Руководство по проектированию вентиляции угольных шахт

4.1.2. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ОСНОВНЫХ СХЕМ

В качестве основной схемы проветривания выемочного участка на неглубоких шахтах, не опасных по метану, следует принимать возвратноточную с выдачей исходящей струи по выработке, расположенной в массиве угля (в дальнейшем просто - на массив угля), как обеспечивающую минимальные утечки воздуха через выработанное пространство и эффективное проветривание рабочего пространства лавы (схемы 1-М-Н-в-вт-ж, 1-М-Н-г-вт-а на рис.6 и другие - см. приложение 2).

При отработке газоносных пластов эта схема допускается при условии, если исключается образование местных концентраций метана на сопряжении лавы с вентиляционным, штреком выше норм, установленных ПБ, т.е. когда

.                                                       (4.1)

Проветривание выемочных участков должно производиться воздухом, подаваемым только за счет общешахтной депрессии.

При отработке газоносных и негазоносных пластов на глубоких горизонтах следует принимать отвечающие всем основным требованиям схемы проветривания выемочных участков с полностью обособленным разбавлением вредностей по источникам их поступления в рудничную атмосферу. Применение таких схем позволяет:

увеличить нагрузку на лаву по газовому фактору в 2-10 раз. Расчет нагрузки производится только по газоносности разрабатываемого пласта и остаточной газоносности на выходе из лавы. При этом обособленное разбавление метана из отбитого угля за пределами лавы в большинстве случаев близко по эффективности дегазации пласта скважинами;

достичь высокой эффективности дегазации сближенных пластов скважинами. Наличие дополнительной выработки повышает срок действия скважин, и поэтому даже при обратном порядке отработки эффективность дегазации не ниже, чем при прямом, при прочих равных условиях;

наиболее эффективно вести работы по дегазации разрабатываемого пласта. Выделяющийся при бурении газ разбавляется обособленной струей, минующей лаву;

снизить запыленность рудничного воздуха, поступающего в лаву, за счет движения его по выработкам, не имеющим источников загрязнения;

уменьшить нагревание свежей струи за счет устранения на пути ее движения к забоям таких местных источников тепла, как конвейеры, отбитый уголь, энергопоезда, машины и различные механизмы, а в основных вариантах схем - также за счет подачи свежей струи в лаву по верхнему штреку, боковые породы которого охлаждены, осушены и имеют более низкую температуру;

повысить безопасность работ, особенно во время аварии, благодаря наличию двух выходов из лавы непосредственно на свежую струю;

решать ряд вопросов более эффективной и безопасной разработки выбросоопасных пластов. Такие схемы проветривания позволяют применять региональные меры (бурение длинных скважин параллельно забою) предупреждения внезапных выбросов угля и газа.

В качестве типовых, пригодных для абсолютного большинства шахтопластов, вынимаемых сразу на полную мощность, следует принимать варианты схем проветривания: 3-В-Н-н-пт-и, 3-В-Н-н-пт-к, 3-В-Н-н-пт-л, 3-В-Н-г-пт-а, 3-В-Н-г-пт-е (рис.6, 7) как наиболее универсальные и рациональные из схем с полностью обособленным разбавлением и удалением вредностей по источникам поступления в рудничную атмосферу.

Рис.6. Схемы проветривания выемочных участков

Рис.7. Типовые схемы проветривания вентиляционных участков:

- при проветривании выемочного участка по схеме 3-В-Н-г-пт-с; - то же, при схеме 3-В-Н-г-пт-а; -  при схеме 3-В-Н-н-пт-и; - при схеме 3-В-Н-н-пт-к

Дополнительные затраты на осуществление таких схем в большинстве случаев окупаются повышением безопасности работ или увеличением нагрузки на лаву на 1-10%.

Чтобы обеспечить рассредоточенный вынос метана из выработанного пространства в выемочный штрек в варианте 3-В-Н-н-пт-к, штрек поддерживается кострами или кусто-кострами на протяжении не менее 40-70 м. При бурении дегазационных скважин из вентиляционного штрека при данном варианте достигается максимальная эффективность дегазации сближенных пластов.

Варианты схем 3-В-Н-н-пт-к и 3-В-Н-н-пт-л целесообразно применять в тех случаях, когда необходимая нагрузка на панель обеспечивается при отработке не более одного яруса в крыле панели, т.е. при одновременной работе не более двух лав в панели.

В схемах с повторным использованием выработок (3-В-Н-варианты а, е, и, л) решаются дополнительно еще две задачи: снижения потерь угля в целиках и сокращения удельного объема проведения подготовительных выработок, а следовательно, уменьшения затрат и снижения числа аварий. Область применения типовых схем: газовые шахты, независимо от величины газовыделения и газового баланса участка, и негазовые глубокие шахты.

При отработке пласта спаренными лавами на газовых шахтах целесообразно использовать схемы с выдачей исходящей струи по средней выработке, поддерживаемой в выработанном пространстве (см., например, на рис.6 схему 3-В-З-г-пт-а), если в данных условиях они обеспечивают более высокие технико-экономические показатели, чем типовые схемы. Схемы с выдачей исходящей струи по бортовым ходкам из-за трудности управления газовоздушными потоками следует принимать только в исключительных случаях: при незначительном газовыделении ( 4 м/мин) и нагрузках на лаву до 500 т/сут, при соответствующем технико-экономическом обосновании.

При разработке угольных пластов в сложных горно-геологических условиях, например при неустойчивых боковых породах, когда требуется полевая подготовка или возможна отработка только сплошной системой, рекомендуются показанные на рис.8 типовые варианты схем проветривания с полностью обособленным разбавлением вредностей по источникам поступления в рудничную атмосферу. Для получения максимальной нагрузки в схеме 3-В-Н-н-вт-н (см. рис.6) среднюю выработку для выдачи исходящей струи при 70% от следует располагать в нижней части, при 30% - посредине, в остальных случаях - между этими положениями.

Рис.8. Типовые схемы проветривания вентиляционных участков при разработке пластов в сложных горно-геологических условиях:

- при проветривании выемочного участка по схеме 3-В-Н-н-вт-н; - то же, по схеме 2-В-Н-в-вт-н; -  при схеме 3-В-Н-н-н-т; - при схеме 3-В-З-г-н-а

Схемы 2-го типа, по сравнению с 1-м и 3-м, занимают промежуточное положение по всем показателям (приросту нагрузки на лаву и производительности труда, экономической эффективности и степени повышения безопасности работ и др.). Причем отдельные варианты схем 2-го типа близки к схемам 1-го типа, другие - к 3-му. Принимать схемы 2-го типа следует только в тех случаях, когда по каким-либо причинам невозможно или затруднительно использовать типовые варианты.

Схемы проветривания с выдачей исходящей струи на массив угля допускается применять только в тех случаях, когда невозможно использовать варианты схем 3-го типа, т.е. с выдачей исходящей струи на выработанное пространство. При этом в проектах отработки лав должны предусматриваться, по согласованию с ДонУГИ, специальные меры по управлению газовыделением.