Подземные геотехнологии: шахты Донбаса

Схемы и технология дегазации незащищенных склонных к внезапным выбросам угольных пластов скважинами принимаются в соответствии с «Руководством по дегазации угольных шахт». Дегазация незащищенных склонных к внезапным выбросам угля и газа пластов производится до снижения газоопасности угля на 25% ниже величин ы газоносности, соответствующей глубине, начиная с которой осуществляется прогноз выбросоопасности пластов в данном бассейне или месторождении.

Если дегазацией не удается  снизит ь газооп асность угля до указанного предела, по согласованию с МакНИИ (Воет НИИ) производится дополнительно увлажнение пласта через дегазационные скважины или применяются локальные способы предотвращения внезапных выбросов.

Контроль эффективности  применения дегазации для снижения выбросоопасности пластов производится при проведении подготовительных выработок путем замеров начальной скорости газовыделения и выхода бурового штыба по длине контрольных шпуров.

Увлажнение склонных к  внезапным выбросам угольных пластов осуществляется через длинные скважины впереди подготовительных и очистных забоев. Герметизация скважин осуществляется шланговыми герметизаторами или цементно-песчаным раствором.

При плохой смачиваемости  угля необходимо поизвести его гидрофилизацию посредством добавок к воде поверхностноактивных веществ. Оценку способности углей, склонных к внезапным выбросам пластов к увлажнению, необходимо производить по специальной методике ИГД им. А.А.Скочинского.

Для уменьшения сопротивления  жидкости, создаваемого содержащимся в угле газом, необходимо производить предварительную дегазацию пласта с последующим использованием для увлажнения дегазационных скважин.

Для увлажнения угольных пластов  необходимо бурить скважины диаметром 42-100 мм по одной из схем параллельно- одиночного расположения скважин. Выбор схемы расположения скважин производится в каждом отдельном случае в зависимости от системы разработки, высоты этажа, порядка отработки пластов и участков.

Наиболее рациональной является такая схема, при которой из ранее проведенного вентиляционного штрека бурятся скважины по падению пласта на всю высоту этажа.

При выемке пластов, характеризующихся переменным углом падения или имеющих большую наклонную высоту этажа, бурение нисходящих скважин может производиться последовательно вентиляционного и подэтажных штреков на пологих пластах при большой наклонной высоте возможно применение схемы расположения скважин, при которой их бурение производится по простиранию пласта из наклонных выработок, оконтуривающих выемочный участок.

Если при проведении подготовительных выработок или при ведении очистной выемки выявляются неувлажненные зоны необходимо провести дополнительную обработку этих зон. Основные параметры увлажнения угольных пластов: средняя влажность угля на увлажняемом участке пластa W, % ; норма прироста влажности угля на увлажненном участке пластa ∆W, %.

количество подаваемой в одну скважину воды на 1 т увлажняемых запасов q, м³/т;

количество воды, которое нужно подать в скважину, Q, м³.

Длина скважин определяется размерами выемочного поля (блока). Нисходящие скважины должны буриться с таким расчетом, чтобы конец скважины находился на 5 м ниже отметки откаточного или промежуточного штреков. При наличии заранее проведенных выработок скважина не добуривается до выработки на величину 10-15 м.

Локальные способы предотвращения внезапных выбросов угля и газа

Гидрорыхление угольного пласта. Гидравлическая обработка призабойной части угольного пласта в режиме рыхления (гидрорыхления) применяется в очистных и подготовительных выработках на пластах тонких и средней мощности, если обеспечивается бурение и герметизация скважин на заданную глубину; поступление воды в угольный пласт или отдельные его пачки.

Низконапорное увлажнение угольных пластов применяется в подготовительных выработках мощных пластов и осуществляется через передовую скважину, пробуренную по оси выработки или через барьерные скважины, пробуренные по бокам выработки из специальных ниш.

Гидроотжим пласта может применяться в очистных и подготовительных забоях пластов тонких, средней мощности и мощных, за исключением восстающих выработок с углом подъема более 25°.

Гидровымывание опережающих полостей. Основным условием, определяющим область применения опережающих полостей, является наличие в пласте пачек нарушенного угля с коэффициентом крепости не более 0,6. Нарушенные дачки, по которым создаются полости, должны иметь мощность не менее 5 см. Гидровымывание опережающих полостей может применяться: в штреках на пологих и наклонных пластах любой мощности, а также на крутых пластах при применении дополнительных мер по креплению нависающего угольного массива;

в подготовительных выработках, проводимых снизу вверх на пологих пластах любой мощности, и на наклонных пластах, если выработка проводится у кровли пласта.

При применении гидровымываиия опережающих полостей возможно проведение выработок комбайнами или с помощью отбойных молотков. Взрывная отбойка угля допускается только в штреках при условии заполнения полостей инертным материалом.

Образование разгрузочных пазов и щелей. Разгрузочные пазы в нишах на пологих пластах образуются в кутках и ориентируются в направлении подвигания лавы или под небольшим к нему углом (5-10°). Глубина ниши на момент выбуривания разгрузочного паза не должна превышать 1,6м.

Вштреках крутых пластов два разгрузочных паза ориентируются под углом не более 5-10° к направлению проведения выработки: один выбуривается в нижнем кутке (у подошвы), а второй – в верхнем кутке выработки.

В очистных забоях с потолкоуступной формой в верхнем кутке каждого уступа выбуривается оди разгрузочный паз, ориентированный под углом 5-10° к направлению подвигания забоя. Образование разгрузочных щелей во вмещающих породах. Способ может применяться при проведении выработок смешанными забоями комбайнами избирательного действия и буровзрывными работами.

При проведении выработки  комбайнами величина неснижаемого опережения разгрузочной щели должна составлять в выработке не менее 0,6 м от наиболее широкой части вчерне и не менее 1 м в направлении проведения. Выемка породы должна производиться в направлении от кровли выработки к угольному пласту. При этом ширина щели не ограничивается. Между угольным пластом и разгрузочной щелью должен оставаться предохранительный породный слой толщиной не менее 0,5м.

При проведении выработок  буровзрывным способом разгрузочные щели могут образоваться во вмещающих породах путем выбуривания их специальными установками. Неснижаемое опережение разгрузочных щелей в боках выработки остается таким же, как и при проведении выработок комбайнами. Величина неснижаемого опережения в направлении проведения выработки может быть уменьшена до 0,6 м. Ширина щели должна быть не менее 0,02 м.

После выбуривания над  или под угольным пластом разгрузочной щели производится разрушение угольного и породного забоя буровзрывным способом за один прием.

Бурение опережающих скважин применяется в подготовительных и очистных выработках при радиусе эффективного влияния скважин не менее 0,7 м. Число скважин и схемы их расположения устанавливаются таким образом, чтобы обеспечивалась разгрузка и дегазация пласта.

В подготовительных выработках разгрузка и дегазация пласта должны обеспечиваться в сечении выработки и за ее контуром: на пластах тонких и средней мощности – на 4м, на мощных пластах – на 2м.

Торпедирование призабойной части угольного пласта может применяться на пологих пластах тонких и средней мощности в подготовительных и очистных выработках. Взрывание зарядов ВВ производится в скважинах диаметром не более 80мм, длиной 7-20м. Неснижаемое опережение торпедированных скважин должно составлять не менее 5м. Скважины бурят с таким расчетом, чтобы ширина обработанной зоны по бокам выработки составляла не менее 4м. Число скважин определяется радиусом их эффективного влияния (R_эф); расстояние между скважинами не должно превышать 2R_эф. Радиус эффективного влияния торпедированной скважины устанавливается по изменению скорости газовыделения из контрольных скважин.

Заключение

При выполнении данной курсовой работы, я получил навыки использования  полученных теоретических знаний при  самостоятельном решении инженерных задач в условиях предприятия, приобрёл навыки самостоятельного анализа и использования конкретной горно-геологической и горнотехнической информации при проектировании производственных процессов на основе прогрессивных технологических схем; самостоятельно осваивал методики расчёта параметров технологических схем, составления и оформления реальной технологической документации с использованием ГОСТов, справочной нормативной литературы, типовых проектов и отчетов, а также получил большую всестороннюю подготовку.