Способ проветривания добычного участка

 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при проветривании газообильных добычных участков при отработке угольных пластов по бесцеликовой технологии. Способ предотвращает образование газоопасных зон в призабойном пространстве лавы и межлавного целика, снижает эксплуатационные затраты на поддержание выработок. Способ приемлем при возвратноточной и комбинированной схемах проветривания. Для этого из краевой части угольного массива на контакте со старым выработанным пространством формируют воздухопроницаемую стенку. При этом отработанный воздух из призабойного пространства межлавного целика, примыкающего к воздухопроницаемой стенке и метановоздушный поток, проходящий по аэродинамически активной зоне выработанного пространства, поворачивают вдоль воздухопроницаемой стенки в направлении действующего выработанного пространства и через образующуюся аэродинамически активную связь между действующим и старым выработаным пространством отводят по старому выработанному пространству газоотсасывающей установкой, установленной в стойке. 4 з.п.ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для проветривания газообильных добычных участков при отработке угольных пластов лавами с одновременной выемкой межлавного целика.

Известен способ охраны выработки (авт.св. СССР N 1588870, E 21 C 41/16, 1990), который включает проведение основной подготовительной выработки и параллельно ей - дополнительной выработки. Проветривание выемочного участка по известному способу осуществляют по прямоточной схеме. Свежий воздух из воздухоподающих штреков поступает в подготовительную выработку и омывает очистной забой. Исходящая струя из очистного забоя с подсвежением проходит по поддерживаемой выработке за лавой и далее на вентиляционную выработку.

Недостатками известного способа являются: значительные материальные и трудовые затраты на поддержание основной выработки за лавой; не исключены местные скопления метана в призабойном пространстве выработки.

Наиболее близким техническим решением заявляемому способу, взятым за прототип, является способ проветривания добычного участка при отработке лавы с одновременной выемкой межлавного целика (авт.св. СССР N 1681018, E 21 F 1/00, 1991).

Известный способ включает подачу свежего воздуха на добычный участок по двум оконтуривающим вынимаемый столб выработкам и отвод загрязненного воздуха из лавы в полном объеме через частично сохраняемую выработку в выработанное пространство.

Недостатком известного способа является возможность образования газоопасных зон на сопряжении забоя межлавного целика со старым выработанным пространством за счет поступления метановоздушного потока из действующего выработанного пространства. Кроме того, известный способ сложен в исполнении, многооперационен и для его реализации требуется значительное количество вентиляционного оборудования.

Целью изобретения является повышение эффективности проветривания добычного участка за счет предотвращения образования газоопасных зон в призабойном пространстве межлавного целика и снижения эксплуатационных затрат на поддержание сопряженных с выработанным пространством выработок.

Сущность способа заключается в следующем. Способ проветривания добычного участка, включает подачу свежего воздуха на добычный участок по оконтуривающей выемочный столб выработке и отвод загрязненного воздуха через выработанное пространство. Отличие состоит в том, что из краевой части угольного массива на контакте со старым выработанным пространством формируют воздухопроницаемую стенку, при этом отработанный воздух из призабойного пространства очистной выработки, примыкающего к воздухопроницаемой стенке, и метановоздушный поток, проходящий по аэродинамически активной зоне действующего выработанного пространства, поворачивают вдоль воздухопроницаемой стенки в направлении действующего выработанного пространства и через образующую аэродинамически активную связь между действующим и старым выработанными пространствами отводят по аэродинамически активному слою в старом выработанном пространстве газоотсасывающей установкой, причем при возвратноточной схеме проветривания в условиях подготовки выемочного столба парными или одинарной выработками отработанную струю отводят соответственно частично или в полном объеме, а при комбинированной схеме проветривания дополнительно отводят часть отработанной струи через действующее выработанное пространство, примыкающее к угольному массиву подготавливаемого выемочного столба газоотсасывающей установкой, при этом аэродинамически изолируют призабойное пространство лавы и межлавного целика от притечек метановоздушной смеси из выработанного пространства и предотвращают образование газоопасных зон в очистной выработке.

Другое отличие состоит в том, что воздухопроницаемость стенки повышают за счет перевода ее в запредельное состояние, например, частичным разрушением осевым усилием движущегося комбайна.

Отличие также состоит в том, что эффективность поворота отработанного воздуха повышают за счет формирования свободного пространства между добычным комплексом и воздухопроницаемой стенкой.

Кроме того, отличие состоит в том, что перекрытие аэродинамически активного слоя при образовании обводненных зон в выработанном пространстве предотвращают посредством водоспускных сбоек.

В случае отжима угля в краевой части угольного массива подготавливаемого столба производят крепление краевой части массива или увеличивают ширину воздухопроницаемой стенки поворотом добычного комплекса.

Способ проветривания поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена возратноточная схема проветриваемого выемочного участка, подготовка выемочого столба осуществлена парными оконтуривающими выработками; на фиг. 2 - то же, подготовка выемочного столба осуществлена одинарной выработкой; на фиг. 3 показана комбинированная схема проветривания выемочного участка, подготовка выемочного столба осуществлена парными оконтуривающими выработками.

Способ осуществляется следующим образом.

Из краевой части угольного массива 1 на контакте со старым выработанным пространством 2 ранее отработанной лавы формируют воздухопроницаемую стенку 3, которая разрушается за подвиганием комплекса в выработанном пространстве. При этом отработанный воздух 4 из призабойного пространства межлавного целика 5, примыкающего к воздухопроницаемой стенке 3 и метановоздушный поток, проходящий по аэродинамически активной зоне действующего выработанного пространства 6 поворачивают вдоль воздухопроницаемой стенки 3 в направлении действующего выработанного пространства 6 и через образующую аэродинамически активную связь между действующим 6 и старым 2 выработанными пространствами, метановоздушную смесь 7 отводят по аэродинамически активному слою в старом выработанном пространстве 2 газоотсасывающей установкой 8, установленной в сбойке. При этом основную часть отработанного воздуха 9 из призабойного пространства лавы 10 отводят по вентиляционному штреку 11 на вентиляционную выработку 12 за счет общешахтной депрессии.

При этом аэродинамически изолируют призабойное пространство лавы 10 и межлавного целика 5 за счет предотвращения притечек высококонцентрированной метановоздушной смеси из выработанного пространства 6, 2 и предотвращают образование газоопасных зон в очистной выработке.

Таким образом, при возвратноточной схеме проветривания в условиях подготовки выемочного столба парными выработками отработанную струю частично отводят через старое выработанное пространство 2 ранее отработанного столба (фиг. 1).

При возвратноточной схеме проветривания фиг.2 в условиях подготовки выемочного столба 13 одинарной выработкой 14 отработанную струю воздуха 15 из лавы 10 в полном объеме и метановоздушную смесь 7 отводят по аэродинамически активному слою в действующем 6 и старом 2 выработанных пространствах газоотсасывающей установкой 8.

Схема проветривания, приведенная на фиг. 2, предусматривает размещение вентиляционного става 16, соединенного с вентилятором 17, установленным в воздухоподающей выработке. При нормальном проветривании выемочного участка вентилятор 17 в работу не включается, а в случае аварийной ситуации, например, пожара на выемочном участке с одинарной оконтуривающей выработкой 14 в лаву 10 вентилятором 17 по вентиляционному ставу 16 подают свежий расход воздуха, обеспечивающий опрокидывание вентиляционной струи в лаве 10 и оконтуривающей выработке 14, при этом уменьшают производительность газоотсасывающей установки. В этом случае обеспечивается безопасный выход работающих из лавы.

При комбинированной схеме проветривания добычного участка (фиг. 3) в условиях подготовки выемочного столба парными выработками подачу свежего воздуха в призабойное пространство лавы 10 и межлавного целика 5 осуществляют по воздухоподающей выработке 18, а отвод отработанной струи 4 осуществляют аналогично схеме проветривания, приведенной на фиг. 1, по выработанному пространству 6, 2 газоотсасывающей установкой 8. Причем при комбинированной схеме проветривания из призабойного пространства лавы 10 дополнительно отводят часть отработанной струи 19 через действующее выработанное пространство 6, примыкающее к угольному массиву 20 подготовляемого выемочного столба 21 газоотсасывающей установкой (на фиг. 3 не показано).

При этом аэродинамически изолируют призабойное пространство лавы 10 и межлавного целика 5 от притечек метановоздушной смеси из выработанного пространства и предотвращают образование газоопасных зон в очистной выработке.

Способ проветривания добычного участка предусматривает и повышение воздухопроницаемости оградительной стенки 3 (фиг. 1 - 3) за счет перевода ее в запредельное состояние, например, частичным разрушением осевым усилием движущегося очистного комбайна.

Эффективность поворота отработанного воздуха повышают за счет того, что оставляют некоторое свободное пространство между добычным комплексом и воздухопроницаемой стенкой 3. Свободное пространство формируют за счет выемки угля из краевой части угольного массива, примыкающего к старому выработанному пространству, рабочим органом комбайна за последней секцией добычного комплекса.

Способ проветривания предотвращает перекрытие аэродинамически активного слоя обводненными зонами в выработанном пространстве посредством водоспускных сбоек (на чертежах не показаны).

Способ предусматривает крепление краевой части угольного массива или увеличение ширины воздухопроницаемой стенки 3 путем поворота добычного комплекса в случае отжима угля в краевой части массива подготавливаемого выемочного столба.

Использование изобретения позволит достичь: повышения эффективности проветривания добычного участка за счет предотвращения образования газоопасных зон в призабойном пространстве лавы и межлавного целика, снижения эксплуатационных затрат на поддержание сопряженных с выработанным пространством выработок, а также расширения области применения, т.к. способ используется как при возвратноточной, так и при комбинированной системах проветривания добычных участков.

Формула изобретения

1. Способ проветривания добычного участка, включающий подачу свежего воздуха на добычной участок по оконтуривающей выемочный столб выработке и отвод загрязненного воздуха через выработанное пространство, отличающийся тем, что из краевой части угольного массива на контакте со старым выработанным пространством формируют воздухопроницаемую стенку, при этом отработанный воздух из призабойного пространства очистной выработки, примыкающего к воздухопроницаемой стенке, и метановоздушный поток, проходящий по аэродинамически активной зоне действующего выработанного пространства, поворачивают вдоль воздухопроницаемой стенки в направлении действующего выработанного пространства и через образующую аэродинамиически активную связь между действующим и старым выработанным пространствами отводят по аэродинамически активному слою в старом выработанном пространстве газоотсасывающей установкой, причем при возвратноточной схеме проветривания в условиях подготовки выемочного столба парными или одинарной выработками отработанную струю отводят соответственно частично или в полном объеме, а при комбинированной схеме проветривания дополнительно отводят часть отработанной струи через действующее выработанное пространство, примыкающее к угольному массиву подготавливаемого выемочного столба газоотсасывающей установкой, при этом аэродинамически изолируют призабойное пространство лавы и межлавного целика от притечек метановоздушной смеси из выработанного пространства и предотвращают образование газоопасных зон в очистной выработке.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что воздухопроницаемость стенки повышают за счет перевода ее в запредельное состояние, например, частичным разрушением осевым усилием движущегося комбайна.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что эффективность поворота отработанного воздуха повышают за счет формирования свободного пространства между добычным комплексом и воздухопроницаемой стенкой.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что перекрытие аэродинамически активного слоя при образовании обводненных зон в выработанном пространстве предотвращают посредством водоспускных сбоек.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что в случае отжима угля в краевой части угольного массива подготавливаемого столба производят крепление краевой части массива или увеличивают ширину воздухопроницаемой стенки поворотом добычного комплекса.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3