|
составляет 30 40 % дебита главных вентиляторных установок (ГВУ). В неглубоких шахтах этот воздух может участвовать в проветривании рабочих зон, что представляет определенную опасность, т.к. в нем могут содержаться вредные для здоровья человека компоненты. В глубоких шахтах этот воздух в проветривании рабочих зон не участвует, но на его циркуляцию затрачивается огромная энергия. Величина и направление движения утечек воздуха через выработанное пространство зависят от множества факторов, основными из которых являются: типы применяемых систем разработки; схема и способ проветривания выемочного участка; аэродинамические параметры выработанных пространств; наличие прилегающих выработок; наличие аэродинамической связи с другими зонами обрушения; депрессия участка [145]. Выработанные пространства являются резервуаром свободного газа, находящегося под атмосферным давлением, близким к давлению воздуха в окружающих выработках. [130, 146]. С изменением этого давления изменяется объем газовоздушной смеси в выработанном пространстве. При увеличении атмосферного давление газовая смесь сжимается. В результате чего часть пустот в выработанном пространстве заполняется воздухом из соседних выработок. Этот воздух создает движение из выработок в выработанное пространство, препятствующее выделению горючих и ядовитых газов. При уменьшение атмосферного давления происходит обратное: газовоздушная смесь расширяется и газовыделение из выработанного пространства увеличивается. Этот процесс носит периодический характер на достаточно большом промежутке времени: давление периодически увеличивается и уменьшается, колеблясь около некоторого среднего значения, характерного для данного региона и времени года. В результате выработанное пространство «дышит»: в одни периоды оно выделяет газ, в другие принимает воздух из соседних выработок [147]. Г азовыделения из выработанных пространств являются в основном следствием нарушений, которые возникают во вмещающих горных породах при ведении вблизи них горных работ, в результате чего содержащийся в них газ 38 |
Рудники и шахты, горные выработки которых имеют аэродинамическую связь с земной поверхнос тью через выработанные пространства, всегда были под пристальным вниманием исследователей, т.к. осуществить в них эффективное и устойчивое проветривание рабочих зон не удавалось. Виной тому большие неконтролируемые прососы воздуха с поверхности, которые делают вентиляционные сети шахт трудно управляемыми. Согласно [20] средняя величина этих практически не контролируемых прососов воздуха с поверхности составляет 30 40 % дебита главных вентиляторных установок (ГВУ). В неглубоких шахтах этот воздух может участвовать в проветривании рабочих зон, что представляет определенную опасность, т.к. в нем могут содержаться вредные для здоровья человека компоненты. В глубоких шахтах этот воздух в проветривании рабочих зон не участвует, но на его циркуляцию затрачивается огромная энергия. Величина и направление движения утечек воздуха через выработанное пространство зависят от множества факторов, основными из которых являются: типы применяемых систем разработки; схема и способ проветривания выемочного участка; аэродинамические параметры выработанных пространств; наличие прилегающих выработок; наличие аэродинамической связи с другими зонами обрушения; депрессия участка [67, 29]. Выработанные пространства являются резервуаром свободного газа, находящегося под атмосферным давлением, близким к давлению воздуха в окружающих выработках. [97, 121, 13]. С изменением этого давления изменяется объем газовоздушной смеси в выработанном пространстве. Увеличение атмосферного давление сжимает смесь, вследствие чего часть пустот в выработанном пространстве заполняется воздухом из соседних выработок. Этот воздух создает движение из выработок в выработанное пространство, препятствующее выделению горючих и ядовитых газов. При уменьшение атмосферного давления происходит обратное: газовоздушная смесь расширяется и газовыделение из выработанного пространства увеличивается. Этот процесс носит периодический характер на достаточно большом промежутке 14 времени: давление периодически увеличивается и уменьшается, колеблясь около некоторого среднего значении, характерного для данного региона и времени года. В результате выработанное пространство «дышит»: в одни периоды оно выделяет газ, в другие принимает воздух из соседних выработок [98]. Газовыделения из выработанных пространств являются в основном следствием нарушений, которые возникают во вмещающих горных породах при ведении вблизи них горных работ, в результате чего содержащийся в них газ начинает выделяться в выработанное пространство и далее в окружающие выработки. [71] Главной движущей силой, определяющей выделение метана из выработанного пространства в окружающие выработки, является разность давлений метана во вмещающих горных породах и воздуха в выработках. Эта разность давлений вызывает движение метана по основному направлению: вмещающие породы выработанное пространство горные выработки. Однако на основное движение существенное влияние в пределах выработанного пространства оказывает фильтрационное движение воздуха в виде утечек. Это объясняется преобладающим влиянием разности давлений воздуха между выработками (горизонтами) по сравнению с разностью давления между выработанным пространством и теми же выработками. Поэтому пути движения метана из выработанных пространств в окружающие выработки практически определяются путями утечек воздуха через выработанное пространство. Как уже отмечалось, основной причиной выделения газов из вмещающих пород является разность давлений газа в массиве, которое составляет многие атмосферы, и в выработанном пространстве, имеющей порядка одной атмосферы. Эта разность мало зависит от обычных изменений давления в вентиляционной системе шахты, т.к. величина этих изменений составляет малые доли атмосферы. Изменение давления воздуха в выработках, происходящее в процессе эксплуатации шахт (в том числе и при изменении режимов работы вентиляторных установок главного проветривания), практически не 15 |