Способ вскрытия выбросоопасного угольного пласта

(51) 21 5/00 (2010.01) 21 41/00 (2010.01) 21 41/18 (2010.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(57) Изобретение относится к угольной промышленности и может быть использовано при вскрытии выбросоопасных угольных пластов. Задача изобретения предотвращение внезапного выброса угля и газа при вскрытии угольных пластов горной выработки. Способ вскрытия выбросоопасного угольного пласта включает бурение газодренажных скважин в угольный пласт из вскрывающей выработки,расположенной со стороны почвы пласта,отличающийся т е м, что бурение скважин производят по нормали к пласту с расстояния 30 метров до пласта сериями, таким образом, чтобы скважины в серии пересекали угольный пласт в области разгруженной зоны, серии скважин бурят не более, чем через каждые 4 метра подвигания выработки и подключают их к дегазационному трубопроводу.(72) Хамимолда Бауржан Жексембекулы Самусев Владимир Филиппович(73) Дочернее государственное предприятие на праве хозяйственного ведения Казахский государственный научно-исследовательский институт по безопасности работ в горной промышленности Республиканского государственного предприятия на праве хозяйственного ведения Национальный научноисследовательский центр по проблемам промышленной безопасности Министерства по чрезвычайным ситуациям Республики Казахстан(56) Инструкция по безопасному ведению горных работ на пластах, опасных по внезапным выбросам угля и газа, г. Астана, 2002 г.-с.62,п.525(54) СПОСОБ ВСКРЫТИЯ ВЫБРОСООПАСНОГО УГОЛЬНОГО ПЛАСТА Изобретение относится к угольной промышленности и может быть использовано при вскрытии выбросоопасных угольных пластов. Известен способ вскрытия выбросоопасного угольного пласта квершлагами или другими выработками для предотвращения внезапных выбросов производят бурение дренажных скважин,возведение каркасной крепи, гидрорыхление или увлажнение угольного массива, допускается сочетание этих способов. Гидроразрыв пласта в месте его вскрытия осуществляют через скважину диаметром 100-160 мм, расположенную в забое по оси вскрывающей выработки. Устье скважины герметизируют на длину 0.8-0.9 общей длинны скважины. Нагнетание воды производят под давлением 0.08-0.2 хН (кг/см 2) с расходом не менее 30 м 3/ч. В зоне гидроразрыва бурят 5-12 дегазационных скважин, которые равномерно располагают в сечении выработки и на 4 метра за ее контуром. (Инструкция по безопасному ведению горных работ на пластах, опасных по внезапным выбросам угля и газа, Астана 2002 г.- с.62-63). Недостатком данного способа является то, что он не исключает выброса газа при вскрытии угольного пласта. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату является способ вскрытия выбросоопасного угольного пласта, при котором для предотвращения выбросов угля и газа, осуществляют бурение дренажных скважин с безопасного расстояния Хб по курсу выработки в пласт при вскрытии пласта, количество дренажных скважин определяют по величине области эффективного влияния одной скважины,мощности и угла наклона пласта, сечения выработки и протяженности необходимой зоны обработки пласта за контуром выработки. Количество дренажных скважин определяют зависимостью где эф, - область эффективного влияния дренажной скважины, м 2 а ширина квершлага(вскрывающей выработки), м- ширина полосы обрабатываемого массива угля с боков выработки, выше и ниже его по нормали, м. (Инструкция по безопасному ведению горных работ на пластах, опасных по внезапным выбросам угля и газа, Астана 2002 г.- с.62, п.525). Область эффективного влияния скважины принимается в виде прямоугольника 2.6 м по падению и 2.6 м по простиранию 6.8 м 2. Недостатком этого способа является то, что он не исключают выброса угля и газа при вскрытии. Из 59 выбросов,происшедших в Карагандинском угольном бассейне, 10 - произошло при вскрытии угольных пластов (17) . Задача изобретения предотвращение внезапного выброса угля и газа при вскрытии угольных пластов горной выработки. Настоящая заявка на изобретение учитывает дополнительные факторы,возникновения выбросоопасной ситуации при вскрытии пласта и предусматривает операции по их локализации. Как в аналоге, так и в прототипе не учитывается фактор подработки пласта вскрывающей выработкой. Это достигается тем, что способ вскрытия выбросоопасного угольного пласта включает бурение газодренажных скважин в угольный пласт из вскрывающей выработки, расположенной со стороны почвы пласта, при этом бурение скважин производят по нормали к пласту с расстояния 30 метров до пласта сериями, таким образом, чтобы скважины в серии пересекали угольный пласт в области разгруженной зоны, серии скважин бурят не более, чем через каждые 4 метра подвигания выработки и подключают их к дегазационному трубопроводу. При приближении вскрывающей выработки к пласту, начинам с 30 метров по нормали к пласту,начинается существенное влияние подработки пласта выработкой.(30 м экспериментально установленная величина). При дальнейшем приближении выработки к пласту это влияние на структуру пласта усиливается. Известно, что при расположении выработки под пластом, под влиянием горного давления в кровле выработки образуется область разгрузки, что приводит к смещению пород и этой зоне (фиг. 2). С течением времени смещение пород доходит до угольного пласта, и он так же расслаивается и смещается в разгруженной области. Таким образом,полости расслоения пласта образуют трещины газовые коллекторы. Эти коллекторы заполняются метаном, который дессорбирует из микро, макропор и трещин пласта. На глубине залегания пласта 500600 м давление газа в этих коллекторах достигает(3.0-5.0 МПа). При угле встречи пласта вскрывающей выработкой, например 15, объем угля в нарушенном таким образом пласте только в контуре выработки ориентировочно составит где 30 - расстояние до пласта, с которого начинается активное влияние подработки- мощность пласта- ширина выработки. При мощности пласта 4 м и ширине выработки 4 мсоставит 3200 м 3. Расчетное количество газа в коллекторах составитд ,(3) где- объем угля в нарушенной области- газоносность пласта , м 3/т (18-25) кд - коэффициент десорбции (0.6 - 0.7)- удельный вес угля, т/м 3, тогда 32001.4250.780000 м 3. Такой объем газа, находящегося под давлением 3.0-5.0 МПа, создает угрозу возникновения 2 газодинамического явления, что является опасным фактором для жизни рабочих в забое. При приближении вскрывающей выработки к пласту газ под давлением имеет возможность образовать выброс через природные нарушения во вмещающих породах или при вскрытии пласта выработкой. Настоящая заявка предусматривает мероприятия для предотвращения выброса. На фиг. 1 - схема вскрытия выбросоопасного угольного пласта. На фиг. 2 - разрез по линии 1-1. Способ вскрытия выбросоопасного пласта включает вскрывающую выработку 1, угольный пласт 2, серию скважин 3, серии скважин 4, область разгрузки 5, расстояние между сериями скважин 1,дегазационный трубопровод 6, угол встречи пласта со вскрывающей выработкой , расстояние до пласта активного влияния подработки . Способ осуществляется следующим образом-начиная с расстояния(30 м) по нормали до угольного пласта 2, осуществляют бурение серии скважин 4 из вскрывающей выработки 1 в угольный пласт по площади и за контурные участки пласта в области разгрузки 5. Расстояние 1 между сериями скважин 4 должно быть не более 4 м, что определяется зоной эффективного влияния скважин.- при приближении к пласту по нормали 10 м производят контрольное измерение газового давления в пласте. Таким образом, по мере приближения вскрывающей выработки к пласту газ из образовывающихся коллекторов будет удален и опасность выброса исключается. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ вскрытия выбросоопасного угольного пласта включает бурение газодренажных скважин в угольный пласт из вскрывающей выработки,расположенной со стороны почвы пласта,отличающийся тем, что бурение скважин производят по нормали к пласту с расстояния 30 метров до пласта сериями, таким образом, чтобы скважины в серии пересекали угольный пласт в области разгруженной зоны, серии скважин бурят не более, чем через каждые 4 метра подвигания выработки и подключают их к дегазационному трубопроводу.