Аэрология

16.4. Газовыделение из выработанного пространства

/,м^3/мин 0,6 ok 0,2

wo

150 Lm

О

50

Газовыделение из выработанного пространства в соседние выра­
ботки может быть представлено либо газами, поступающими
в выработанное пространство из вмещающих газоносных пород
(рис. 16.4), либо газами ВВ, образовавшимися при ведении взрыв­
ных работ в выработанном пространстве. Первый вид газовыделе­
ния характерен для угольных шахт (выделение метана, углекис­
лого газа, мертвого воздуха), а второй-—для рудных. Из выра­
ботанного пространства действующего выемочного участка метан
выделяется в выработку с исходящей струей воздуха и в очист­
ной забой. Метановыделение в выработку с исходящей струей
имеет место в том случае, если последняя примыкает к вырабо­
танному пространству (например, при сплошной системе разра­
ботки). В большинстве случаев это вентиляционный штрек
участка. Максимальная интенсивность метановыделения имеет ме­
сто на участке штрека, примыкающем к лаве. Далее оно быстро
уменьшается и затухает на расстоянии 100—300 м от лавы. Та­
кой характер метановыделения объясняется истощением участ­
ков, питающих выработанное
пространство пластов-спутников
по мере удаления от них очист­
ного забоя. Такие участки доль­
ше находятся в зоне пониженно­
го горного давления, дольше
дренируют газ в выработанное
пространство и являются более
истощенными. Кроме того, по
мере удаления от очистного за­
боя горное давление восстанав­
ливается и вызывает ресорбцию
ранее десорбированного, но не
успевшего покинуть пласт-спут­
ник метана, в результате чего
Рис. 16.4. График зависимости ин- поступление метана из пласта-
тенсивности метановыделения / из спутника в выработанное про-
выработаиного пространства в вен- странство уменьшается. По мере
тиляционный штрек (на 1 м его удаления от очистного забоя
длины) при (/-образной схеме про- ^J „ _тт „„„„„„ „^mrvo
ветривапия от расстояния до уменьшаются и утечки воздуха
лавы /_л через выработанное пространство
234
в связи с уплотнением пород, что способствует дальнейшему уменьшению метановыделения из выработанного пространства.
Количество метана, поступающее из выработанного простран­ства в лаву, зависит от схемы вентиляции. Для схем вентиляции, при которых утечки воздуха не поступают из выработанного про­странства в лаву (^/-образные схемы с откаточным и вентиляци­онным штреками в выработанном пространстве; Z-образные схемы с вентиляционным штреком в выработанном пространстве и др.), это количество метана минимально, а для схем вентиля­ции, при которых часть утечек воздуха из выработанного про­странства поступает в лаву (^/-образные схемы с откаточным и вентиляционным штреками в массиве и др.), оно максимально.
Метан в горные выработки может выделяться и из выработан­ного пространства ранее отработанных участков. Количество ме­тана, выделяющегося из старого выработанного пространства, на­ходится в пределах 10—35 % суммарного газовыделения на вые­мочных и подготовительных участках.
Метановыделение из выработанного пространства увеличива­ется при резком уменьшении атмосферного давления. Такое уве­личение метановыделения может достигать 60 %. Оно тем больше, чем больше скорость уменьшения давления и его продолжитель­ность.
Выделение углекислого газа из выработанного пространства наблюдается на шахтах Подмосковного бассейна и Восточного Донбасса. Источник выделения углекислого газа — окисление ос­тавшихся в выработанном пространстве элементов деревянной крепи и угля, а также дегазация оставленного угля, горных по­род и подземных вод. По данным Э. М. Соколова, доля поступ­ления углекислого газа из выработанного пространства может достигать 70 % общего его выделения в шахте.
При уменьшении атмосферного давления из выработанного пространства в горные выработки может выделяться мертвый воздух (смесь азота и углекислого газа), что наиболее харак­терно для шахт Подмосковного бассейна.
На рудных шахтах при массовых взрывах с магазинированием отбитой руды в камерах остается значительная часть газов ВВ. При выпуске руды из камер на горизонт выпуска выделяются и оставшиеся там газы. Динамика их выделения зависит от ин­тенсивности и равномерности выпуска руды.
16.5. Газовыделение при работе двигателей внутреннего сгорания
Количество газов, выделяющееся в выработки при работе ма­шин с двигателями внутреннего сгорания, зависит от числа ра­ботающих машин, интенсивности их использования, режима ра­боты, типа двигателей и их состояния. Поэтому количество газов, выделяющееся при работе одной машины, может изменяться в широких пределах. Так, для самоходных машин на шахтах Но­рильского горно-металлургического комбината при работе одной машины интенсивность газовыделения по окислам азота изме-
235

няется в пределах 0,2» Ю^-4—0,55-10~⁴ м³/с, а на шахтах комби­ната «Белорусскалий» — в пределах 0,011—0,092 м³/с Суммарное количество газов, выделяемое одним двигателем, находится в пределах 0,04—1,1 м³/с на 1 кВт мощности двигателя, достигая в абсолютном выражении 3000 л/ч. В выхлопных газах двигате­лей содержатся азот (76—78 %), кислород (2—18 %), углекислый газ (1—10 %,), окись углерода (0,01—0,50 %). В их состав входят также окислы азота, альдегиды, сернистый газ и др.