Результат интеллектуальной деятельности: Способ предотвращения взрывоопасных скоплений метана вблизи очистного комбайна

Изобретение относится к горному делу, преимущественно к угольной промышленности, и может быть использовано для предотвращения опасных скоплений метана вблизи очистного комбайна.

Известен способ, включающий проведение пластовых выработок, проветривание забоя за счет общешахтной депрессии либо путем подачи свежего воздуха в лаву вентилятором местного проветривания (ВМП) по вентиляционным трубам [Ю.Н. Малышев, Ю.Л. Худин и др. «Проблемы разработки метаноносных пластов в Кузнецком угольном бассейне». Изд-во Академии горных наук, 1997. М. - 463 с., стр. 346-350].

Этому способу присущи недостатки, которые заключаются в том, что даже использование ВМП для подачи свежего воздуха в устье лавы не в состоянии предотвратить скопления метана вблизи места отбойки угля комбайном.

Известен способ, включающий проведение пластовых выработок, прямоточную схему проветривания выработок выемочного участка, подсвежение исходящей из лавы струи воздуха и проведение скважин [И.В. Сергеев, В.С. Забурдяев и др. «Управление газовыделением в угольных шахтах при ведении очистных работ». Недра, 1992. М. - 256 с., стр. 8-12, 34].

Недостаток этого способа состоит в том, что при работе комбайна по отбойке угля вблизи сопряжения лавы и выработки с исходящей струей воздуха образуются повышенные концентрации метана из-за недостатка воздуха, так как комбайн своим корпусом создает большое сопротивление потоку воздуха, основная часть которого устремляется в выработанное пространство лавы.

Наиболее близким является способ, включающий проведение пластовых выработок, схему компрессионного проветривания очистного забоя путем подачи дополнительного количества воздуха вентиляторами местного проветривания по вентиляционным трубам к очистному забою [И.В. Сергеев, B.C. Забурдяев и др. «Проблемы разработки угольных пластов, извлечения и использования шахтного метана в Печорском бассейн» ННЦ ГП ИГД им. А.А. Скочинского, М., 2002. - 350 с., стр. 190-191(прототип)].

Недостатком данного способа является невозможность предотвращения локальных скоплений метана у комбайна при отбойке угля вблизи сопряжения лавы и вентиляционной выработки с исходящей струей воздуха.

Технической задачей изобретения является предотвращение взрывоопасных скоплений метана вблизи очистного комбайна во время выемки им угля на сопряжении призабойного пространства лавы и вентиляционной выработки с исходящей струей воздуха при прямоточной схеме проветривания выемочного участка за счет поочередной подачи по скважине дополнительного количества воздуха в область комбайна во время разрушения массива угля вблизи сопряжения лавы и вентиляционной выработки.

Поставленная цель достигается тем, что в способе предотвращения взрывоопасных скоплений метана вблизи очистного комбайна, включающем проведение пластовых выработок, прямоточную схему проветривания выработок участка, подсвежение исходящей из лавы струи свежим воздухом и проведение скважин по пласту угля, сначала составляют планограмму цикличной работы очистного комбайна, затем устанавливают время выемки угля вблизи сопряжения лавы и вентиляционной выработки, при этом скважины проводят поочередно вдоль вентиляционной выработки, по ближайшей к лаве скважине подают дополнительное количество свежего воздуха в область комбайна во время разрушения массива угля вблизи сопряжения лавы и вентиляционной выработки

Способ реализуется следующим образом.

На выемочном участке проводят выработки по угольному пласту, применяют прямоточную схему проветривания выработок участка, подсвежают исходящую из лавы струю потоком свежего воздуха, подаваемого по вентиляционной выработке в направлении выработанного пространства. По угольному пласту проводят поочередно скважины вдоль вентиляционной выработки, оборудуют их устья средством для закрепления вентиляционной трубы с возможностью подачи по ней в скважину воздуха с помощью ВМП. При этом скважину проводят из вентиляционной выработки искривленной частью у ее устья. Протяженность скважины и ее диаметр определяют с учетом технических характеристик ВМП и необходимого расхода воздуха по лаве и для предотвращения формирования у комбайна взрывоопасных метановоздушных смесей. Дополнительное количество воздуха, подаваемого ВМП по скважине, должно быть не менее объема утечек воздуха из лавы в выработанное пространство, для чего проводят газовоздушную съемку, измеряют концентрацию метана у разрушающего уголь исполнительного органа комбайна (в соответствии с требованиями правилами безопасности (ПБ) и положениями Инструкции по контролю состава рудничного воздуха).

Подачу дополнительного количества воздуха по ближайшей к лаве скважине осуществляют в то время, когда комбайном разрушают массив угля вблизи сопряжения лавы и вентиляционной выработки, т.е. в то время, когда комбайн значительно перекрывает сечение призабойного пространства лавы вблизи сопряжения. Протяженность этого участка призабойного пространства лавы принимают равным 1,5-2 размерам длины комбайна либо устанавливают опытным путем на основе фактических данных выполненной газовоздушной съемки. Основным показателем в этом случае является концентрация метана в потоке воздуха, протекающего вблизи комбайна, величина которой не должна превышать установленную ПБ, то есть не должна превышать 1% по объему, а при непрерывном ее контроле - 2% (допустимое местное скопление).

Планограмму цикличной работы комбайна составляют с учетом средней скорости его движения по лаве при отбойке угля в соответствии с технической скоростью подачи комбайна и продолжительности цикла выемки одной полосы (заход комбайна) либо по фиксации фактического местонахождения комбайна. Кроме того, для расширения фронта подаваемого потока воздуха в область работы комбайна на выходе воздуха из скважины оборудуют диффузор, который может быть представлен в виде насадки, вводимой в скважину, либо выходную для воздуха часть скважины расширяют в виде конуса. Длину скважины определяют техническими возможностями буровой установки для направленного ее бурения и аэродинамическим сопротивлением скважины.

Чтобы уменьшить пылеобразование при разрушении угля комбайном, последний снабжают соответствующими средствами пылеподавления.

Таким образом способа позволяет предотвратить взрывоопасные скопления метана вблизи очистного комбайна во время выемки угля на сопряжении призабойного пространства лавы и вентиляционной выработки с исходящей струей воздуха при прямоточной схеме проветривания выемочного участка.