автореферат диссертации по безопасности жизнедеятельности человека, 05.26.01, диссертация на тему:Разработка метода оценки метаноопасности угольных шахт с учетом абсолютной газообильности

РГБ ОД

На правах рукописи

' , Л

, I ■ } о

Ли Чан-чен

РАЗРАБОТКА МЕТОДА ОЦЕНКИ МЕТАНООПАСНОСТИ УГОЛЬНЫХ ШАХТ С УЧЕТОМ АБСОЛЮТНОЙ ГАЗООБИЛЬНОСТИ

Специальность 05.26.01.—Охрана труда и пожарная безопасность

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Кемерово 1995

Работа выполнена в Кузбасской государственном техническом университете и на шахтах Кузбасса

Научный руководитель: доктор технических наук,

профессор, заслуженный деятель науки и техники РФ, академик МАН ВШ Колмаков Владислав Александрович

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор Лавцевич Виктор Павлович

кандидат технических наук Мазикнн Валентин Петрович

Ведущая организация — Восточный научно-

исследовательский институт по безопасности работ в горной промышленности (ВостНИИ;

Защита состоится 23 июня 1995 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 063.70.01 прк Кузбасском государственном техническом университете ¡ю адресу: 650026, г. Кеыерово, ул. Весенняя, 28.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Кузбасского государственного технического университета

Автореферат разослан 22 мая 1995 г.

Ученый секретарь диссертационного Совета, член-корреспондент АЕН,

доктор технических наук, профессор Б. А. АЛЕКСАНДРОВ

опт харашмсччш работы

Актуальность исследования. Соврембкноо состояние подземной разработки угольных иосгороздений характеризуется ростом концентрация интенсификации горных работ, переходом на отработку более глубоких горизонтов, что сопровождаемся увеличением глямобильности вахт по мэтану. Под ыстансопаснос гш (гаэооиасиастыо) понимается повышенная апгазозснность рудничной етмоьферч, которая «ожет возникнуть при добыче угля.

Гагообильность является однин из основных факторов ыстаноо-пасноегя, прзпятеггукщчх увеличению .чагрупки на очистной забой, повьгаожгю темпов подготовки и отработки выемочнцх полой, обеспечении безопасных и здоровых условий труда шахтеров-

В настоящее время различая? абсолютной (м3/мш<) и относительную (мэ/т сут.доб.) гаэообяльность. Регламентированные метода оценки мвтаноспасяостл шахт прэдусматриоавт расчет относительной газообшгьности очистного забоя, выемочного участка и аахты в цело«. Исключение составляют подоотокительние выработка,•в которых определяется сначала оО'сэлаткак гэзообилькость, а затеи она пере-еиитывается ма Относительную и ьыдьется как расчетная.

В соответствии с вапкч1Г.юй относительной газообильноэти, шахты долятся по категории газоопасности, причем диапазон граничнщс ее значений различен для разних газон в пределах одчой страны, а по гатану - дяя р2^"'® углбдобкзагощих стран. Так, например, а СНГ все шахты по мвтанропасности делятся на 3 категории с интервалом в 5 ы3/т сут.доб., плое сверхкатегорные и опасные по пнэ-аапним Быбросаы углч и rasa. В 1№ газовые шахты делятся на 2 категории: ниошив гаэовш шахты с относительной газообильностью до 10 м3/*г сут.доб., высшие газовые оахты - Солео 10 и3/т сут.доб. н плюс опасные по внезапным выбросам утля и газа. Во прокипи газовые ыахти подраздоляится на явно газовые, слабо газовые и опасные по внезапным выбросам угля я газа. 3 UijA шахты далятоя на газовые и угрожаемые по газу. В Бельгии газовые шахты долятся на слабо газовые, газовые и подверженный внезапным гибросам.

Опыт работы пахт СНГ показывает, что между категорияметью шахт по метану - с одной стороны, пепьглками и взриваин мегановлз--дукнгх смесей - с другой, нет прямой функциональной связч. Это объясняется тем, что на шахтьх разных категорий предусматриваются разные мера газового режима, которые включают различнее кома-

кигси тохничзских и оргаикзацзошвдс. мероприятий, направленных на контроль CKO'.KitóHKi rasa, рагаккение и предотвращений его восш-л-tífiüeiMii. Кроме тог«, делание ша:ст на категории по отранает степени их дейетвктельной дотанооо&спости, т.к. откосительная rasoo-бильность, ках критерий, вквтает сложный комплекс воанмоскязан-Н1эс параметров, каждый из которых по-своему формирует взрывчатую 1«о:и,г:ктр.ч1ь:ю ислана, кис главный опасный производственный фактор.

В сваьи о этим, разработке. методики оценки метаноопасности иехт, vaqy поссецема настоящая работа, является актуальной яеучно-проиуго/ютсочиой задачей.

pavmr состоит в разработке метода оценки метаноопзспоста уголь,-ьк кьхт с учетом абсолютной газообильности, определяющей критерии безопасности труда' в ыастах.

Идея работы за'.авч."отся в использовании закономерности взаимодействия процесса добыч:; угля с абсолютной м е т a i ¡ о о б и л ь н о с т ь н для шявления критериальных ецзнок метансопасности шахт.

3 HVfi.'A'A и <; cjs е до к а ч и я:

- проанализировать современные методы оцонки метаноопасности шахт;

- уетаноьить аакономарнооти дамененкя относительней и абсолютной метанообильнссти шахт с зависимости от добычи угля и роста глубины ведения ropi-ьк работ в различных горно-гаологьческих условиях;

- обосновать критерий оцонки нетйкоонасности шахт;

- оценить ¿оэмокност'д и перспективу расчета газового базанса шахт по абсолютной мотанообильности;

- разработать методику оценки метаноопасноети шахт.

Метопы лсслсцояаж-'я вйлкчают:

- натурные наоладеияя т кг&хтах;

- статистический анализ метаносбильности шахт с использованном теории коррй.ч лцяи;

•• составление программ на ЭВМ для исследования процесса мота-попыделеиия из горных массивов в выработки.

'Ьучнчс положения, защищаемые а диссдртации:

- оценку мотаноопаснооти угольных шахт следует проводить по а^ояютной метанообильности;

- совокупным критерием ыетаноопаспостк аахт является концент-рання иэтана в атмосфере дойстьуыда выработок, поаяолнющая раз-п? |нтц :~nxm fii группы по степени их метлноопасности: не газовые

я газоопаеицз;

- установленная зависимость концентрации мал от абсолютной газообильности, связанной с добычей уи.н, позволяет прогнозировать степень метаноопасиооти пахты;

- составленная методика оцечк;: метаноопасносгк шахт с. учетом газового баланса позволяет создать безопасные услогия труда з пихтах.

Достовезность научных положений обоснована:

- прздставительнкм объемом экспериментов на 74 шахтах Кузнецкого и 40 шахтах Шандунского угольных бассейнов;

- удовлетворительной сходооегьв расчетных и йиктических наличии абсолютной и относительной гачообкльности а;ахт (отклонения не более Го %).

■ Научная новизна работы заключается в следующем:

- установлены закономерное™ изменения абсолютной и относительной метаиообильности шахт в зависимости от интенсивности добычи угля и роста глубины ведениягорных работ, определяющие метано-опасность ¡пахт б условиях Кузнецкого к Шандунского бассейнов;

- обоснована необходимость оценки и прогноза метакоспасностн шахт по абсолютной матанообильности;

- обоснован критерий метанооааскости аахт». позволяющий оценивать эффективность методов борьбы с газом.

Личный вклад автора диссертации состоит:

~ в формулировке задач и обосновании методов исследования;

- в установлении аакоиокериостей изменения относительной и абсолютной иетанзсбидьности в зависимости от интенсивности добычи угля;

- в выявлении особенностей изменения числа взрывов метано-воз-душних смесей от абсолютной и относительной газообильности шахт;

- в обосновании критерия.метаноопасности шахт и эффективности мор борьбы с газом.

Практическая ценность работы. Результаты выполненной работе позволяют:

- разрабатывать и совершенствовать способы и средства онижеииа метаноопасности шахт, с учетом абсолютной гаэообильности и определяющих ее факторов;

- выбирать способы борьбы с газом, учитывая соотношение фак.'о-ров, определяющих' концентрацию метана, как главный показатель п.-•

танооп&счоггл еохт;

-• прогноамроьАЧ'Ь петаноопаскость ¡¡¡яхт с к.,мбкен;:ем добычи угла и глубины ведения гарпия робот.

Реплкаг.ту;?? .¿».чар?;;. Рзаудьтаты исследования включены б ''Методику оценки шзоотгности шахт'', прлкятув к внедрению Восточным научно-кселедо.оатолъста* институтом по безопасности работ в горной пр^лветенности.

Лпробадгс работу.. Основное положения диссертации докладывались'на еассдатш тохимческого совота объединения "Ленипскуголь" (г.Ленлнск--^"знецккй) в 19Э4 г. у на Всероссийской научно-практической конфарзчд/и "Веаопазность кизн¿деятельности предприятий в угольных регионак" (г.&змсрего) в 1594'г., к техническом отделе управления '"¿анцукъ,уголь" (ЙШ, г./,зкнань5 р 1994 г., на научной езминаре кафедры азрологш, охраны труда я природы КузГГУ (г.Камере ;<о) в 1325 г.

Публкк;пн.и.» По результатам ьыполнзкннх исследований опублдко-ват. 3 научные работы.

Объем р^бпты. Диссертационная работа общим объемом 115 страниц состоит лв 8псденпя, четкрох глав,-заключения, списка литературы из 07 наименований, содержит 18 рисунков и 34 таблицы.

О СНОВ'] 02 С0;1ЕРЖЧИ2 РАБОТЫ

Одним из основннх факторов, определяющих мотанос.пасность ведения работ о вахтах является г-азоосяльноси.. По величине относительной газообилыгости шахта в СЯГ и ¿(НР делятся на категории с различным интервалом юаичин гаэообильнэсти и аадои ы ¡деления газа.

Величина., категории шхть» по мзтану устанавливается по наибольшей относительно;! гаэообильности любого из объектов: шломоч-ного участка, крыла, горизонта или оахтонласта.

Оценка-гаосопасносш шахт яо отностельпой газооо'ияьности лю-о'ого объекта не от-ра;.;азг действительной метаноопасноети вахты и • целом при рапличьнх ьеличлнлх их относительной гаэообкльности. С другой стороны, оценка гаооодасшсгл шахт по относительной газообильности имеет-ряд недостаткои. В маетности, интервал деления и.ахт на категории в значительной степени условие;! и также не отражает фактическую кх игтачоаплснссть.

- б -

Опы? рас'ои.! вахт показывает.. что взркви гада >tr.cvo иуоисхо-дяг на mxvax более Kfr3'.'iix категории на г'О п[ч:чи"с кж-тего п6ъ~ ел вадгл/эдзгоск года, с гл «.Ц'иллаациоичо-тсхнп'юсгс'лм причинам. Условность деленнл аахт на гат&'гории об'ькекдотоя am и трм, м-^о отношение гэдэобядьноо-ги еяерхкатигоркой г;ахтк к гязоодильксс-; к шахты порвой категории состполяот и - Го /5 = 3, а отнеи^гго фактической гязообкльиоети снешка-гего'р.чой зч>\тн :t регламентированной геличика достигает '1 = 141 / i'o ~ 10-е услоыих тахт Кузбасса к И « 20 / 1С а 2 - ¡з уолотжчх ы&х-г момуорлх уголье ж районов ¡iHJ. Ичме го соря, ивпрхкатеготжйниз woxjk по относительной глзообияьности обличаются одна от другой г больиеЛ! игре, чем бс всам диапазоне от поргай до гверхкатэгориоч.

Бвагодаря трудам учек»ж ак&дехкчвемгс, оттсдекяс и уиабмас ияетитутаи: ЖКОН РАН, ИГД т.А.А.Стшас«стс, ЗвстШ, ШигШ, ДснУГИ, Докгипроаахт, йП'МЛК .Украину, МТУ, ЛГИ, ДПТ, :&>р?У, Счагш, КузПУ, ИркГГУ, СПУ, ЧГГУ, ТЛ.У. Шандуньского Iii к дт>. . успсжо раиаю?ся задачи, г.зязагмм с боэопз.счостьх» a^Xi.

Исследованию газозыдслонил в горные энрао'огки от определяю-пшх факторов иосвяадеиы работы миоги* учонкх» иллршэр» i.A.Абрамова, А.Т.Айруии, М.А.Ермакова, <l.$.rpa»jcinro<uw Й.А.Колыакока. Г.Д.Яидина, В./1.Муравога, А.А.Мясникога, А.М.Морппа, Л.А.Цуч-юм, С.Н.Осипов,ч, А.Т.Петроеяка, И.¿.Сергеем, Г.Г.&'вколадитоиа, Б.Г, Тарасова, Л.А.Шовчонко, За и Дч Дзамь др.

Следует заметить,- что вопросу связи, гивооиаскости »fixi о их .рааообняьиоотыо изучены до настоящего среивни недостаточно.

Исследования, проведенные э Кузбассе к Ътоумслан бассойнз №.Р, покапали, что c.poütoi: добычи угля относительная газообиль-нсеть шахт уменьшайся по зависимости vp*:c Л):

Зотн - а,/ к <• , (I)

где 3 с?г! - относительная газообильиость ыахгы, m3/V с-ут.доб.; А - суточная добыча шахты, т/сут.; а,, й. - ¡змплрнческио коэффициента.

Значения екгофичесних ко.-у/^адгенгйп, расечитлнш» дня 74 иа.*т Кузбасса по 7 угольнщ районам, находятся я пролетах в.» 1,9 -23,4 ; а;" ¿¿¡3 - Ibilil ; при средних анячиничх дли Кузбасса в. - 12,6 ; 5.= 7253 пня суточной до^ыод шхт ? «отделах I-U -6410 г. Рассчитанные ,'яя 40 шахт '¡оч^еч угодьннч рпЙ"И0в ^андуаь-

окого месторождения ИКР величины эмпирических коэффициентов находится 5 пс-эдолах п.- 0,11 - 1,04 ; а. - 3895 - 5353 ; при сродник значениях з, 0,57 ; а, - 4б2Ь.

Исследования показали, что с ростом добычи угля, абсолютная газоооильность шахт, для тех жз условий, возрастает по зависимости (рис.2):

^аб« » + Вг А , (¡с)

гдо V йбр - абсолютная газообильность шахты, м3/мш; А - добыча, угяя шахтн, т/сут; а^ , вг- - гшярическио кооффициенты.

Значаьи?. эмпирических коэффициентов находятся, соответственно а пределах для вахт Кузбасса: -ал - -9,6 —180,2; вг = 2,0 -29,3; а я - -94,9; вл = 16,6; а для шахт ШР в пределах: = -7,1 - -121,5; в* =■■ 1,6 - 16,3; = -64,3;. в, * 10.

Справедливость установленных закономерностей (I) и (2) видна из рассмотрения физической сущности взаимосвязи абсолютной и относительной газоеблиыюст шахт. Теоретически относительная газообильность крадстивдябт собой скорость изменения функции абсолютной газообкльности по добыче, т.е.

,у -¿'!7абс ■ А (а^ + А) в

-/отн = —г--- ----- - г (3)

¿а а а

где п - эмпирический коэффициент. .

Значения &итирйческ»пс коэффициентов в определяйте.? по формуле в * а I + А ь |. г

Указанная взаимосвязь абсолютной и относительной газообильности установлена рапсе гфоф.В.А.Колмаковым при исследовании» им законоаерностей изменения метаноо&'ильноети ст интенсивности добычи угля в очистных забоях.

Из'установленных закономерностей (I) - (3) следует очень гза-х-г;,гй практический иые'од, свидетельствующий о том, что величина относительной газообмльноочи создает ложное представление о енкже-ичи гаооопасносш шахт а ростом добнчи угля, т.к. абсолютная гаэо-пбилиюсть при этом увеличивается « гааоопасность шахт возрастает.

Следовательно, для оценки газоопасности шахт, .в связи с добычей угля, необходимо-змосто.относительной - принимать абсолютную га.чпо^и.чьность.

С учетом рг'глаиетчфовйлного "Руководства, по проектирован;®

РисЛ Зависимость относительной газообильном!! ( V стн) ст добычи угля (А) на шахтах: I - Кузбасса; 2 - Шш'дуня (КНР)

Рпо.2 Зависимость абсолютной гаэообильности ( У f.to) от добычи угля i к) на шахтах: I - Кузбасса; ?. - Шандуня (Kit?)

_ е -

i4jii,:,'ííj¡fli;nv: jTt'.'n.Hti.»: шах г" абсолютную газообидьномъ зывотс о? по-сителыюй рекомендуете;? рассчитывать ,длд проектируемых- шахт по формуле:

-U-Z Ууг •» Z "JrU * £ 7tT + ,. (4)

где 7уг . %..£. Сет, - оортлотетвешо абсолютная газообильность шгомоччьга участии», обособленно проаетриьаешх тупиковых ьы-рйСотск, старых ъпрабепшннх пространств, погашаемых и подчеркиваема Выработок, М3Д:!!Н.

Для деЛс'гвр-ядмх шахт абсолютная гааообйльность шахты рассчитывается но формуле:

Ха-«.= £' 7, ,'<bv

Vе 1

где 'Л«.* - абсолютное газоъыделение в исходящих из вахта венталя-циокних струях, м°/кин.

3 соответствии с фактическими величинами абсолютных гаэоо-бкльнэстеП тахт што рассчитать научно-обоснованный интервал их деления при прогнозе газоспасности. Например, для Кузбасса, где абсолютная газообмлькоегь шахт изменяется от 0,16 мV®'i до 163,8 мэ/г,глн, чаучно-обосношнным следует считать интервал i? 10 м°/ьш.' 'доя получения достоверных прогнозных данных о rasouiiac-ноети шахт и разработки сфедств борьбы с газом.

ría основании проведенных исследования мок «о предложить разделит^ шахти Кузбасса и ИКР по газоопасносги на две группы: не-газоп-.'Э и га.чоодасгше. К перьой группе рекомендуется отнести вахты, в которых газ не выделяется. Ко второй группе - шахты, где обнаружено обыкновенное, суфдярное и внезапной выделение газа (рисЛ и 2). •

Целесообразность такого деления позволяет» разработкой ряда мер, повысить безопасность работ в шахтах.

'Леследоваьмя показали, что расчет газового баланса шахты по абсолютной газообильности позволяет упростить'выбор средств борьбы с газом, путем оценки возможностей вентиляции и дегазации, • предотвращающих общее, местное и.слоевое загазировакьв горки:« выработок выекечтяе участков, полото витальных, поядерьмнадкт. и rtoraaie;.íLx виработок 'к шахты в целом. Сущность оценки гизоопас-ностй горних bwpaüutok по составляющим структуры газового.баяан-

_ у _

са заключается з сопоставлении Лиспчеокод г.бсолитноК гарсобиль-иости. выработки с воаюакосткли кеьткляцки и дсгдаэщш Д'.я поддержания допустлуой релг.пцни газообн.и.чоегл и нснг.оптрацин газа s выработке в целой и в отдгььннх ео мостах, о умтом соотношения гдэосбишгооти* расхода, скорости дюггзнйя моутуъа и концентрация ггза в различных местах сирЗотоя.

Переход к оценку гауоопасностм шихт г?о абсолютной газообнл.ч-ноетв вместо относительной позволяет пкбэать в кач&с/пз кт;и1»грия коодштрыдо газа, как наиболее опоенкй средний цпэизводлтьсн-ний аартлогкчйсккй фактор, связанную с ней uijpc-a мсныхе число ноза вясидох параметров.

. В связи с зтк;л, необходимо наполнить следуо'цсге соотсокспе величину концентрации газа а руднкчной атмосфере дЯч' подд&рваглия е ней бэднтк газовоздувних смесей. '

(:■>)

■SV ~ ' ............

где 100 - коэффициент разбавления гаэл; 7 ~ расход гаг,а, мйД«'н,; 5 - сечение выработки, м"; V - скорость дыгллгнл ).юздуха, м/с; кí- козЗДктдееиты нергшio«ep¡юстк глзоршшания.

В зависимости от соотношения параметров я бмрл^ония (6), гмо кетодн борьбн о газом делятся на групгш: г£зйдика!до»яские, аэрс-дипауичеекко, режимные к коыо'инироь&чк»!».

Для. создания безопасно л работы с ч:а?:тс иообходежо, vredi: фактическая концентрация газа но прегыода деггувтк'/лф ('«¡^опасны* предал, гак на общих исходящих струях объектом проочтрпвьни«, тач и но всех ;/.еотак объектов, где моавт крошодгьея сродное и опасное действий газа.

При отом количественная ьели'-гш пронгутс.^*? фактической над допустимой концонтрациеК газа'а гдэооб;¡дыгостью оцениБаотся в вахтах путем определения яиэф^шхекта о^/.'хтнцпости дегазашк иг и снижения гаэоэСапьмоош другими с^дслччш», ко яурпчевпнн:

,, Уф ~ Уд !Г>

=--.

J<p

Однако, снижение обт'А гаооос'йдьности сбг-е.кто. дрозв*рйвак»я до допустимого' предала троОузт пииолц^ая дополнительного уела-зи/г: елпаднип концентр удии газа по ьсе% местах пр> тзапроянле-

няя путем определения кооф^ицнента эффективности снижения кок-

ц^нтрац'.ги гэга по шр'аадтм»:

¡г . Сф - .

Nív-.M - С------> (3)

где и - индекс, .уюнзьлкагедй моете скопления rana.

Выполнение отс^зго условия предусматривает изыскание и кс-полюоланкс, в основном, раэераов вентшшииокнух потоке».

У'ктцбля. характер зависимости абсолютной газообилькостл шах'ги от дгбьгчи угля (2;, и .связь ее с концентрацией газа (6), зпярлци ха^.стср и сакономаркость гозникновеиии взрывов газа на i;китах Кузбасса (табл.1):

Таблица I

/(б(!С'Л»тиия í'i'.SOü^i^LHOC'ri, i:m;c-t, ¡¡Г/ми1? 4«CÍO KKXT, rtM Число МрУПОВ, щ N = • * r¡iu

ü - 10 22 4 ' 1В .

Ю - 20 37 П G5

20 - oU 13 5 33

30 - 40 5 3 50

40 - 50 - 0

50 - 60 I -

> 60 12 5

Всего 74 28 з-"1

Из табл.1 видно, что с уполичоняем абсолютной газообильлооти ьихга число взрывоа растот. Пря отом, гфедобавляется иммомким делать прогноз газоопасноети шахт с ааушо-обосковзннш янтерза-лок изменения величины nócолюг-.«)й газообильности.

дал сравнений в тйбя.2 приведены данные зависимости числа í-3'fHBOB газа от относительной газообильности по категориям пихт КупОлсса.

Из табл.2 нздно, что при существующем делении шахт по степени гя-эоопасности на категории, всего II % взрывов от общего икс-лк происходи!' на шахтах I, П к 2¡ кагегораЛ к 69 & взрывов лроис-иг ч<* вахтах, сьвр/скатэгорньк и огисных по внезапным выбросам.

Но при каких гл&чгяшяч относить в.пой гцзс'Об'лию*:/:» гропсхл-.; •■ вьриоя, не. известно, т.к. внво 15 и1/-? су.-./^б. от^.у.сч'ьуст «•;-торслл ос долетал. Если то экотраполяр.'.'пть иаькпшив огиоси-тельноя гагоосклькосп: с кринл с::м ктгартчлок в 5 н°/т су;.доб. то орерхкстегорнь»* колу розделдт-зл на 26 интсртолоэ (катого| , что вряд лк :.'ок:ио очигнть опрд^гм.нчыт.;, т.к. трудно кьйтч наопп-нлч такому большому числу кзтегоркП !»>*?„

Таблица 2

горня шахту Относительная газорскльаость, м''/т с.д. Число хачт. ЯЗраШ/.!, (1,5 П щ %

I 0 - 5 ' б и 0

П 5 - 10 3 0 0

а М - 15 10 3 30

с/к > 15 30 5 .17

оп/выб > 15 25 '¿0 60

■ Б 6 1' 0 74 28 за _„» ___ _

Дел сравнения произведено исслодокаш» зависимости числа отрывов газа от относительной газооЗильностл шахт с тем «о чи;«юкгл интервалом» что и для абсолютной газообильностя ~ Ю :л?/т с.д. Результаты" показали, что с ростом относительной гззосбилоноетк ч»ге-ло эзрисоз на шахтах икоот тепдекщм такие возростлть, однако, г» иолом по интерзалам число пзрыпоБ от абсояктной н отнеСйТСЛ'.-но'Л газообидьностя но одчио.коро и отличаете« и 1,5 - 2 и более раз. Это объясняется уменьшением дсбычн угля на тахтах, н результате чего, относительная газоо?илызооть возрастает, л абсолютная -уменьшается, что е:це раз подтЕ'брждпог ¡югозмякноетъ прогнозировать газоопасность шахт по относительной газообилтпгости.

Анализ нстодоп расчета газообплыностн мказнкг-ст, чго "" !.шно разделить на регламентирование »1 рмом&кдеокм» длл »нодро-кия. Регламентированные методы мя проектиоуаних аахг пред/сиат-ризавт расчет относительней, а длл дейстпующих шахт - АбсолпггоК гпэообильноети, но, с последнем случао, она рае рлрно сводится к относительной - дая определения категории начти по гцо,у. Уоног'мм недостатком катодов расиста относительней газоо'йип.илагл «ялл^тся

осреднение се а течс-кне суток, т,е. без учета временного фактора. Однако, осулзстклвпкое в последние десятилетия иехннческоо треиооружеюга ждет увеличило нагрузки на очистной забой до объемов, содзмерикж с добычей средне": мощности нескольких шахт.

¡3 связи с зтж/.. возникает необходлмость внедрения р&зраЗатм-ааем-и мэ'годов прогноза ъбоохтной гаэосбняьиссти, осиозакных на теории фильтрами, например: Р.М.Кр-.гаезского, й.Я.Пояубар'лисвоЗ-Кошнюй, С.А.Христкзноьича, л.С.Яекбензопа, С.Н.Осипова, В.А.Кол- • ии;;от, К.Г.Тярисоря, Г.А.Зеспятова, А.А.Мчсникова и др.

Ириду недостаточно накопленной информации по коллекторегеим и фи л I. т; >( ■ пи о I ,"н нм параметрам кассиров, разрабатываема« методы, несмотря на сбо-о перспективность, остаются пока не востребованными.

Сохраняя преемственность з разлитая методов прогноза гаэоэ-бяльности и настоящей 'работе рексмекдуатся 'испольооватъ сусостпу-юяно регл'ама.чтаромииие формулы.расчета относительной газообиль-пости с перзродоч ее а абсо.адтну» гаоообкльноегь. Для оценки га-зоопаснос-гк произведена расчеты гааогого баланса шахт по абсолютной газооб'лльноста. В основу расчета абсолютной газообильноегк . июхты по формуле (4) полонено регламентированное "Р; .-.оводСтво по проектирований вептняциу. угольннх шг.хт".

На рис.У приведена блок-схема расчета абсолютной гавообиль-ности и опенки газоопаспостм тахты, акдзчаи ¡сахтодааст, выемочный участок, обособленно проветриваемо подготовите льнув, логапшемуэ и монтажную зкрэботии. С учетом этого составлена втора:. Гц*'.трамыа расчета абсолютной газ'ообииьи^ет» расхода воздуха дая тк в целом и вклвччЮ'Цих ее объектов проветрипачия.

Составленная прогрйг.ма позволяет оценивать гапоопасность про-гетриваекого объекта с учетом возмойяоетей управления гаэоведелв-ниеы разлиадыш средствами.

Расчет газового баланса шахт по абсолютной газообидьности позволил разработать методику оценки метаноопасности шахт, ¡¿етодика включает ¡з себя следующие оташ.

Определение абсолютной газообилькосш каждого № элементов структур}] баланса:-шемочных уча с? ко а; обособленно проветриваемых •"уликовых, погашаемых и шитавных обработок , каждому оахтоплзсту по формулам (5).

Расчет допустимой абсолйтпой мвтанообильностя каждого из па-ряиисленннх элементов по формула:

Рис.3. Блок-схема расчета абсолютной газосбилькости и оценки газоопасности шахт

1 - ееод параметров исходной информации и расчет фактической

газообильиости, Уф ; 2 - расчет допустимой газообильности, Уцм ;

3 - сравнение Уф и У^оп ; 4 - расчет расхода воздуха; 5 - сиро деление фактической концентрации и местах скопления газа, Сф ; б - определение допустимо Я концентрации газа, ; "< - сравнение Сф и Сцьл ; В - управление концентрации газа; 9 - безопасная для работ концентрация газа; ДО - управление газовыделением; II - сравнение С'г. и 7.>,»п •

e jéjljkl^ , (у)

к

К

"До 'J$m - допустимая абсолютная гаэообилькооть, м3/!,гин; 5« - допустимое сечение ы-раСотки, кг"; Ш - допустимая скорость дк«.ет:я есэдуха, м/с; C¡ ' - допустимая концэнтрация газа, %\ Кц- коэффициент неравномерности газопэделения.

Сравнение получевых значений абсолютных гаэообильностей фактической и допустимой для всего объекта проветривания на общих' его исходящих струях.

При условия, когда > Vs¡,n, Сф > , то определяется требуемая величина коэффициента эффективности дегазации (снижения абсолютной газосбильносли"1 по формуле (?) и ярийиыаются мерк по синод-низ абсолютной газообилъяостк объекта проветривания.

При услошп:, когда Уф < , f«> в отдельных местах объекта проветривания фактическая концентрация газа бшз, чей допустимая Сф > С$ , то определяется коэффициент снижения концентрации по форцуле (С) и принимается меры по снижении концентрации газа, т.к. резерв воздуха при этом имеется.

После расчета газообилькостк объекта и оценки его газобозопае-ности производится определение расхода воздуха. .

Разработанная методика' оценки газоопасности пахт позволила определить расход воздуха по фактический данным, с учетов зависимости абсолютной газообмльности {Z) от добычи угля шахт (рис.4.) по формуле:

с$

А также определить расход воздуха по фактическим данным, с учетом зависимости относительной газообильности 13) от дабь^и угля (рис .40:

л 100 Ъ ,,

и лги — -~-г ' ■ / п\

!ЧЧО-С$ "A vil)

Результаты сравнения покьоали, что расчеты расход г воздуха для шахт Кузбасса яо'относительной газообилькости в диапазоне добцчи угпя до 3000 т/сут отличаются от данных по абсолютной'га-аообильностл в I,Г paria. При добыче угля 5000 т/сут - 10000 т/оут

й)

14 • /м,лН

ту з&> чмо 5ссе •№ жз Гл. щТ

б)

г

4

1С(о ш лда. чш ясс ('■ да оес» -хм лл/^.

Рис.4. Расчет расхода иОлдуха для проветривания по относительной . ботнн абсолютной &аА гаэоойильноети для условий шахт: а - Кузбасса, - Шамдунл (ПНР). 1,2- области соотношения С*т* г. О,¡>Л . ' '

эта разлша проншает г 1,5 - 2,3 раза фактический потребнуй расход воздуха.

Расход воздуха для вахт КНР по «'носительной газообильности с диапазоне добычи гул« "до 2000 т/сут отличается от данных по абсолютной газообильностм до 3,5 раэ, а при дебете угля более £000 т/сут расход иоодуха по относительной газообильности запинается з

I, У р'1э!1.

Таккм обг-аиом, оценка газоопасности шахт по абсолютной газоо-билмюстк позволяй? повысить безопасность условий труда по газовому (|№гор> и улучшить ?сх(¡икс-эхоножческие показатели работа «вахты.

зшэше

Й дун-.сортациониои работе дано решение актуальной научней задачи - ракрабоган катод оценки метаноопасностк угольных шахт но абсолютной мь т & и о о о и л ь и с с >г к, имевший вахгкос народно-хозяйственное значение для предотзрагденвя загазированяй иахткой атгосфоры, взрывов гааа, аварий';ы>г простое» забоев и повышения безопасных условий труда и дазхтох.

Основные научные вывода и практические результаты работы заключаются в еледуздем.

1. Анализ показал, что в настоящее время метаноопасос.-з шахт в различных странах оценивается по различным азрологкчал.тям параметрам. Б связи с тек, что взрави газа на аахтах в ШГ на рубежом при ртом не исключаются, продолжение исследований е этом направлении является целесообразна:.

2. Установясь закономерности изменения абсолютной и относительной матаиообильности в зависимости с.г интенсивности добычи угля и глубяии ведения горнах работ; выявлено, что с ростом интенсивности добычи угля абсолютная метанообильность шахт увеличивается но логарифмическому закону, а относительная уменьшается по гиперболическому; доказано, что оценка маткноопаености шахт по абсолютной г&зообнльности более достоверна,.чем по относительной га-?ообгльностк.

3. Обоснован критерий метанооглсности шахт, позволяющий оцени-г-чть эфпяктишоегь средств борьбы с Газом с учетом соотношения па-гпкетрэв, определяэдих иэмзмения абсолютной газообильности, кон-

- г? -

центрацки газа и расхода воздуха. При ого?/ доказано, что каждый объект проветривания (шахта я целом, иахтоплост, участок, выработка ил« ее часть) должен оцениваться ка нэташопасность по абсолютной мечакообклыгасти объекта в ¡долом г! концентрации :.:е тана с отдельных его местах.

4. Даны рекомендации по дедегап иахт на две группы ыетаноо-гасности: кегазопые и газсопасниэ в зависимости от абсолютной г.э-танообильностн. обоснованы интервалы деления современных >.'етаг.а-опасгек шахт Кузбасса по абсолютной метакообильности в 10 мп/мин, исходя из достоверности прогноза иетаиэопасностк.

5. Установлено, что расчет расхода воздуха для проветривания такт по абсолютной метанообкльности, в сравнении с расчетом по относительной метанообильнссти с учетом интйнсианости добычи угля, позволит для Кузбасса сощзатить гагаэкролания атмосферы при добыче угля и снизить расход ьоэдуха в 2,3 рака.

6. Разработанная методика оцзнкя метаноопасности шахт с уче-тог; абсолютной метанообильности повысит безопасность труда горняков .по газовое/ фактору.

Осно йныо положения диссертации отражены в публикациях:

Г. Ли Чан Чем. Оценка гаэоопаснасти шахт // Безопасность жизнедеятельности предприятий и угольных регионах. Тезисы докладео. Кемерово: Куз ГТУ, 1994. С.23-24.

2. Колмакоп З.А., Ли.Чан Чен. Зависимость между числом воспламенений матаносоэдушьа; смесей и гаэообильностью тахт. // Безопасность жизнедеятельности предприятий в угольных регионах. Тезиса докладов. Кемерова: КузШ, 199-4. С.22-23.

3, Колмаков В.А.', Ля Чан Чей. Состояние к оценка гаэоопаснисти пахт .// Управление газозцделонием иахт. Сборник статей. Кемерово: КузП7, 1905-