м;

- швидкість транспортування вугілля на ділянці м/с.

При транспортуванні вугілля в межах виїмкової дільниці у вагонетках значення часу перебування його на ділянці приймається по проекту, але не більш 120 хв.

Коефіцієнти a і b, які входять в формули (14, 15, 16) характеризують газовіддачу з відбитого вугілля і приймаються в залежності від часу транспортування вугілля по лаві (конвеєрному штреку):

при Ту £ 6 хв., відповідно рівними - а = 0.052; b = 0.71;

при Ту > 6 хв. – а = 0.118; b = 0.25.

 

 

1.1.2 Метановиділення зі зближених вугільних пластів (супутників)

Відносне метановиділення із супутників визначається по формулі:

 

(19)

 

Відносне метановиділення, як з підробленого так і з надпрацьованого пласта (супутника), визначається по формулі:

 

(20)

 

де V_оч. – посування очисного вибою, м/добу;

- сумарна потужність вугільних пачок окремого ( і – го) супутника (пласта), м:

для супутника, що складається з вуглисто-сланцевих порід, приймається половині його дійсної потужності;

- природна метаноносність і – того пласта (супутника), м³/т;

- залишкова метаноносність вугілля і – того пласта (супутника), м³/т; визначається так само, як і х_о;

m_в - корисна потужність, що виймається, розроблювального пласта, м;

- відстань по нормалі між покрівлею розроблювального і підошвою зближеного (при підробці) пластів і між підошвою розроблювального і покрівлею зближеного (при надробці) пластів, м;

М_р - відстань по нормалі між розроблювальним і зближеним пластами, при якому метановиділення з останнього практично дорівнює нулю, м; визначається по формулі:

М_р = 1.3l_оч ^.К_у.к.К_л cosa_пл +0.05К_л (21)

де l_оч. – довжина очисного вибою, м;

К_у.к – коефіцієнт, що враховує вплив способу керування покрівлею, приймається:

- при повному обваленні – 1.0;

- при частковій закладці, плавному опусканні й утриманні на “кострах” – 0.8;

- при повній закладці – 0.4;

К_л – коефіцієнт, що враховує вплив ступеня метаморфізму на величину зводу навантаження; визначається по формулі:

(22)

 

чи приймається по таблиці 3.6 [1];

m_в.пр – потужність пласта, що виймається, з урахуванням породних прошарків, м;

 

При надробці положистих і похилих пластів значення М^н_р приймається рівним 60 м.

При розробці вугільних пластів над якими (під якими) вугільні пласти були заздалегідь відпрацьовані, в розрахункові формули замість х підставляємо _, значення якого визначається по формулі:

(23)

 

де - відстань по нормалі від зближеного до розроблювального пласта, що раніше підробив (над працював) його, м;

Відстань при розрахунку визначається по гірничотехнічним параметрам виїмкової дільниці (l_оч. m_в._nр, К_л, К_у.к. і ін.) для пласта, що підробив (над працював) паст (супутник) по формулі (21).

Якщо х < x_o чи < x_o, то вважається, що метан із пласта не виділяється.