Способ каптирования метана на выемочном участке разрабатываемого угольного пласта

зШ Е 21 Р 7/00 ГОСУДАРСТВЕННЦЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Восточный научно-исследовательский институт по безопасности работ в горной промышленности. (56) 1. Авторское свидетельство СССР В 661116, кл. Е 21 Р 7/00, 19782. Авторское свидетельство СССР У 894210, кл. Е 21 Р 7/00, 1980 (прототип).1(54) (57) СПОСОБ КАПТИРОВАНИЯ МЕТАНА НА ВЫЕМОЧНОМ УЧАСТКЕ РАЗРАБАТЫВАЕМОГО УГОЛЬНОГО ПЛАСТА, включающий подачу воздуха по вентиляционному штреку и изолированный отвоц метановоздушной смеси в магистральную каптажную выработку, обор; дованную регулятором отсоса, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения содержания метана в каптируеиой метановоздушной смеси и обеспечения безопасного ведения очистных работ путем перераспределения количества воздуха, направляемого в воздухоотводящую и каптажную выработки, в поддерживаемом вентиляционном штреке позади очистной выработки за зоной опорноо давления возводят воздухонепроницаемую перемычку, которую переносят по мере подвигания забоя, при этом часть вентиляционного штрека, расположенную до перемычки, соединяют .с воздухоотводящей выработкой и по этой части отводят исходя.", щую струю, а часть вентиляционного штрека, расположенную эа перемычкой, 1 Л соединяют с магистральной каптажной выработкой и по этой части отводят метановоэдушную смесь, выделяющуюся Я из выработанного пространства.20 Изобретение относится к горнойпромышленности и может быть использовано для каптирования метана приразработке газообильных угольныхпластов. 5Известен способ дегазации рыраотанного пространства действующихочистных забоев, заключающийся в томчто в вентиляционном штреке эа очист"ным забоем прокладывают дегазацион Оный трубопровод с заборными ответвлениями и устанавливают вентилятор, вентиляционная труба от которого выведена на сопряжение лавы с конвейернымштреком, При работе вентилятора в 15поддерживаемой части вентиляционногоштрека создается раэряжение, чтоспособствует притоку к нему метановоздушной смеси из выработанногопространства 1,Однако в этом способе за счетподсоса воздуха концентрация метанав дегазационном трубопроводе не превышает 20%, что является недостаточным; имеется опасность выноса вентилятором в очистной забой взрывоопасной метановоздушной смеси: Кроме того, способ не может применяться насамовозгорающихся пластах, так какв выработанное пространство поступает воздух с большим содержанием кислорода, а также требуются значительные затраты на установку и содержание дегазационного трудопровода,Известен способ каптирования метана на выемочном участке разрабатываемого угольного пласта, включающий подачу воздуха по вентиляционному штреку и изолированный отводметановоздушной смеси в магистральную каптажную выработку, оборудованную регулятором отсоса 12.1Недостатками этого способа являются большие затраты на проведениеучастковых каптажных выработок по 45породе; значительная опасность нарушения всей. вентиляционной сети участка, так как воэдухоотводящая.выработка находится в зоне обрушения иопорного давления; концентрация метана в каптажной выработке (30 )определяет количество воздуха, подаваемого для проветривания забоя.В действительности, количество воздуха, подаваемого в очистной забой, 15определяется безопасной нормой содержания метана в очистном забоеи будет в несколько раз больше. По" этому требуемую концентрацию метана в каптажной выработке ( ) 30 ) невозможно получить и ее невозможно регу- лировать.Таким образом, известный способ не обеспечивает безопасность работ в очистном забое и высокой концентрации метана в отводимойметановоздушной смеси.Цель изобретения - повышение содержания метана в каптируемой метановоздушной смеси и обеспечение безопасного ведения очистных работ путем перераспределения количества воздуха, направляемого в воздухоотводящую и каптажную выработки.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу каптирования метана на выемочном участке разрабатываемого угольного пласта, включающему подачу воздуха по вентиляционному штреку и изолированный отвод метановоздушной смеси в магистральную кап" тажную выработку, оборудованную регулятором отсоса, в поддерживаемом вентиляционном штреке позади очистной выработки за зоной опорного давления возводят воздухонепроницаемую пере" мычку, которую переносят по мере подвигания забоя, при этом часть вентиляционного штрека, расположенную до перемычки, соединяют с воздухоотводящей выработкой и по этой части отводят исходящую струю, а часть вентиляционного штрека, расположенную за перемычкой, соединяют с магистральной каптажной выработкой и по этой части отводят метановоздушную смесь,, выделяющуюся иэ выработанного пространства. При отработке выемочного участка воздух поступает в забой и движется вдоль забоя и по выработанному пространству к вентиляционному штреку, поддерживаемому на контакте с выработанным пространством и разделенному воздухонепроницаемой перемычкойза зоной опорного давления за очистным забоем. Основная масса метана(до бО ) выделяется иэ очистногозабоя и выработанного пространствана расстоянии до 100 м от забоя. Воздушный поток оттесняет метан от забоя:в выработанноепространство и выносит его к вентиляционному штреку за линией очистного забоя. Часть потока через сбойку поступает иэ вентиляционного штрека в воздухоотДля подснежения исходящей струи требуется 597 мэ /мин свежего воздуха.За счет задания с помощью вентиляционных сооружений приведенных выше расходов в очистной забой поступает .1393 м /мин воздуха, который разбавляет метан в призабойном пространстве, оттесняет его от забоя и дви-. жется вдоль забоя и по проветриваемой зоне выработанного пространства к поддерживаемому вентиляционному штреку. 1193 мэ /мин воздуха поступает в часть вентиляционного штрека 4, находящуюся до перемычки 10, а затем по сбойке 8 - в промежуточный штрек 7, где подсвежается и далее по .воздухоотводящей выработке 15 выдается на поверхность. Другая часть Ч100 101 43 1-0,1 мэ /минтного забоя Для проветривания очитребуется воздуха Яоч100 3 1,792 1193 мэ/ 1- 0,1 трации ме-.е в предеподатье пространДля обеспечения конц ана в каптажной вырабо ах 30% в нее необходим утечки через выработан тво) воздуха т н 3 .1 129382 4водящую выработку (исходящая струя), На выемочный участок свежий воздуха часть потока, поступившая в поддер- поступает по вентиляционному штре.живаемый штрек за перемычкой, отсасы- .ку 4, промежуточному 5 и частичновается по нему на магистральную кап- конвейерному штреку б, Вентиляционтажную выработку. Распределение пото ный штрек 4 и верхний промежуточныйков регулируют соотношением депрес- штрек 7 соединены сбойками 8, однасии в обеих частях поддерживаемого иэ которых позади линии очистногоштрека и определяется. в каждом слу-; . - забоя 9 за зоной опорного давлениячае расчетным путем, Часть воздушно- открыта, Воздухонепроницаемой перего потока, отводимая через сбойку, 1 О мычкой 10, установленной также засодержит небольшое количество мета- зоной опорного давления, от вентиляна (в пределах допустимых норм до 1%), ционного штрека 4 отделена часть 11,а часть потока, направляемая в кап- . его, которая соединена с магистраль-тажную выработку, выносит основной ной каптажнойвыработкой 12, оборуобъем метана из выработанного прост дованной отсасывающим устройством 13ранства, (вентилятором) и устройством 14 дляНа чертеже приведена схема отра- утилизации метана (газгольдер). Исботки выемочного участка с изолиро- ходящая струя из лавы в промежуточванным отводом метана, ном штреке 7 раэбавляется до допусУчасток отрабатывается длинными 2 О тимой концентрации и по воздухоотстолбами по простиванию по бесцели- водящим выработкам 15 выдается наковой схеме. Воздух для проветрива- поверхность,ния подается вентилятором 1 по ство- Ниже приведены следующие исходлу 2 и сети основных выработок 3,. ные данные:Л= 3 мэ/мин - абсолютная газообильность очистного забоя;Лэ = 10 м/мин -выемочного участка;= бО м/мин -капвыработанного пространства9С .=1% - допустимая концентрация газа в исходящей струе;С = 0,1% - концентрация газа в поступающей струе;С= 0,1% в подсвежующе- концентрация каптируемого газа;Я = 50% - утечки воздуха в выработаннос пространствомК = 2,0 - коэффициент разжижения газа в очистном забое;Кн.оз= 1 э 79и Кн э = 1,43 - коэффициент неравномерности газовыделения,Зона опорного давления за линией 100 коочистного давления - 30 м. кд СВ соответствии с этими исходными Оо,беданными для проветривания выемочного участка необходимо подать воздуха 40.Э 11 воздушного потока (200 м/мин) вместе с метаном поступает в часть 11 штрека 4,.расположенную за перемычкой 1 О, и по магистральной каптажной выработке 12 выдается для утилизации на пврность. Концентрацию метана в к+И%уемой смеси можно регулиро.вать.в широких пределах путем изменециесоотношения отводимых потоков воздуха, без опасности загазования очистного забоя. Перенос перемычки, открывание и закрывание сбоек производят вслед за зоной опорного давления по мере перемещения очистного забоя.Предлагаемый способ каптирования метана позволяет более, чем в 2-3 ра 29382 зопасности труда. бза повысить нагрузку на очистнойзабой по фактору вентиляции; обеспечивает безопасное ведение очистныхработ за счет исключения загазования 5 призабойного пространства; обеспечивается заданная концентрация метанав каптируемой смеси; можно регулировать в широких пределах концентрациюметана без опасных влияний на газовую ситуацию в очистном забое; позволяет отрабатывать высокогазоносныеугольные пласты, в том числе и самовозгорающиеся.Таким образом, положительный эф фект от использования предлагаемогоспособа заключается в повышении бе