|
начинает выделяться в выработанное пространство и далее в окружающие выработки [148]. 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, которая 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 влияет на выделение газов в выработанное пространство. Однако выделение из выработанного пространства в окружающие выработки может существенно изменяться во времени вследствие изменения давления в выработках (депрессии вентилятора или атмосферного давления), поскольку таковые могут вызывать дополнительный вынос ранее накопившегося в выработанном пространстве газа. Подобные явления составляют основу экстремальных переходных газодинамических процессов в угольных и других шахтах [139]. 39 |
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 влияет на выделение газов в выработанное пространство. Однако выделение из выработанного пространства в окружающие выработки может существенно изменяться во времени вследствие изменения давления в выработках (депрессии вентилятора или атмосферного давления), поскольку таковые могут вызывать дополнительный вынос ранее накопившегося в выработанном пространстве газа. Подобные явления составляют основу экстремальных переходных газодинамических процессов в угольных и других шахтах. [98]. Причины, обуславливающие перемещение метано-воздушных смесей из выработанного пространства в горные выработки могут быть разделены на постоянно действующие и временные. К постоянно действующим причинам относятся: разница давлений воздуха, вызывающая его движение в выработанном пространстве, молекулярная диффузия и разница удельных весов различных газов. Первая причина является основной, обуславливающей перемещение метана в проветриваемых выработанных пространствах. Молекулярная диффузия и разница в удельных весах метана и воздуха являются главными причинами движения метано-воздушных смесей в непроветриваемых выработанных пространствах. Перепад вентиляционного давления вызывает движение воздуха не только по выработкам, но и по прилегающей к ним части выработанного пространства. В турбулентном потоке, который имеет место в выработанном пространстве вблизи, к примеру, лавы, перемещение газов за счет молекулярной диффузии составляет всего 1 %. Поэтому движение метана в этих частях выработанного пространства определяется направлением движения утечек воздуха. К временным причинам, обусловливающим перемещение метано-воздушных смесей из выработанного пространства в горные выработки, относятся падение барометрического давления, значительное снижение депрессии воздушной струи и обрушение больших масс пород кровли. Падение барометрического давления и снижение депрессии воздушной струи приводят к уменьшению давления рудничной атмосферы в выработках, 16 |