Аэрология

п In
i) Z Л_ш.пЬ (30.2)
j = l / t=l
где Аш.пг — добыча угля с 1-го шахтопласта, т; п — число шахто-пластов на шахте.
Относительная метанообильность выемочного участка опреде­ляется по формуле
<7уч = <7пл + 2где <7пл, 9п. с, qn—'Соответственно относительное метановыделение из разрабатываемого пласта, пласта-спутника и вмещающих по­род, м³/т.
Для схем вентиляции без подсвежения струи относительное ме­тановыделение из разрабатываемого пласта определяется по фор­муле
<7пл = k_c. р {Х — Х_г) + k_K (X — ЛГ_оС), (30.4)
где х — природная метаноносность разрабатываемого пласта, м³/т; х_{ — остаточная метаноносность угля при выдаче его за пределы выемочного участка, м³/т; х_ос — остаточная метаноносность угля, м³/т; &с.р, &ц — коэффициенты, учитывающие влияние на метано­выделение соответственно системы разработки и оставляемых в выработанном пространстве целиков угля.
Относительное метановыделение из пласта-спутника определя­ется по формуле
<7п. с = k_L (/Пп. с/т_в) (Х_п. с — Х_ос. п. с) [ 1 — (#i/#₂)]> (30.5)
где k\ — коэффициент, учитывающий влияние на метановыделе­ние скорости подвигания очистного забоя, системы разработки и плотности угля; т_п. с — суммарная мощность угольных пачек пласта-спутника, м; т_в — вынимаемая полезная мощность разра­батываемого пласта, м; х_п. _с> Хос. п. с—-соответственно природная и остаточная метаноносность пласта-спутника, м³/т; Н_х — рас­стояние по нормали между разрабатываемым пластом и пластом-спутником, м; #₂ — расстояние по нормали между разрабатывае­мым пластом и пластом-спутником, при котором газовыделение из последнего практически равно нулю, м.
Из изложенного выше следует, что метанообильность прямо пропорциональна количеству газа, выделяющемуся в выработки шахты из отбитого угля. Аналогичное влияние оказывают рас­смотренные выше факторы и на газовыделение из сближенных пластов.
Относительная метанообильность (м³/т) из вмещающих пород определяется по формуле
<7п = М*—*ос), (30.6)
389

где k-2 — коэффициент, учитывающий способ управления кровлей, скорость подвигания очистного забоя, глубину разработки и вы­ход летучих веществ.
Относительная метанообильность подготовительных выработок определяется по формуле
<7п._в = /п.в/Лп.в, (30.7)
где /_а|'п. в ^абсолютное метановыделение в подготовительные вы­работки, м³/сут; А_п. в — добыча угля в подготовительных выра­ботках, т/сут;
•^п. в = -^н. п + /у. з, (30.8)
где /ц, _п — метановыделение из обнаженных неподвижных поверх­ностей, разрабатываемого пласта-, »-м³/еут;--/_у.₃ — метановыделение из отбитого, угля и поверхности движущегося забоя, м³/сут.
Величина /„. _п зависит от числа обнаженных поверхностей в -выработке, мощности .пласта, скорости подвигания забоя, на­чального метановыделения с. обна-женной поверхности угля (т. е. объема метана, выделяющегося с единицы обнаженной поверхно­сти, пласта в единицу времени в начальный момент после обна­жения), длины выработки и разности х— х_ос.
Метановыделение из отбитого в выработку угля и с поверхно­сти движущегося забоя определяется по формуле
/_у. з— S_B; yV₃y (x-~x_oc), (30.9)
где 5_В. _у — площадь поперечного сечения выработки по углю, м²; v₃ — скорость подвигания забоя, м/сут; у — плотность угля, т/м³. Относительная метанообильность старого выработанного про­странства (м³/т) определяется по формуле
?ст = h (Ьч + Кип. в). (30-10)
где £₃ = 0,1 -т-0,35 —коэффициент, учитывающий условия примы­кания вентиляционных выработок к старому выработанному про­странству и наличие пластов-спутников; £ = 0,6—1—коэффициент, учитывающий способ подготовки выемочного участка.
При использовании статистического метода прогноза относи­тельная метанообильность выработок (м³/т)
?-(Я-Я_м.з)/#_м + 2, (30.11)
где Я — глубина разработки, м; #_м.₃ —глубина границы метано­вой зоны (где относительная метанообильность равна 2 м³/т), м; Н_м — ступень метанообильности, м/(м³/т).
При известной относительной метанообильности выработок q^r на глубине Н^/ относительная метанообильность на глубине H^rf определяется по формуле
(f = (H-H')lH_H + q^f. (30.12)
Из-за изменчивости горно-геологических условий статистиче-390
ский, метод рекомендуется применять при прогнозировании мета­нообильности на глубину 100—200 м.
Углекислотообильность угольных шахт определяется по эмпи­рическим формулам, связывающим углекислотообильность с про­изводительностью шахты (очистного или подготовительного за­боя), газоносностью угольных пластов, мощностью пласта, пло­щадью его обнаженной поверхности, скоростью подвигания забоя, показателем химической активности угля, продолжительностью существования выработок и их длиной. Единый метод прогноза выделения углекислого газа в выработки на угольных шахтах не разработан.
Углекислотообильность угольной шахты можно определять либо сразу для всей шахты, либо по углекислотообильности ее от­дельных выработок.
Абсолютное выделение., углекислого газа (м³/сут) на угольных шахтах определяется по формулам:
для шахт Подмосковного бассейна
/_Ш=1600 + 2,85Л_Ш; (30.13)
для шахт Восточного Донбасса
/_ш = 0,65хЛ_ш, (30.14)
где А_ш — суточная добыча шахты, т/сут; х — углекислотоносность пласта, м³/т.
Формулы для определения выделения углекислого газа в от­дельные выработки на угольных шахтах приведены в работе [17].
В ряде случаев прогноз газовыделения на шахте совмещается с расчетом количества воздуха для вентиляции. В этом случае в формулы для расчета количества воздуха включаются пара­метры, определяющие газовыделение. Например, производится расчет количества воздуха по фактору газов, образующихся при ведении взрывных работ.
30.4. Максимально допустимая нагрузка на лаву по фактору тазовыделения на угольных шахтах
Расчет количества воздуха для вентиляции угольной шахты про­изводится по нагрузке на лаву и производительности выемочной машины. В случае значительного метановыделения возникает не­обходимость определения максимально возможной нагрузки на лаву и производительности выемочной машины по газовому фак­тору. Максимально допустимая нагрузка на лаву (т/сут) по газо­вому фактору в случае прогноза газообильности по газоносности пласта определяется по формуле
** л max ~ /max * mi (uU. iO)
где /max — максимально допустимая производительность выемоч­ной машины по газовому фактору, т/мин; Т_м ■—продолжительность работы машины на добыче угля в течение суток, мин.
ait

В случае прогноза газообильности статистическим методом максимально допустимая нагрузка на лаву определяется по фор­муле
А л max = 864У_В тах5_лСд/7г_н<7л, (30.16)
где Увтах — максимально допустимая скорость движения воздуха в лаве, м/с; 5_Л — площадь поперечного сечения лавы, м²; с_д — максимальная допустимая концентрация метана в исходящей струе, %; kn — коэффициент, учитывающий неравномерность газо­выделения; #л — относительная газообильность лавы, м³/т.
Максимально допустимая производительность (т/мин) выемоч­ной машины по газовому фактору зависит от коэффициента ма­шинного времени k_M. При &_м>0,5 она определяется по формуле
/max — 0,6t>_B тах^л^д
/*пл<7л, (30-17)
где й_пл — коэффициент, учитывающий газовыделение в лаву из разрабатываемого пласта.
Из формулы (30.17) следует, что количество газа, выделяю­щееся при работе машины, не должно быть больше того количе­ства газа, которое может выноситься из лавы при максимально допустимой скорости движения воздуха в лаве и максимально допустимой концентрации газа.