Управление газовыделением выемочного участка при ведении очистных работ

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное учреждение

Высшего профессионального образования

«Сибирский государственный индустриальный университет»

Кафедра разработки пластовых месторождений

Контрольная работа по дисциплине

« Вспомогательные процессы»

Вариант №2.

Выполнил: Булыгин П.М.

Группа ГП-102 ЗС

Принял: Старший преподаватель

Риб С.В.

Новокузнецк

2013

УПРАВЛЕНИЕ ГАЗОВЫДЕЛЕНИЕМ ВЫЕМОЧНОГО УЧАСТКА ПРИ ВЕДЕНИИ ОЧИСТНЫХ РАБОТ

дегазация скважина газообильность вентиляционный

Дегазация угольных пластов - это мероприятия, направленные на извлечение и улавливание метана, выделяющегося из угольного пласта, выработанного пространства и пластов-спутников, и его изолированный отвод на поверхность.

Расчет параметров предварительной дегазации пласта скважинами, пробуренными в плоскости пласта.

Для предварительной дегазации выемочных участков применяются схемы расположения скважин по падению, восстанию, простиранию, под углом к простиранию пласта, а также их сочетания. Возможно параллельное, веерное, перекрещивающееся или кустовое расположение скважин.

Предварительная дегазация выемочного участка должна осуществляться на протяжении не менее 6 месяцев до начала очистных работ при применении восходящих (горизонтальных) скважин и не менее 12 месяцев - при применении нисходящих скважин.

Схемы предварительной дегазации пласта нисходящими и восходящими скважинами, пробуренными из подготовительных выработок параллельно очистному забою, приведены на рисунке 1. Коэффициент дегазации пласта восходящими или горизонтальными скважинами (рисунок 1,а) составляет 0,2-0,3, нисходящими скважинами (рисунок 1,б) - 0,1-0,2.

а - восходящими скважинами б - нисходящими скважинами

Рисунок 1. - Схемы предварительной дегазации пласта скважинами, пробуренными параллельно очистному забою

К параметрам способа предварительной дегазации пласта относятся:

диаметр дегазационных скважин d, мм;

длина дегазационных скважин L_с, м;

глубина герметизации скважин L_г, м;

расстояние между скважинами R, м;

время работы дегазационных скважин t, сут;

количество скважин предварительной дегазации n.

Диаметр дегазационных скважин d принимается в зависимости от диаметра бурового инструмента. d = 76 мм.

Длина дегазационных скважин L_с (м) принимается равной не менее 2/3 длины лавы.

Глубина герметизации скважин L_г принимается 6 м.

Расстояние между скважинами предварительной дегазации R (м) определяется по формуле

(1)

гдеи₁, и₂ - коэффициенты, составляющие для схем дегазации пластовыми скважинами пластов средней мощности и₁=1,58, и₂=0,64;

g_о - среднее удельное метановыделение в течение первого месяца работы скважин (в расчетах принимать 1,1 м³/(м сут));

t - время работы скважин в зоне предварительной дегазации пласта, для восходящих или горизонтальных скважин t=180 суток;

г_у - объемный вес угля, г_у = 1,35т/м³;

q_пл - прогнозное метановыделение из пласта, q_пл = 3,6м³/т;

k_д.пл - коэффициент дегазации пласта (принимается в зависимости от выбранной схемы расположения дегазационных скважин согласно рисунку 1);

m_п - мощность угольных пачек пласта (в расчетах принимать равной мощности пласта m=2,2), м.

Количество скважин для дегазации выемочного столба n определяется по формуле:

(2)

Расчет параметров способа снижения газообильности выемочного участка поверхностными газоотсасывающими вентиляторами.

При изолированном отводе метана из выработанных пространств с помощью поверхностных газоотсасывающих вентиляторов типа ВМЦГ-7 расход воздуха Q_вх(м³/мин), необходимого для проветривания горных выработок выемочного участка, определяется по формуле:

, (3)

где Q_исх- количество воздуха, поступающего из очистной выработки в выработку с исходящей струей, м³/мин,

, (4)

I_в - максимальная метанообильность очистной выработки, I_в =5,8 м³/мин;

k_н - коэффициент неравномерности газовыделения k_н =1,59

С - допустимая концентрация метана в исходящей из очистной выработки вентиляционной струе, не более 1% ;

С_о - концентрация метана в поступающей на выемочный участок вентиляционной струе, не более 0,5% ;

k_в - коэффициент, учитывающий долю выноса метана из призабойного в выработанное пространство, рассчитывается по формуле

, (5)

I_вх - количество метана в поступающей на выемочный участок вентиляционной струе, м³/мин (в расчете принимать I_вх = 0 м³/мин);

k_во - коэффициент, учитывающий долю выноса метана из призабойного в выработанное пространство при отсутствии метана в поступающей на выемочный участок вентиляционной струе, k_во =0,91.

k_р - коэффициент, характеризующий распределение воздуха на выемочном участке, k_р =0,2;

.

k_ут - коэффициент, учитывающий утечки воздуха через выработанное пространство из призабойного пространства при возвратноточной схеме проветривания, рассчитывается по формуле

, (6)

m - вынимаемая мощность пласта, m=2,2;

L_вп - максимальная протяженность выработанного пространства, L_вп =1900 м;

S_оч - площадь поперечного сечения призабойного пространства очистной выработки, S_оч =3,1 м² ;

f_ср - средневзвешенный коэффициент крепости подработанного горного массива на расстоянии от вынимаемого пласта, равном восьми его мощностям.

,

м³/мин.

м³/мин.

Расход воздуха Q_вп (м³/мин), необходимого для изолированного отвода метана по аэродинамическим каналам в обрушенных породах основной кровли, определяется по формуле

м³/мин. (7)

Расчет аэродинамического сопротивления выработанного пространства R_вп (дПа с²/м⁶) производится по формуле:

дПа с²/м⁷ ; (8)

где R_удвп - удельное аэродинамическое сопротивление выработанного пространства, R_удвп =0,007 дПа с²/м⁷.

Расчет падения депрессии по выработанному пространству h_вп (дПа) производится по формуле

дПа; (9)

Значение Q_вп в формуле (7) приводится в м³/с.

Расчет необходимого действующего напора h_ф (дПа) на сопряжении фланговой газодренажной выработки с вентиляционной скважиной (группой скважин), пробуренной с дневной поверхности, выполняется по формуле

, (10)

где h_л - действующий напор на сопряжении очистной выработки с тупиком конвейерного штрека (знак «минус» при всасывающем способе проветривания и «плюс» при нагнетательном), дПа. Определяется по данным депрессионной съемки, в расчетах можно принимать h_л = 20дПа.

дПа;

Расчет расхода воздуха Q_с (м³/мин), отводимого по скважине, определяется по формуле:

, (11)

где Q_доп - дополнительное количество воздуха, поступающее к скважине из примыкающих выработок (для первого столба в выемочном поле Q_доп = 0, для следующих столбов определяется по фактическим замерам расхода воздуха в горных выработках выемочного участка), м³/мин.

м³/мин = 7 м³/с ;

По найденному значению Q_с (переведенному из м³/мин в м³/с) определяется депрессия Н_в (дПа) по характеристике газоотсасывающего вентилятора ВМЦГ-7 (с максимальным углом поворота закрылок рабочего колеса, равным 40^о).

Падение депрессии по вентиляционной скважине h_ск (дПа) определяется по формуле:

. (12)

дПа;

Удельное аэродинамическое сопротивление вентиляционной скважины R_уд (дПа с²/м⁷) определяется из условия:

, (13)

где L_с - длина вентиляционной скважины, м (в расчете длину скважины принимать равной глубине ведения горных работ Н).

дПа с²/м⁷

Необходимый диаметр скважины d = 0,6м.

Размещено на Allbest.ru