Способ предотвращения внезапных выбросов угля и газа при проходке горных выработок на угольных пластах, опасных по внезапным выбросам угля и газа

(51) 21 11/00 (2006.01) 21 7/00 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ угольных пластах, опасных по внезапным выбросам угля и газа, включает проведение полевой разгрузочной выработки по направлению, соответствующему направлению запланированной пластовой выработки, бурение из полевой выработки разгрузочных скважин в пласт для его дегазации по запланированной трассе пластовой выработки и проведение пластовой выработки, согласно изобретению, полевую выработку проводят под пластом на расстоянии 10-14 метров от пластовой выработки, разгрузочные скважины располагают кустами, каждый из которых включает несколько расходящихся из одного участка выработки скважин, группы кустов скважин по трассе пластовой выработки подключают к отдельным газопроводам, которые затем подключают к магистральному газопроводу, и отводят смесь на поверхность изолированно от атмосферы подземных выработок. При этом снижается относительная газообильность пласта до безопасных значений и зона разгрузки создает благоприятные условия для миграции из нее газа из ближайших окрестностей пласта и частичной десорбции газа. Таким образом, использование изобретения позволит повысить безопасность труда горнорабочих,а также увеличить темпы проведения горных выработок на пластах, опасных по внезапным выбросам угля и газа. Самусев Владимир ФилипповичПолчин Александр ИвановичГеречко Степан Степанович(54) СПОСОБ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ВНЕЗАПНЫХ ВЫБРОСОВ УГЛЯ И ГАЗА ПРИ ПРОХОДКЕ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК НА УГОЛЬНЫХ ПЛАСТАХ, ОПАСНЫХ ПО ВНЕЗАПНЫМ ВЫБРОСАМ УГЛЯ И ГАЗА(57) Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано при проведении горных выработок на пластах, опасных по внезапным выбросам угля и газа для создания безопасных условий труда для проходчиков. Целью изобретения является разработка способа,который повысит темпы проведения подготовительных выработок на пластах, опасных по внезапным выбросам угля и газа, а также исключает загазирования подготовительных выработок. Способ предотвращения внезапных выбросов угля и газа при проходке горных выработок на 16196 Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано при проведении горных выработок на пластах, опасных по внезапным выбросам угля и газа для создания безопасных условий труда для проходчиков. Высокая газодинамическая активность угольных месторождений Карагандинского бассейна, усложнение горно-геологических условий, обусловленное увеличение глубины ведения горных работ, обязывают искать новые технические решения по разработке выбросоопасных пластов, совершенствовать существующие способы предотвращения внезапных выбросов угля и газа. Основным методом, применяемым на шахтах Карагандинского бассейна в настоящее время является бурение опережающих скважин.(Инструкция по безопасному ведению горных работ на пластах, опасных по внезапным выбросам угля и газа Караганда, 1995 год.) Сущность метода заключается в следующем в забое подготовительной выработки бурят определенное количество скважин большого диаметра. Расположение скважин, их количество и длина принимают такими, чтобы облегчить подвигание забоя выработки в безопасной зоне на определенную длину. Безопасная зона создается скважинами за счет разгрузки угольного массива от напряжений и его дегазации. Применение опережающих скважин большого диаметра снижает горное давление, повышает газопроницаемость угольного массива и увеличивает радиус дегазационного влияния скважин за сравнительно небольшой период времени. Эффективность защитного действия опережающих скважин зависит от свойств угля и параметров скважин диаметра, их длины, радиуса эффективного влияния, величины неснижаемого опережения,количества и расположения. Скважины рекомендуется бурить по наименее прочной перемятой (выбросоопасной) пачке угля мощностью 0.2 м и более. Диаметр опережающих скважин должен составлять 130-250 мм. Скважины меньшего диаметра создают вокруг себя незначительные зоны разгрузки и дегазации и не являются эффективными. Недостатком данного способа является большие затраты во времени на бурение скважин большого диаметра, в результате чего снижаются темпы проведения горных выработок на пластах, опасных по внезапным выбросам угля и газа, а также не исключается вероятность микровыбросов угля и штыба,что приводит к загазированию горных выработок при бурении газодренажных скважин. Известен также (прототип) способ предотвращения внезапных выбросов, как разгрузка от давления,(см.доклад на,21-251985 .52-64 авторы Фукусима А., Дегути Т., Коидзуми К., Ода И., Нисимура К. Япония. Журнал Глюкауф 22 и 23 1986 г. Издательство Недра, Глюкауф русский перевод 1986 год). На шахте Акабира (Японская каменноугольная промышленность) начали реализовывать программу 2 исследований эффективности воздействия разгрузочной выработки, проводимой в 5-10 метрах над разрабатываемым пластом, а также разгрузочных скважин диаметром 250 мм и длиной 20 метров,задаваемых в забой пластовой выработки. Разгрузочная выработка проводилась по породе над трассой вентиляционного штрека, который должен проводиться в том же направлении несколько позднее. Общая мощность пласта составляла 4,5 м, причем вынималась пачка только мощностью 2,5 м. Разгрузочная выработка имела арочное сечение, ширина ее по почве была 4,5 м, а высота 3,6 м. Она проводилась с опережением вентиляционного штрека на 100 м. В качестве эксперимента сначала бурились скважины диаметром 50 мм, которые затем в несколько приемов расширялись до диаметра 250 мм. В заключении были пробурены пять параллельных разгрузочных скважин диаметром 100 мм на расстоянии 1 м одна от другой. Эксперименты дали следующие важные результаты разгрузочная выработка эффективно разгрузила от давления зону, в которой позднее должен был проводиться вентиляционный штрек, причем особенно на участках, где имелись нарушения пласта,проходка этой выработки облегчила бурение разгрузочных скважин диаметром 250 мм в вентиляционном штреке. Разгрузочная зона простиралась на 10 м ниже уровня почвы выработки. Бурение скважин диаметром 250 мм создавало в окружающих породах зону, разгруженную от давления. Недостатком данного метода является то, что на участках нарушений они вызывали возникновение не только разгруженной зоны, но и зоны дополнительных напряжений. Подобная анизотропия и является причиной того, что при бурении скважин могут происходить выбросы газа и штыба. К тому же выделение газа из газодренажных скважин приводило к повышенной концентрации метана в выработке, в результате чего возросли затраты на проветривание забоя, проводимого по породе. Целью изобретения является разработка способа,который повысит темпы проведения подготовительных выработок на пластах, опасных по внезапным выбросам угля и газа, а также исключает загазирования подготовительных выработок. Достигается это тем, что способ предотвращения внезапных выбросов угля и газа при проходке горных выработок на угольных пластах, опасных по внезапным выбросам угля и газа, включает проведение полевой разгрузочной выработки по направлению, соответствующему направлению запланированной пластовой выработки, бурение из полевой выработки разгрузочных скважин в пласт для его дегазации по запланированной трассе пластовой выработки и проведение пластовой выработки, согласно изобретению, полевую выработку проводят под пластом на расстоянии 10-14 метров от пластовой выработки, разгрузочные скважины располагают кустами, каждый из которых включает несколько расходящихся из одного участка выработки скважин, группы кустов скважин по трассе пластовой выработки подключают к отдельным газопроводам, 16196 которые затем подключают к магистральному газопроводу, и отводят смесь на поверхность изолированно от атмосферы подземных выработок. Сущность изобретения поясняется чертежом фиг. 1, на котором показана общая схема реализации способа. Подсчет снижения природной газоносности пласта производится по формуле где - снятое - общее количество метана дегазируемое за единицу времени м 3 А - общая угольная масса определенного участка т снятое -144,где -- замеряемый расход метана с дегазационных скважин м 3/мин- время работы дегазационных скважин сутки А,где - в - ширина обработанной зоны м,а - длина обработанной зоны м, - высота обработанной зоны м- объемный вес угля м 3/т/ По сравнению с прототипом используется эффект увеличения газопроницаемости пласта за счет свободной миграции газа над полевой выработкой(зона влияния в несколько раз выше, чем при проведении выработки над пластом) и в результате чего на участках геологических нарушений при бурении скважин исключается вероятность выбросов газа и штыба. За счет меньшего диаметра скважин и подключение их к дегазационной сети значительно снижается вероятность загазирования подготовительной выработки. Опытное внедрение данного способа проведения горной выработки на шахте Казахстанская Угольного департамента ОАО Испат-Кармет показало высокую эффективность снижения природной газообильности пласта. Так по предварительным расчетам снижение природной газообильности пласта на опытном участке (подключено 15 кусов) составило около 15 м 3/т . Использование изобретения позволит повысить безопасность труда горнорабочих, а также увеличить темпы проведения горных выработок на пластах, опасных по внезапным выбросам угля и газа. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ предотвращения внезапных выбросов угля и газа при проходке горных выработок на угольных пластах, опасных по внезапным выбросам угля и газа, включающий проведение полевой разгрузочной выработки по направлению, соответствующему направлению запланированной пластовой выработки, бурение из полевой выработки разгрузочных скважин в пласт для его дегазации по запланированной трассе пластовой выработки и проведение пластовой выработки, отличающийся тем, что полевую выработку проводят под пластом на расстоянии 10-14 метров от пластовой выработки, разгрузочные скважины располагают кустами, каждый из которых включает несколько расходящихся из одного участка выработки скважин, группы кустов скважин по трассе пластовой выработки подключают к отдельным газопроводам, которые затем подключают к магистральному газопроводу, и отводят смесь на поверхность изолированно от атмосферы подземных выработок.