Товары в корзине: 0 шт Оформить заказ
Стр. 1 

118 страниц

Купить бумажный документ с голограммой и синими печатями. подробнее

Цена на этот документ пока неизвестна. Нажмите кнопку "Купить" и сделайте заказ, и мы пришлем вам цену.

Распространяем нормативную документацию с 1999 года. Пробиваем чеки, платим налоги, принимаем к оплате все законные формы платежей без дополнительных процентов. Наши клиенты защищены Законом. ООО "ЦНТИ Нормоконтроль"

Наши цены ниже, чем в других местах, потому что мы работаем напрямую с поставщиками документов.

Способы доставки

  • Срочная курьерская доставка (1-3 дня)
  • Курьерская доставка (7 дней)
  • Самовывоз из московского офиса
  • Почта РФ

В работе даны рекомендации по выбору способов и определению параметров дегазации разрабатываемых пластов угля подземными скважинами, сближенных пластов и выработанных пространств подземными и наземными скважинами, а также указания по выбору комплекса мер по дегазации источников метановыделения и управлению метановыделением на выемочных участках средствами вентиляции

 Скачать PDF

Оглавление

Введение

1. Перспективные технологические схемы отработки газоносности угольных пластов

2. Рациональные схемы проветривания выемочных участков с высокой производительностью очистных забоев

     2.1. Прямоточные схемы проветривания с подсвежением

     2.2. Возвратноточная схема проветривания

     2.3. Комбинированное проветривание выемочного участка

3. Определение газообильности выработок и допустимой нагрузки на очистной забой по газовому фактору

4. Выбор схем проветривания выемочного участка и способов управления газовыделением

5. Выбор способов и определение параметров дегазации разрабатываемых угольных пластов скважинами, пробуренными из горных выработок

     5.1. Определение метаноносности угольных пластов и метанообильности призабойного пространства лавы

     5.2. Определение показателей газоотдачи разрабатываемых угольных пластов в дегазационные скважины

     5.3. Рекомендации по выбору технологических схем и параметров дегазации разрабатываемых пластов

6. Выбор способов и определение параметров дегазации сближенных угольных пластов скважинами

     6.1. Особенности дегазации сближенных пластов при высоких скоростях подвигания лав

     6.2. Способы и параметры дегазации сближенных пластов и выработанных пространств скважинами, пробуренными с дневной поверхности

     6.3. Способы и параметры дегазации подрабатываемой угленосной толщи скважинами, пробуренными из горных выработок

     6.4. Способы и параметры дегазации надрабатываемой угленосной толщи скважинами, пробуренными из горных выработок

7. Выбор способов управления метановыделением из выработанных пространств

8. Выбор комплекса мер по дегазации источников метановыделения на угольных шахтах

9. Технология бурения и герметизации подземных скважин для извлечения кондиционного метана

     9.1. Бурение скважин

     9.2. Герметизация устьев скважин

     9.3. Особенности бурения и герметизации скважин при бесцеликовой обработке пластов

     9.4. Контроль качества герметизации скважин

Литература

 
Дата введения01.02.2020
Добавлен в базу01.01.2019
Актуализация01.02.2020

Этот документ находится в:

Организации:

РазработанПечорНИИпроект
РазработанИГД им. А.А. Скочинского
РазработанМакНИИ
УтвержденИГД им. А.А. Скочинского
УтвержденМакНИИ
Стр. 1
стр. 1
Стр. 2
стр. 2
Стр. 3
стр. 3
Стр. 4
стр. 4
Стр. 5
стр. 5
Стр. 6
стр. 6
Стр. 7
стр. 7
Стр. 8
стр. 8
Стр. 9
стр. 9
Стр. 10
стр. 10
Стр. 11
стр. 11
Стр. 12
стр. 12
Стр. 13
стр. 13
Стр. 14
стр. 14
Стр. 15
стр. 15
Стр. 16
стр. 16
Стр. 17
стр. 17
Стр. 18
стр. 18
Стр. 19
стр. 19
Стр. 20
стр. 20
Стр. 21
стр. 21
Стр. 22
стр. 22
Стр. 23
стр. 23
Стр. 24
стр. 24
Стр. 25
стр. 25
Стр. 26
стр. 26
Стр. 27
стр. 27
Стр. 28
стр. 28
Стр. 29
стр. 29
Стр. 30
стр. 30

Министерство энергетики Российской Федерации Российская академия наук ННЦ ГП - ИГД им. А. А. Скочинского

Министерство угольной промышленности Украины МакНИИ

ПО ВЫБОРУ И ПРИМЕНЕНИЮ НОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ДЕГАЗАЦИИ И УПРАВЛЕНИЯ МЕТАНОВЫДЕЛЕНИЕМ НА УГОЛЬНЫХ ШАХТАХ

Люберцы - Макеевка 2000 г.

Российская академия наук

Министерство энергетики Российской Федерации


НАЦИОНАЛЬНЫЙ НАУЧНЫЙ ЦЕНТР ГОРНОГО ПРОИЗВОДСТВА-ИНСТИТУТ ГОРНОГО ДЕЛА им. А. А. СКОЧИНСКОГО

(ННЦ m - ИГД им. А. А. Скочинского )

Министерство угольной промышленности Украины

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МАКЕЕВСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ПО БЕЗОПАСНОСТИ В ГОРНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ (МакНИИ)

УТВЕРЖДЕНЫ:

Генеральным директором    Директором    МакНИИ

ИНЦ ГТГИГД им.А.А. Скочинского

А.Д. РУБАНОМ    А.И.    БОБРОВЫМ

МЕТОДИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

ПО ВЫБОРУ И ПРИМЕНЕНИЮ НОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ДЕГАЗАЦИИ И УПРАВЛЕНИЯ МЕТАНОВЫДЕЛЕНИЕМ НА УГОЛЬНЫХ ШАХТАХ

Люберцы - Макеевка 2000

о


2000




Рис. 1.Э. Схема отработки пласта дшннькми столбами по простиранию в нисходящем порядке с охраной выемочных штреков жесткими целиками угля:

1 - счруя свежего воздуха; 2 - исходящая струя воздуха.


Рис. 1.4. Схема отработки пласта длинными столбами по простиранию в восходящем норядае с охраной вмемо'шых штреков жесткими целиками угля:

1 - струя свежего воздуха; 2 - исходящая струя воздуха.

к>


О КПП

Рис. 1*5. Схема отработки пласта длинными столбами с сохранением спаренных штреков временными целиками:

1 - струя свежего воздуха; 2 - исходящая струя воздуха.


Рис. 1.6. Схема отработки пласта длинными столбами в односторонней панели в нисходящем порядке с охраной выемочных штреков:

1 - струя свежего воздуха; 2 - исходящая струя воздуха.

Метанообильность и нагрузка на лаву выемочных участков при различных схемах проветривания

Таблица 1.1

Шахта,

пласт

Метано

обильность

выемочного

участка,

м3/мин

Схема проветривания выемочного участка

Средства

механи

зации

Нагрузка на лаву, т/сут

«Полосухинская»,

29а

7-9

Прямоточная на заднюю сбойку

КМ- 138

2500

«Октябрьская»,

Полысаевский-2

5-8

Возвратноточная на массив угля

КМ-144

3000

«Комсомолец»,

Бреевский

Толмачевский

11-15

17-22

Прямоточная с подсвежением на заднюю сбойку Возвратноточная с отсосом метановоздушной смеси из выработанного пространства скважинами с поверхности

4КМ-138

4КМ-138

2400

3200

Им. С.М.Кирова, Болдырсвский

6-9

Прямоточная на заднюю сбойку

КМ-138

2500

Им. 7 ноября, Надбайкаимский Байкаимский

4-7

7-9

Возвратноточная на массив угля Прямоточная с подсвежением исходящей из лавы струи воздуха

КМ-144 КМ-144

2800

2000

«Есаульская»,

29а

7-12

Прямоточная с подсвежением исходящей из лавы струи воздуха

КМ-138

3000

26а

12-17

Возвратноточная с отсосом метановоздушной смеси из выработанного пространства вентилятором ВМЦГ-7

КМ-138

2400

«Распадская»,

15

■ 5-7

Возвратноточна я с отсосом метано-

2КМ-130

2500

10

10-12

воздушной смеси из выработанного

3KM-138

3700

7-7а

15-19

пространства вентилятором ВМЦГ -7

2УКП5

5500

6-6а

17-22

«Longwall»

6500

Опыт разработки газоносных пластов высокопроизводительными лавами показывает (табл. 1.1), что при ме-танообильности выемочных участков до 10 м3/мин применялись возвратноточная на массив угля и прямоточная в сторону выработанного пространства схемы проветривания. При метанообильности выемочных участков 10-15 м7мин применялись, в первую очередь, прямоточная схема проветривания в сторону выработанного пространства на заднюю сбойку с подсвежением струи воздуха из лавы. При метанообильности 15-20 м3/мин прямоточные схемы не обеспечивали допустимую концентрацию метана в выработках выемочных участков, поэтому стали применяться возвратноточные схемы, дополненные принудительным отсосом метановоздушной смеси посредством вентиляторов ВМЦГ-7, установленных в подземных выработках или на вертикальных скважинах, пробуренных с поверхности. Вентиляторы ВМЦГ-7 устанавливались в разрезных печах впереди лавы, со стороны выработанного пространства на бремсбергах и уклонах, в отдельных случаях - на поверхности. По трубопроводу или выработкам, предназначенным для этой цели, метановоздушная смесь вентиляторами удалялась на поверхность. Это комбинированная схема проветривания выемочных участков, поскольку значительная часть воздуха (до 30-40%, а в отдельных случаях - до 50%) от общего подаваемого на участки забиралась вентиляторами, предназначенными для удаления мегановоз-душной смеси из выработанного пространства.

16

2. РАЦИОНАЛЬНЫЕ СХЕМЫ ПРОВЕТРИВАНИЯ ВЫЕМОЧНЫХ УЧАСТКОВ С ВЫСОКОЙ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬЮ очистных ЗАБОЕВ

Перспективными планами развития угольной промышленности России и Украины предусмотрено дальнейшее повышение технического уровня и эффективности производства на базе технического перевооружения предприятий и обеспечения их новой высокопроизводительной техникой. Передовые коллективы очистных участков ежесуточно должны добывать 2000-3000 т угля, а в отдельных случаях 5000-8000 т и даже 10000 т.

На участках газоносных пластов еще более актуальными становятся вопросы обеспечения условий для высокопроизводительной и безопасной работы горной техники по газовому фактору, поскольку технические возможности средств очистной выемки угля на пологих пластах в 3-4 раза превышают допустимую нагрузку на лаву по газовому фактору.

На выемочных полях со сложным газовым балансом, когда источниками метана являются разрабатываемый пласт, сближенные угольные пласты и газоносные породы, невозможно обеспечить высокопроизводительную работу выемочных машин без совместного применения эффективных способов проветривания очистных участков и комплекса способов дегазации источников газовы-деления. Поэтому на пластах с высокой газоносностью и различным газовым балансом выемочных участков необходимо обоснованно, с учетом факторов вентиляции и дегазации выбирать технологические схемы очистных работ.

17

2.1. Прямоточные схемы проветривания с под свежен нем

Наибольшие возможности для удаления максимального количества газа из выработанного пространства дает применение восходящего или нисходящего прямоточного проветривания очистного забоя с подсвежением исходящей струи, что практически исключает влияние газовыделения из выработанного пространства на допустимую нагрузку на лаву по газовому фактору. Поэтому нормативными документами [1, 2] для технологических схем разработки газоносных пластов рекомендовано прямоточное проветривание с обособленным разбавлением метана по источникам его выделения. По такой схеме проветриваются высокопроизводительные очистные забои Донбасса, Кузбасса и Воркуты.

На рис.2.1, 2.2 представлены варианты прямоточной схемы нисходящего проветривания лавы с подсвежением исходящей струи и отводом ее через заднюю сбойку на пройденный вентиляционный штрек смежного неотработанного яруса [3]. Опыт использования нисходящего проветривания выработок свидетельствует о рациональности и правомерности его применения. При нисходящем проветривании выемочного поля выполняют следующие условия: нисходящее проветривание в лаве, подачу свежей струи по вентиляционному и конвейерному штрекам; выдачу исходящей струи через завальную сторону конвейерного штрека на вентиляционный штрек нижележащей готовящейся лавы.

Нисходящее проветривание практически исключает местные скопления метана на сопряжении лавы с вентиляционным штреком и является более благоприятным для лав, оборудованных комплексами, где ограниченные

18

размеры рабочего пространства обеспечивают большие скорости движения воздуха и исключают образование метановых слоев у кровли выработки. Подача дополнительного свежего воздуха по конвейерному штреку и непосредственный отвод его на исходящую струю обеспечивают обособленное разжижение и вынос метана, поступающего из отбитого угля с конвейеров. Подсвеже-ние воздуха со стороны конвейерного штрека способствует исключению скоплений метана на сопряжении с лавой. Кроме того, завальная сторона конвейерного штрека, находясь непосредственно у целика угля, более устойчивая, чем завальная сторона вентиляционного штрека, примыкающего к выработанному пространству. Одновременно устойчивее будут и сбойки, и нижний вентиляционный штрек, используемый для исходящей струи. Схема не содержит дополнительных выработок, чем выгодно отличается от схемы со специальным дренажным штреком. Проветривание подготовительных выработок осуществляется через шлюз заезда, а исходящие из очистных забоев струи воздуха направляют по обособленным магистральным выработкам, что значительно повышает надежность проветривания выемочного поля.

Схема наиболее совершенна и предпочтительна для отработки бремсберговых и уклонных выемочных полей. Аналогична ей схема, представленная на рис.2.3, при которой метан из выработанного пространства выносится утечками воздуха на конвейерный штрек, где разбавляется воздухом и удаляется по бортовому уклону за пределы выемочного участка. Эта схема, в отличие от схем 2.1,

2.2, характеризуется более интенсивным выносом метана из выработанного пространства на конвейерный штрек и применяется при газообильности участка более 10

УКД 622.831.325.3

Методические положения по выбору и применению новых технологий дегазации и управления метановыделени-ем на угольных шахтах. - Люберцы, ННЦ ГП-ИГД им. А.А.Скочинского, 2000 г., 116 с.

Приведены перспективные технологические схемы отработки газоносных угольных пластов, рациональные схемы проветривания выемочных участков с высокой производительностью очистных забоев, методы определения газообиль-ности выработок и допустимой нагрузки на очистной забой по газовому фактору. Даны рекомендации по выбору способов и определению параметров дегазации разрабатываемых пластов угля подземными скважинами, сближенных пластов и выработанных пространств подземными и наземными скважинами, а также указания по выбору комплекса мер по дегазации источников метановыделения и управлению метановыделением на выемочных участках средствами вентиляции. Изложены технология бурения и герметизации подземных скважин для извлечения кондиционного метана и контроль качества герметизации скважин.

Табл. 8, ил. 43, список лит. - 14 назв.

Авторы:    В.С.Забурдяев,    А.Д.Рубан, И.В.Сергеев,

Н.И.Устинов, Ю.С.Воронюк, Г.С.Забурдяев, М.М.Пучков, Е.Д.Барсукова, НЛ.Юхман, И.И.Беломойцева, А.Н.Павлов, А.И.Бобров, О.И.Касимов, С.В.Пугач, А.А.Эннс, А.С.Пантелеев.

м3/мин. Условия ее применения определяются возможностью поддержания штрека за лавой, поэтому она может быть использована на пластах мощностью до 3,5 м с углом падения до 18° с легко- и среднеобрушаемыми породами основной кровли.

При прямоточной схеме проветривания с подсвеже-нием на выработанное пространство широкими возможностями в обеспечении безопасной газовой обстановки на выемочном участке обладает вентиляция. Однако га-зовыделение на участке при этом возрастает по сравнению с возвратноточной схемой проветривания с погашением выработок за лавой, в результате чего на выемочный участок необходимо подавать в 1,5-2 раза больше воздуха. Нередко такое увеличение количества воздуха бывает трудно обеспечить на действующих шахтах, в особенности при отработке уклонных полей. Поэтому возникает необходимость в применении способов снижения газовыделения в исходящую струю воздуха на концевом участке выемочного столба.

2.2. Возвратноточная схема проветривания

В условиях применения возвратноточной на массив схемы проветривания с погашением выработок за лавой возможности вентиляции ограничены, и высокие нагрузки на лаву обеспечиваются применением дегазации источников метановыделения, в первую очередь, с целью снижения газовыделения на сопряжении с вентиляционной выработкой. Для снижения газовыделения из выработанного пространства осуществляется искусственное удаление метановоздушной смеси посредством газоотсо-са [1,4].

20

ВВЕДЕНИЕ

Угольные шахты России и Украины относятся к предприятиям с повышенной опасностью труда. Обильное метановыделение в шахтах еще в большей степени усугубляет эту опасность.

В 90-е годы на шахтах Российской Федерации и Украины количество аварий, вызванных взрывами и вспышками мегановоздушных смесей, возросло по сравнению с 1985-1990 гг. в 2 раза, что привело к росту травматизма со смертельным исходом в 3 раза и выходу из строя ряда шахт, допустивших аварии, на продолжительное время, вплоть до закрытия отдельных шахт. Взрывы, вспышки и внезапные выделения метана с человеческими жертвами составили 96% общего числа аварий, обусловленных нарушением пылегазового режима.

Приведенные данные свидетельствуют о нерешенности многих вопросов борьбы с газом, к числу которых относятся вопросы устойчивости проветривания и управления газовыделением в шахтах, технологии и параметров извлечения кондиционного метана, исключающие обильные его выделения в горные выработки.

Актуальность этих вопросов еще больше возрастает при разработке угольных пластов на глубоких горизонтах, поскольку с ростом глубины увеличивается метано-носность пластов угля, газообильность шахт и участков. Средняя глубина шахт превысила 450 м, а на ряде шахт Донбасса и Воркуты составляет 800-1000 м и более. При этом особо следует отметить потенциальные возможности роста глубины разработки угольных месторождений России, в частности, Кузбасса.

В настоящее время более 70% шахт России являются опасными по метану, из них 55% - весьма опасными (шахты сверхкатегорные, Ш категории и выбросоопасные).

На опасных по газу шахтах добывается 85% угля. При сравнительно равных горнотехнических условиях в шахтах с метанообильностью 7-10 м3/т добывается угля в 2-3 раза больше, чем в шахтах с метанообильностью 20-60 м3/т, где число остановок угледобывающей техники по причине метановыделения значительно больше.

В перспективе угольных отраслей России и Украины предусмотрено дальнейшее повышение эффективности угледобычи на базе технического перевооружения шахт й обеспечения их новой высокопроизводительной техникой. Очистные участки ежесуточно должны добывать 2000-3000 т угля, а в отдельных менее метанообильных шахтах - 5000-8000 т.

При отработке газоносных пластов вопросы обеспечения условий для высокопроизводительной и безопасной работы горной техники по газовому фактору становятся еще более актуальными, поскольку технические возможности средств очистной выемки угля на пологих пластах в 3-4 раза превышают допустимую нагрузку на лаву по газовому фактору.

При отработке выемочных полей со сложным газовым балансом, включающим выделение метана из разрабатываемого пласта, подрабатываемых и надрабатывае-мых угольных пластов и газоносных пород, невозможно обеспечить высокопроизводительную работу выемочных машин без комплексного применения эффективных способов управления метановыделением на выемочных участках средствами вентиляции и дегазации источников газовыделения.

4

Настоящие «Методические положения...» разработаны ННЦ ГП - ИГД им. А.АСкочинского и МакНИИ при участии ПечорНИИпроекта на основе исследований, выполненных по международному проекту «Разработка способов и средств дегазации угольных пластов с низкой газопроницаемостью и технологии управления метано-выделением шахт Российской Федерации и Украины (российско-украинский научно-технический проект «Дегазация»)». При их разработке учтены современные достижения в этой области за 10-летний период, прошедший с момента выхода в свет действующих нормативных документов («Руководство по проектированию вентиляции угольных шахт» и «Руководство по дегазации угольных шахт») и даны рекомендации по применению наиболее эффективных способов управления газовыделени-ем средствами проветривания выемочных участков и дегазации источников газовыделения на шахтах России и Украины.

Методические положения разработали:

В.С.Забурдяев, АД.Рубан, И.В.Сергеев, Н.И.Устинов, Ю.С.Воронюк,    Г.С.Забурдяев,    М.М.Пучков,

Е.Д.Барсукова, Н.Л.Юхман, И.И.Беломойцева, А.Н.Павлов, А.И.Бобров, О.И.Касимов, С.В. Пугач, А.АЭннс, АС.Пантелеев.

5

1. ПЕРСПЕКТИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ ОТРАБОТКИ ГАЗОНОСНЫХ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ

Выбор схем проветривания выемочных участков предопределяется не только газообильностью, но и принятой технологией отработки угольных пластов на шахтном поле.

В зависимости от горно-геологических и горнотехнических условий для пластов пологого падения мощностью от 1,8 до 5,0 м, на которых возможна работа высокопроизводительных очистных забоев с нагрузкой до 5 тыс.т/сут и более, рекомендуются технологические схемы разработки, которые отличаются подготовкой, направлением отработки выемочных столбов, способами охраны выемочных штреков, схемами проветривания выемочных участков.

Схема 1 включает подготовку и отработку пласта по простиранию в восходящем порядке по схеме «лава-этаж» с проведением выемочных штреков вприсечку (рис. 1.1). Здесь применяется возвратноточная схема проветривания с восходящим проветриванием лавы.

Схема 2 включает разработку пласта односторонней панелью по простиранию с охраной выемочных штреков целиками угля (рис. 1.2). Здесь предусмотрены отработка пласта по простиранию с частичной выемкой межстолбовых целиков и прямоточная схема проветривания выемочного участка с подсвежением и с отводом исходящей струи из лавы на заднюю сбойку. Ее применяют преимущественно на не склонных к внезапным выбросам угля и газа пластах с пониженной пожароопасностью.

6

Рис. 1.1 Схема отработки пласта по простиранию длинными столбами в восходящем порядке по схеме "лава-этаж1 1 - присечной воздухоподающий штрек; 2 - конвейерный ппрек; 3,5, 4 -воздухоподакмцие и конвейерный уклоны;

6 - главный воздухоподающий штрек; 7 - палевой транспортный штрек, 8,9 - фланговые вентляционный и воздухоподающий уклоны; 10 - диагональная сбойка; 11 - струя свежего воздуха; 12 - струя исходящего воздуха

00


n

2000

\

я



£.



Рис, 1.2. Схема отработки пласта длинными столбами по простиранию в нисходящем порядке с частичной выемкой межстолбовых целиков:

1 - струя свеже! о воздуха; 2 - исходящая сгруя воздуха.


JL


Схема 3 включает разработку пласта односторонней панелью по простиранию в нисходящем порядке с охраной выемочных штреков целиками угля шириной 20-40 м, с прямоточной схемой проветривания и подсвежени-ем исходящей струи воздуха из лавы на заднюю сбойку (рис. 1.3). Технологическая схема предназначена для пластов с высокой газоносностью (15-25 м3/т).

Схема 4 включает разработку пласта односторонней панелью по простиранию в восходящем порядке с охраной выемочных штреков целиками угля, возвратноточной схемой проветривания выемочного участка, восходящим движением воздуха по лаве и с отводом метановоздушной смеси из верхней части лавы на заднюю сбойку (рис. 1.4). Технологическая схема применима на невыбросоопасных пластах с высокой газоносностью (15-25 м7т) и повышенной пожароопасностью.

Схема 5 включает разработку пласта односторонней панелью длинными столбами по простиранию с охраной спаренных штреков временными целиками, возвратноточной схемой проветривания выемочного участка, восходящим движением воздуха по лаве и проветриванием ее тупиковой части через неохраняемую в выработанном пространстве выработку с помощью газоотсасывающего вентилятора (ВМЦГ-7 и др.), установленного в разрезной печи впереди лавы (рис. 1.5).

Схема 6 включает разработку пласта длинными столбами в односторонней панели в нисходящем порядке по простиранию с сохранением выемочных штреков в выработанном пространстве, прямоточной схемой проветривания с нисходящим движением воздуха по лаве и проветриванием тупиковой части вентилятором местного проветривания (рис. 1.6).

9