CC BY
17
СЕМИНАР 3
ДОКЛАД НА СИМПОЗИУМЕ «НЕДЕЛЯ ГОРНЯКА - 99» МОСКВА, МГГУ, 25.01.99 - 29.01.99
А.И. Панишко, В.Д. Розгон, М.В Павленко,
ГХК «Шахтерск-антрацит» МГГУ
Исследование процесса метаноотдачи из угольного массива при вибровоздействии
Развитие моделей протекания процесса вибровоздействия в структуре угля позволило понять многие закономерности управления метаноотдачей из газоугольного твердого раствора, который оказался достаточно чувствительным к внешним воздействиям. В то же время имеется много проблем, связанных с физикой процесса на границе уголь-метан.
Комплексный подход к изучению технологии вибровоздействия дает возможность глубже понять это явления и успешно развивать ее для практических целей. Эксперимент по вибровоздействию на угольный массив был проведен в шахтных условиях.
Исследования проводились на шахтном поле ш/у им. 17 Партсъезда ГХК «Шахтерскантра-цит» в восточном вентиляционном уклоне пласта К 2.
Для установления качественных зависимостей показателей метаноотдачи из угольного массива при вибровоздействии был выбран не выбросоопасный угольный пласт К2 со следующими горно-геологическими условиями: мощность пласта - 0,6 - 0,8 м; марка угля - А; природная газоносность - 30-40 мЗ/т; пласт пологий; глубина проведения исследований -520 м.
В качестве источника вибровоздействия (вибратор) использовалась конструкция, состоящая из электрического сверла типа СЭР-19 Д и эксцентрически закрепленного на конце штанги удлиненного металлического цилиндра (весом
46
1,5 кг). Диаметр шпура составил 42 мм, длина 1,8 метра.
Для проведения исследования по оценке влияния вибровоздействия на эффективность газовыделения из угольного массива бурились параллельные шпуры, расстояние между которыми составляло 0,2-1,0 м по падению пласта. Время обнажения пласта 1-1,5 суток.
Влияние вибровоздействия на угольный массив оценивали по га-
зовыделению из параллельно пробуренного шпура по мере удаления штанги из массива. Скорость газовыделения из шпура определяли с помощью прибора ПГ-2м с использованием пневматического герметизатора.
С целью определения количе-
ственной взаимосвязи газовыде-ления из массива изменяли расстояние между источником вибрации и забоем шпура.
Установлено, что без вибровоздействия газовыделение из шпура составляло 0,2-0,3 л/мин. В процессе вибровоздействия величина газовыделения достигала 1,25-1,75 л/мин. Максимум газо-выделения приходился на участок расположенный в 30-40 см от устья и забоя шпура (участок АВ, рис .1).
Проведенные исследования вибровоздействия также показали, что интенсивность метано-отдачи зависит от расстояния между шпуром с расположенным в нем вибратором и газозамерным шпуром. На рис. 1 представлена зависимость метановыде-ления от перемещения источника вибрации по длине шпура.
На участке АВ возникает максимальное метановыделение, это связано с внутриструк-турными микроразрушениями, что приводит к распаду газоугольного твердого раствора, оказывающие влияние на метановыделение.
Природа такого явления может быть связана с передачей энергии вибрации на угольный массив, при этом взаимодействие связано с появлением в системе координат, сопутствующей направлению движущемуся вибратору, эффективного вибрационного поля влияющего на состояние системы «уголь-метан». Метан добывае-
ГИАБ
Рис. 1. Метановыделение из газомерного шпура в зависимости от расстояния до шпура с вибратором. где: L - длина шпура, м; q - газовыделение, л/мин., 1 - расстояние между шпурами 20 см., 2 - расстояние между шпурами 40 см., 3 - расстояние между шпурами 60 см., 4 - расстояние между шпурами 80 см., 5 - расстояние между шпурами 100 см.
мый из угольных пластов является ценным сырьем для энергетики.
В настоящее время даже при существующем уровне дегазации на шахте, использование метана уже обеспечивает значительный экономический эффект угольного предприятия.
В шахтоуправлении им. 17 Партсъезда в настоящее время использование метана в котельных в объеме 7,9 млн м3 в год позволяет сэкономить до 10 тыс. т. угля. В перспективе расширения сфер применения вибровоздействия планируется увеличить объем утилизации метана до 15-20 млн м3 в год, что дает экономию угля до 25-30 тыс. т.
Создание источников и генераторов интенсивного вибровоздействия для их использования в ус-
ловиях шахты сталкивается с значительными трудностями.
Вибровоздействие представляет собой процесс непосредственного воздействия носителя вибрации на угольный пласт по увеличению его метаноотдачи. Такое воздействие на пласт может обеспечить обработку участка пласта на требуемую глубину и обеспечивает эффективную метаноотдачу.
Применяемый вибратор должен отвечать следующим требованиям:
1) Конструктивная простота в изготовлении и использовании в шахтных условиях;
2) Максимально передаваемая энергия вибрации на окружающий угольный массив; 3) Безопасность в эксплуатации.
Существенным положитель-
ным моментом в использовании предложенной конструкции при вибровоздействии является использование серийного выпускаемого оборудования и инструментов, а также выполнение незначительных дополнительных узлов в условиях угольного предприятия.
Интенсификация метаноотдачи и рост ее показателей при успешном решении указанных задач позволит значительно увеличить дебит метана из скважин и рационально использовать его для нужд предприятия.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Руководство по дегазации угольных шахт. - М.: Недра, 1975. -188 с.
© А.И. Панишко, В.Д. Розгон, М.В Павленко
47
