|
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, вследствие чего происходит расширение газов в выработанном пространстве и их перемещение в действующие выработки. Увеличение выделения газа из выработанного пространства следует за падением барометрического давления с некоторым опозданием. Величина замедления зависит от характера колебаний (резко или плавно) барометрического давления, аэродинамического сопротивления путей движения газа, размера и расстояния от резервуара газа до вентиляционной выработки. При расположении открытой пустоты, заполненной метано-воздушной смесыо с высокой кон\ 40 |
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 вследствие чего происходит расширение газов в выработанном пространстве и их перемещение в действующие выработки. Увеличение выделения газа из выработанного пространства следует за падением барометрического давления с некоторым опозданием. Величина замедления зависит от характера колебаний (резко или плавно) барометрического давления, аэродинамического сопротивления путей движения газа, размера и расстояния от резервуара газа до вентиляционной выработки. При расположении открытой пустоты, заполненной метано-воздушной смесыо с высокой концентрацией метана, рядом с вентиляционной выработкой поступление газов в нее происходит почти одновременно с началом падения барометрического давления. Однако даже легкие перемычки, сооруженные па пути движения газа, замедляют его перемещение и снижают пики газовыделения. При обрушении породы газовые смеси выталкиваются из выработанного пространства. [67]. Газовая динамика выработанного пространства зависит от множества факторов: от характера и интенсивности источников газовыделения, схемы примыкания выработанного пространства к воздухопроводящим выработками участка, от утечек воздуха через выработанное пространство. Пути движения метана в выработанном пространстве в основном определяются утечками воздуха и, как правило, совпадают по направлению с последними [122]. Утечки воздуха через выработанное пространство на газовых шахтах могут выполнять полезную роль, разбавляя метан и не допуская его выход в рабочее пространство лавы (рабочей зоны) при прямом порядке отработке и возвратноточной схеме проветривания. Но они могут создавать и опасные концентрации метана на сопряжении вентиляционного штрека с лавой при прямом порядке отработки и прямоточной схеме проветривания. При возвратноточной схеме проветривания и обратном порядке отработки в средней части лавы количество воздуха в результате перемещения его через выработанное пространство уменьшается, что также может привести к повышению 17 |