СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДОПУСТИМОЙ ПО ГАЗОВОМУ ФАКТОРУ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ОЧИСТНОГО КОМБАЙНА

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для определения допустимой по газовому фактору производительности очистного комбайна в газовых угольных шахтах при отработке метаноносных угольных пластов.

Известен способ определения максимально допустимой по газовому фактору нагрузки на очистную выработку в суточном измерении объемов добываемого угля, включающий использование относительной метанообильной очистной выработки, объем добываемого угля с учетом геометрических параметров забоя и его скорости подвигания за сутки и расход воздуха для проветривания забоя (Руководство по проектированию вентиляции угольных шахт. Макеевка-Донбасс, 1989. - 319 с. (стр. 98-109).

Недостатком этого способа является то, что пользоваться им можно при скорости подвигания очистного забоя до 6 м/сут, в то время как она (скорость) превышает в 2-3 раза.

Известен способ определения допустимой нагрузки на очистной забой, включающий использование среднесуточного объема добываемого в забое угля, газовыделения из разрабатываемого пласта, расхода воздуха для проветривания очистного забоя и производительности комбайна (Временное руководство по применению эффективных способов изолированного отвода метана из выработанных пространств за пределы выемочных участков и на поверхность на пологих и наклонных пластах угольных шахт. ЗАО УК «Южкузбассуголь». - Кемерово-Новокузнецк, 2002. - 60 с. (стр. 15-17).

Недостатком этого способа является использование суточной добычи угля очистного забоя, а не производительности комбайна по разрушению угля.

Наиболее близким способом является способ, включающий использование горнотехнических параметров очистного забоя, суточную скорость его подвигания, производительность выемочной машины, время ее работы по добыче угля в течение суток и концентрацию метана в исходящей из очистного забоя вентиляционной струе (Методические положения по выбору и применению новых технологий дегазации и управления метановыделением на угольных шахтах / В.С. Забурдяев, А.Д. Рубан и др. - Люберцы - Макеевка, 2000. - 117 с. (стр. 38-42).

И этому способу присущи недостатки, заключающиеся в том, что определяют среднесуточную нагрузку на очистной забой (среднюю за сутки добычу угля), относительную метанообильность забоя и время работы выемочной машины по добыче угля в течение суток, что снижает фактическую интенсивность метановыделения по сравнению с ее величиной в процессе разрушения массива угля комбайном.

Целью изобретения является определение допустимой по газовому фактору минутной производительности очистного комбайна относительно его технической производительности за счет учета величины метаноносности массива угля в зоне его разрушения и газодинамического показателя, учитывающего связь между массой разрушаемого комбайном угля и его метаноносностью в зоне разрушения.

Согласно изобретению поставленная цель достигается тем, что в способе определения допустимой по газовому фактору производительности очистного комбайна, включающем техническую производительность комбайна по разрушению метаноносного угля при допустимой правилами безопасности концентрации метана в исходящем из очистного забоя потоке воздуха, в зоне разрушения массива угля комбайном дополнительно устанавливают метаноносность и газодинамический показатель, характеризующие связь между массой разрушаемого комбайном угля и объемом выделения из него метана, при этом допустимую по газовому фактору минутную производительность комбайна определяют по формуле

j_г=j_т(1-к·x_p),

где j_г - допустимая по газовому фактору производительность очистного комбайна, т/мин;

j_т - техническая производительность комбайна по разрушению массива угля, т/мин;

к - газодинамический показатель, учитывающий связь между массой разрушаемого комбайном угля и его метаноносностью в зоне разрушения, т/м³;

х_р - метаноносность массива угля в зоне его разрушения комбайном, м³/т.

Способ осуществляют следующим образом.

На выемочном участке с горнотехническими параметрами очистного забоя по выемке метаноносного угольного пласта комбайном с заданной технической производительностью по разрушению угля при допустимой правилами безопасности в угольных шахтах (2014 г.) концентрации метана в исходящем из очистного забоя потоке воздуха, дополнительно устанавливают метаноносность х_р массива угля в зоне его разрушения комбайном, используя известные (стандартные) методы, например путем отбора проб угля керногазонаборниками или проведения газовоздушной съемки в призабойном пространстве очистного забоя по правилам, предусмотренным нормативным документом. Также дополнительно определяют газодинамический показатель (к), характеризующий связь между массой разрушаемого комбайном угля и объемом выделения из него метана, путем анализа опытных данных или расчетами с использованием газодинамических процессов по выделению метана из угля с различной его метаноносностью в зоне разрушения комбайном.

Метаноносность х_р массива угля в зоне его разрушения и газодинамический показатель к определяют в средней части очистного забоя, то есть за пределами дегазирующего влияния боковых выработок и косых от них заездов комбайна. Характерными величинами при этом являются метаноносность разрушаемого комбайном угля и газодинамический показатель. Численные значения последнего на метаноносных угольных пластах составляют в среднем 0,2-0,3.

Допустимую по газовому фактору минутную производительность очистного комбайна, а не среднесуточную добычу угля, определяют по формуле

j_г=j_т(1-к·x_p).

Внедрение способа позволит получить достоверную допустимую по газовому фактору производительность очистного комбайна, при которой будут соблюдены требования ПБ по содержанию метана в потоке рудничного воздуха в очистном забое и определены параметры предварительной дегазации разрабатываемого пласта, так как при разрушении массива угля комбайном происходит максимальная интенсивность метановыделения по сравнению со средней ее величиной в течение суток.