Введение к работе
Актуальность работы. Увеличение глуСлп-.т; раяра лт~я угольках пластов, псвідяегие нагрузок на забой, итітекені.'гялцяя гор-irux рабо? и рост объемов выработанных пространств обусловил:! наличие ві jkc. газообильнссти сахт. В Кузбассе существеннее влияние на peer газо-обнлыгостн выработок оназызапт ві/езагсне переди г. яласты-сгутнияя, язляї-адиеся главным коллектором ітетана. D иггтояттза яргия богов 0 сахт бассейна относятся " свеохк ."егоріся/ по чзтгл-гу, где упраьленги; газовой обстановкой в выработках достигается есЕерленстгозлнле--! я созданием новых средств управления вентил.гцяг'! :: д«:-азпц*""\Л сахт. Несмотря на оти узри, вопросы сіпглсниг; ^етанообилькестн выработки для обеспечения нормально;*, галозол обстанаг..*:: г. вахтах сстлі:т-„і весьыа проблема тячтлсі. Свидетельством arc го является еглгедчзя регистрация различіЯіх видов г газирован.;."! рудіпг-;ноя атмосферы на ":.-т х Кузбасса. При определенных услов.тя . загазПрспаянд яі-^ібо1' я реализуется во в с пуски,- взрывы, пргводпт я аварпяи :: тразкатязг-гу. что резко екгсает уровень безопасности я з-"ея~:нссгя гзенэгэ грензкед ства на угольных пахтах.
Опыт работы сахт Кузбасса показывает, что наряду с певигеинс;'.
эффсКТИВИОСТП !ЛЄР борьбы С ГЗЛОЦ срачСТГЙ-'СІ ВЄНТ5ТЛЕЦЯ*.-' постоянно
распиряется область применения способов и схем дегазация плаетоз-спутнкков и выработанных пространств.
, Суть известных применяемых пор иорьбы с .чатанозцделгяяек яз гы-
работанных пространств сводилась к осупесгзгегяга аэродянзян'.ескоя связи этих пространств с газостсас:та-г;н.\г* устройства\г! без аятнвнз-го регулирован!:- объема каптируемого иетакз. Однако увеличение добычи угля, рост концентраций горных работ я фэ;>"ир-сваннз болнгнх площадей выработэ"ных прос шіств приводят к урад:~е:яяо пнтскеявнгг-ти и масштаба ь'зтановыдг пенил, снях гягх добычу ~гля я теплы ярова -дения под^отови алъных вкрабс >н.
Поэтому задача разработки новых о-^еятяЕылс сг.;сс?аг» :: с;:зы отравления иетановццэлоннем в пахтах является яесьял актуально?..
В оскезу иссертацтш полояега результаты і—следсваннЛ, лрзг-е -данных в 19о5-тоЭ1 гг. в coon -гстзия - страглзеїлг: я рог^Е-я:-'.:.*: : тематический пл'чем КузПЛ (." Г? CIS9CG4IS. яря :-елзсредство'-:.:;.ом участия автора.
Ц.ль ьлботы - пс-зыленке интенеивнестя стрЕбстлн газе б^лмя.т зкекочных ::."л=;,"': за сче" зк^'вь^гс уп їв ::»_ v..i ..«""гшє-йз::*.:.-..! ~.'!
дегазации выработанных просту "ств, обеспечивающего безопас. осіь . еффектнвнссть процессов угледобычи.
Идея ;;а(ютн заключается в изменена структури ггзовогс баланса посредством использования вертикальних флангових сквахин с управляемыми аэродинамический;? характеристиками, обэспечивак;кш: получение требуечой оффектлшгестн дегазации выработанных пространств.
Задачи иссг.сдоп'їНУ Л:
установить структуру газового баланса горних выработок вые-кочиих полей Ш.ХЇ для выбор;! способа управления газстшделекием;
^алр іотаті> іатекатнч^ску» Аэдедь газоперзнзеа в шс< ше вы-работан-'.их пространств с учетом влияния фильтрационного сопротивления деформипованного массива пород;
устаногить закономерности влияния параметров дегазация при различных схемах расположения скважин на величину дебита каптируемого газа;
разработать способ дегазации вцработанних пространств виемоч-ню: полей вертикальними флан^овныи скваїлнаїві управляема.! расходом газовоздушных смесей дл~ обеспеченил т^збус.\;ой эффективности газоуп-раьлекия.
Цетс ды исследований;
инструментальные наблюдения по замерным станциям в шахте и на поверхности для установления структуры газового оаланса гиработок ішсі:-"<Н!іх полей;
математическое ноделироваїпо на ЭВМ газодинаютеского сопрс-tkj-лєнчя выработанного пространства для определения величины газопереноса из деформируемого массива і: скважгаїаи;
пгхтіше замеры параметров дегазационных систем при различных схемах расположения сісчахин для количественной оценки дебета каптируемого газа;
преектно-конгтрукторекпе разработки по создании нового способа дегазации вь'работшіпкх пространств . ія повышения зффектяпности газеуправления в г-!.ч.кочкнх полгх сахт.
Н,-.у;к1.с ногркснім, вкностімне на ^а;-піту:
- струпїі'рс исч.'/.гї-сваіі'/т газового біт.&нс^ гчєїгочнях погей су-
ссстггдкс заносит от глібі'нк ведення горных :а'.'ОТ, rccvlwliHOCTK
напру:..;/ -.-а ьлбок, периода врс:/еи* отработки сїолба, инїс.псивности
дСлг-.т у: «-.я и пло^дч рпрамганного лр странетра;
катечатнческач модель газопереноса з глссявв выработанного пространства включает: дебит га:. . стшпяянн « сопро—пленив вирабо -уакного пространства, псзвслліг^е учесть регяи фильтрации ь н«ч газа К CKbSTZV.iQ 3 СЕЛО!» о длиной его путп, скорость» подвчгалиц iltOOR, данной зыемотаого поля по протеракот, пористостью, газопроницяв-костьв обрученных пород п сЕойстоаАгм гадя;
сф:. .-тивноеть -огазацип определяется илченскнеи гаяоойяльнос-?л гчрабо'.'шпюго пространства в ?г,в:!сіїт*осї:-і от гелкччнл регулчрочі-агя расхода гг->а екзогзшы для кенкратн'.-г. азродтіа.'ягіосігіх гаранте -рнстше выработанного пространства;
технологическая схеха и геометріш зало;-, еннії ствааин а в і) работника пространства аксточнкя подя.1 cj-гівстаеїіло плял»? иа ой 'їм газового холлектора, врс'»л ого кстояепяя, кенцектрганта яаптитругиого газа п интенсивность газовгідолжіия яз стар>;х r-wp^Sor/jnr.ix прострлштъ з сб5«о іиходк",!«з сгруи rupidotos яыл'-г"пого поля;
активная дегазація выработанных пространств с управляемым яз лпп расходом газа позволяет повысить гсігуіскзность отработка пимздч-ііікг позоЛ а. уяупяять технике—эхоиошмесгсиа по"пз?-?зліт работы пахт.
Достоверность научит* пслоягняЯ ofiocw 'аьа:
представительней odbcvou иэхтних эяспортояптоя ч ннзтруион-тадьгах чабхидстшЯ з 20 вискочнях полях на б пактах Ленинского района Кузбасса;
удоЕлетэорятсльно!! сходл!:осты раочотліх г фактических в-злк-'::*!! х*!сахтстх!еут: ьигиочшх поле'! при разлітчкух схз'їах »? способах дзгагацпм (погрешности і?о «іолса -102);
внедрением результатов п гср:гое нроизведстзо, уволиченке.и ин-ї:іспгнос?'гі отраооткн висуэчныж полсЛ п сг'гхгннеи опасности по газо-ссиу фактору.
Ннучизя новизна-рабг-чі эаклочае'-ся з слздугл;ем:
установлена новып пр^г>с лпления в формировании ст{ ктурм тазового баланса внемочшгс полей при активней доі азацни выработанных пространств я связи с рацисналыл.ад расположи пса схззліпі;
разрабо1; па и обоснована математическая модель газопергнооа в обработанном г -остронстпе, о*, гчшцх' -я учотои релкма расиг-цолз-иия сопроїіівяени1 м.чеенва двизен;!» гала к ск^ляхне;
установлены закономерности т -'.шипя парамеї. з дегазации на величии" дебита KanT»jV(;:*.jro гч.-ча, отллчаї /.tec я учетом глубин» регулировали.-. гі?ідри*к;-лм в ,,',егл:і!щ'лс;и .?-'. гкв.лп:мзх;
гокєяия вертикальных фланговых екважнк в выработанное пространство Je«v)4iffix столбо' , узктывагсдае расположенно газоиого коллектора для .бсспеченкя гребуємо»"! эффективности гаэоуправления в выемочных по-.:>:х сахт.
Д:п'яни вклад автора состоит:
- в формулировке задач и обосновании іштодов исследований;
~ з установлений зависимостей газоввделения из выработанных
п рос грамот в екпагкны с учетом аородихаїзгсеского сопротивления массива при различны;: рс^яиах фальтрацкя газа;
с p.wpa6oThj іатематичсской ыодаяи гдзопереноса в Еыработая-нок пространстве вуелочлих полой;
в установлении зависимости изменения гаэообпльностя, расхода воздуха и концентрации газа в очистном сабоа от «епичяиы регулирования оадликек дегазационных схвасик;
в разработке технологической схемы п параметров заложения вертикальных фкангошд сквапин в выработанное пространство, вксхочных поле?,.
Практическая ценность работы. Результати выполненной работы позволял)?:
совершенствовать ыетоды установления структура газовых балансов угольках сада на сскова учета газовыдоленкя пз старых выработанных пространств смежных вкеиочних полеЯ;
моделировать проц<. ее газопергиоса выработанных пространств выемочных полей в дегазациоімио схвакшы;
путе:.: с ределсяяя величини регулирования расхода газа поддерживать - требуемый коэффициент эффективности дегазации выработанных пространств;
вкб»іріі*ь uecva расположения вертикальных дегазационных фл^н-ror.o: cutawra для повклекпя нагрузки на выеж юс поло, улучшения техі 'ко-эколомячзских показателен работы шахт и обеспечения условий охраны тріда горняков.
Роалкааігаи ^аботы. Научные результаты и пралтгчеек»ч- рехеиендь-цяи вопли составной часты в разработанные с участи*.. гллз± "Бре-иентае рекоііеіїдации по снижения гузообилькости выемочнкх . масткої* шахт Кузбасса гют>ерхностккЕИ гезеотсасивакцикк вентклятораии" (Кеие-роБО, ВостН/М, Ivo8); Раэработаншй способ дегазации выработанных пространств признан изобретением (Л.с. 1559207), апробирован при дегазации выработан^:* пространств двух сиевных выемочных голей Р 3 к К '2 пл.Брсо.'Ского не. п/Чйжсомстец" Ленпсссого района Кузбасса,-лоз-bO.TfX'T ПОЛуЧ-л"!'); Яі'Сч Г'Л'Г) г,ф-<:к»кв:.ч,егь дегазации. РеалЬ!:»!й зконоютес-
кий эффект от внедрения разработанного способа по одному среднестатистическому выемочному полю составляет 120 тес.руб.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на технических советах "Денннскуголь", "Белсвуголь" (г.Ленинск-Кузнецкий, г.Нзлово, 1990 г.) научном семинаре кафедры аэрологии, охраны труда и природы КузПЙ (г.Кемерово, 1991 г.), на Всесоюзной научной конференции "Управление вентиляцией і .-азоднна -кическими явлєііи."''л: в шахтах" (г.Новосибирск, 19Э1 г.), на 7 Всемирном конгрессе по механике горных пород (г.Аахен, Германия,Ї991 г.!
Публикации. По результата*.; выполненных исследований опубликовано 5 печатных работ, получено авторское свидетельство из. кзобрете -и. і.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, вести глав,заключения и содержит 170 страниц машинописного текста, 27 таблиц, 32 рисунка, список использованной литературы из 70 наименований.