СТАТЬЯ ОТОЗВАНА: О необходимости изменения методического подхода к расчету дебита метана в высокопроизводительных очистных забоях Кузбасса

СТАТЬЯ ОТОЗВАНА

Традиционно считается, что использование высокопроизводительного добычного оборудования на угольных шахтах приводит не только к увеличению производительности предприятия, но и к значительному повышению выделения метана в рудничную атмосферу. Исходя из этого существующее нормативно-методическое обеспечение для расчета позволяло прогнозировать дебит метана в рудничную атмосферу и определять необходимые режимы работы системы проветривания для обеспечения безопасности горных работ. В работе поставлена задача исследовать на практике закономерности метановыделения от производительности добычной техники и выявить явления, влияющие на характер этих закономерностей. На основании данных средств аэрогазового контроля приведены результаты статистического исследования метановыделения в 101 очистном забое 33 шахт Кузбасса. С высокой степенью достоверности в 76 очистных забоях установлены параболические зависимости метановыделения от производительности добычной техники, имеющие точки максимума относительно скорости подачи и производительности очистного комбайна. С использованием закона А. Дарси и уравнения сорбции И. Ленгмюра теоретически установлено, что метановыделение из отбитого угля является функцией, обратно пропорциональной линейно-гиперболической зависимости, а также имеет точку максимума относительно скорости подачи и производительности очистного комбайна. Анализ установленной зависимости дебита метана из отбитого угля показывает, что метановыделение значительно, в квадратической зависимости, снижается при уменьшении частоты вращения шнека и количества резцов в линии резания или количества лопастей на шнеке. Метановыделение также в квадратической зависимости растет с увеличением мощности пласта и ширины захвата комбайна. Экстремальная зависимость дебита метана из отбитого угля формирует две области допускаемых значений скорости подачи и производительности очистного комбайна по газовому фактору.

1. Тимошенко А.М., Баранова М.Н., Никифоров Д.В. и др. Некоторые аспекты применения нормативных документов при проектировании высокопроизводительных выемочных участков угольных шахт. Вестник НЦ ВостНИИ. 2010;1:5-15.

2. Руководство по проектированию вентиляции угольных шахт. МакНИИ, Основа. Киев, 1994. 158 с.

3. Гращенков Н.Ф., Петросян А.Э., Фролов М.А. и др. Рудничная вентиляция: Справочник под ред. К. З. Ушакова. М.: Недра; 1988. 439 с.

4. Инструкция по применению схем проветривания выемочных участков шахт с изолированным отводом метана из выработанного пространства с помощью газоотсасывающих установок. Утверждена приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 01.12.2011 № 680. М.; 2011.

5. Забурдяев Г.С., Новикова И.А., Подображин А.С. Метано- и пылевыделение в процессе работы шнековых исполнительных органов. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2008;(53):243-249.

6. Ордин А.А., Тимошенко А.М. О влиянии фракционного состава угля на метановыделение в очистном забое. Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2016;(3): 104-109.

7. Ордин А.А., Тимошенко А.М. Нелинейные зависимости метановыделения от природной метаноносности угольного пласта и кинематических параметров резцов очистного комбайна. Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2017;(2): 110-116.

8. Бокий А.Б. Влияние уровня угледобычи на дебит парниковых газов в очистную выработку. Сб. науч. тр. «Геотехническая механика». Днепропетровск. 2010;(88):247-255.

9. Плотников В.П. Вывод формулы для расчета производительности очистных комбайнов со шнековым, барабанным или корончатым исполнительным органом. Уголь. 2009;(9):5-7.

10. Семыкин Ю.А. Повышение безопасности добычи угля на основе интенсификации газовыделения из пластовых скважин и совершенствования метода прогноза газообильности очистного забоя: Дис. ... канд. техн. наук. М.: НИТУ «МИСиС», 2016.

11. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила безопасности в угольных шахтах». Сер. 05 / ЗАО «НТЦИППБ», 2017. Вып. 40. 198 с.

12. Плакиткина А.С. Анализ и перспективы развития угольной промышленности основных стран мира, бывшего СССР и России в период до 2030 г. М.: ИНЭИ РАН; 2013. 415 с.

13. Никольский А.М., Коваленко А.А., Тишков М.В., Неверов А.А., Неверов С.А. Технология подземной отработки подкарьерных запасов в сложных горно-геологических и горнотехнических условиях. Новосибирск: Наука, 2017. 328 с.

14. Conroy P. J., Curth E. A. LongwallMining in Illinois, Longwall- ShortwallMining State-of-the-Aft. SME-AIME; 1981.

15. Peng S. S., Chiang Y. S. Longwall mining. John Wiley & Song Inc., New York; 1984. 135 p.

16. Yu Shou Liu. Analysis of different techniques for respirable dust control in longwall operations - partiku-lary in reference to the Bull Seam. Southern Coal Field. Australia; 1992. 86 p.

17. Winter J., Pineau J.P. Effect of Nitrogen on Methane and Coal Dust Explosion in galleries. Archivum Combastionis. (1-4).

18. Mc Pherson M. The Westray Mine Explosion. In: Proceedings of the 7th International Mine Ventilation Congres. Krakow, EMAGE; 2001.

19. Feng K.K. Hazardous character of Canadian coal dusts. In: Proceedings of the 20th International Conference of Safety in Mines. Schelfield. Health and Safety Executive ed.; 1983.

20. Eckhoff R. Dust explosionsin the process Industries. Oxford, Butterworth-Haniemann; 1991.