CC BY
50
© А.Д. Рубан, В.Н. Захаров, В.С. Забурдяев, 2012
УДК 622.817.47
А.Д. Рубан, В.Н. Захаров, В.С. Забурдяев
МЕТОДОЛОГИЯ ВЫБОРА ТИПОВЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СХЕМ ПОДГОТОВКИ И ОТРАБОТКИ МЕТАНОНОСНЫХ УГОЛЬНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
Исследованы и обобщены вопросы вскрытия, подготовки и отработки мета-ноносных угольных пластов на шахтных полях, приведены типовые технологические схемы очистной выемки угля и применительно к ним модули дегазации источников метановыделения
Ключевые слова: пласт угля, шахта, забой очистной, добыча угля, технология, схема, дегазация, метод.
Уголь является основным компонентом мирового топливно-энергети-ческого баланса наряду с нефтью и природным газом, что весьма важно для России с ее огромными угольными ресурсами. Вместе с тем основные месторождения, прежде всего Кузбасса и Воркуты, являются высокометаноносными, при разработке которых подземным способом удается средствами дегазации извлекать угольный метан, пригодный для выработки электрической и тепловой энергии. Однако, обильное метановыделение в угольных шахтах согласно российским нормативным документам, ограничивающим содержание метана в рудничной атмосфере, сдерживает темпы ведения горных работ и к тому же при определенных обстоятельствах может привести к загазированию выработок и создать предпосылки к взрывам метановоздушных смесей. Чтобы снизить вероятность таких предпосылок необходимо применять в различных горно-геологических условиях разработки угольных месторождений рациональные технологические схемы подготовки и отработки свиты метаноносных угольных пластов, эффективные в конкретных условиях схемы вентиляции метано-обильных угольных шахт и выемочных полей, способы и схемы дегазации основных источников метановыделения с возможностью последующей утилизации каптируемого шахтного метана.
Для практического решения такой проблемы, обеспечивающей высокопроизводительную и безопасную разработку метаноносных угольных пластов подземным способом, использованы: 1) опыт работы шахт Кузбасса и Воркуты по достижению высоких показателей и рентабельности работы шахт, 2) эффективные решения по схемам вскрытия месторождений угля и раскройке шахтных полей, 3) технологические схемы подготовки и отработки метаноносных пластов угля, включая схемы вентиляции шахт и выемочных полей, рациональные способы и схемы дегазации угольных пластов и выработанных пространств [1]. При этом учитывались геологические особенности и газоносность угольных месторождений, условия залегания пластов угля, стадии и этапы их отработки, средства выемки угля комплексно-механизи-рованными забоями, техника и технология ведения дегазационных работ в условиях интенсивной отработки угольных пластов, требования и положения отраслевых нормативных документов в части соблюдения безопасности ведения горных работ по газовому фактору, извлечения и утилизации шахтного метана.
Характеристика основных угольных пластов на полях шахт Воркутского месторождения и Кузнецкого бассейна приведена в табл. 1, в которой даны марки углей, глубина горных работ, запасы угля, газоносность, проектная производственная мощность и мета-нообильность шахт.
Обработка исходных данных определения метаноносности пластов угля при геологоразведочных работах привела преимущественно к ее линейной зависимости от глубины залегания на месторождениях Кузбасса и гиперболической - на Воркутском месторождении Печорского бассейна [1, 2]. Численные значения метаноносности угольных пластов достигают 20-30 м3/т с.б.м., что свидетельствует о сложности ведения горных работ по добыче угля на больших глубинах по газовому фактору [3-5].
Характерными особенностями схем вскрытия угольных месторождений на полях конкретных шахт являются: вскрытие полей на новой шахте главным наклонным конвейерным стволом и вертикальными вспомогательными стволами при пологом падении; проходка на действующих шахтах вертикальных воздухоподающих стволов с оставлением действующего транспортного горизонта; его одновременно разработка одной-тремя действующими лавами с нагрузкой от 1 до 5 млн.т угля в год в зависимости от мощности пласта.
Типовые схемы вскрытия свиты угольных пластов на шахтных полях включают проходку основных вертикальных и наклонных стволов, квершлагов, уклонов и главных штреков [1]. Основные из них следующие:
Схема 1 - вскрытие свиты угольных пластов наклонными и вертикальными стволами и этажными конвейерными штреками;
Схема 2 - вскрытие свиты угольных пластов наклонными и вертикальными стволами, шурфом, квершлагом и главными штреками при блоковой подготовке участка шахтного поля и восходящем порядке отработки пластов свиты;
Схема 3 - вскрытие свиты угольных пластов вертикальными воздухоподающими и вентиляционными стволами, главным уклоном, квершлагом и главными штреками при панельной или этажной подготовке бремсбергового и уклонного полей;
Схема 4 - вскрытие свиты угольных пластов главным, вспомогательным и вентиляционными стволами, главным людским уклоном, квершлагом и главным откаточным штреком при погоризонт-ной подготовке уклонного поля;
Схема 5 - вскрытие свиты угольных пластов вертикальными стволами, капитальным квершлагом, главными откаточным и конвейерными штреками;
Схема 6 - вскрытие горизонта вспомогательным и блоковыми вертикальными стволами и бремсбергами
Подготовка выемочных участков шахтного поля к интенсивной отработке метаноносных угольных пластов осуществляется с учетом горно-геологических условий их залегания и рациональных технологических решений, обеспечивающих высокопроизводительную работу современной угледобывающей техники при соблюдении требований безопасного ведения горных работ по газовому фактору. Выбор схемы подготовки или ее отдельных элементов на проектируемых и вновь строящихся шахтах осуществляется в соответствии с принятой схемой вскрытия метаноносных пластов угля; проектной мощностью шахты; числом, углами падения и ме-таноносностью пластов угля; глубиной ведения горных работ; параметрами шахтного поля и выемочных участков; проектной производительностью шахты и отдельных лав.
Ниже приведен перечень типовых технологических схем (ТТС) подготовки и очистной выемки метаноносных угольных пластов в условиях шахт России [1]:
Таблица 1
Газоносность угольных пластов и метанообильность перспективных по метанодобыче шахт России
Производ- Запасы угля, млн т Метанообильность
Шахта Марки ственная мощность (на 01.01.2003 г.) Глубина, м Газоносность пластов, шахты (по актам категорийно-сти)
(проектная) млн т балансовые промышленные м3/т с.б.м. абсолютная, м3/мин относительная, м3/т
Воркутское месторождение
«Северная» Ж 1,90 119,6 88,7 725-915 19,4-20,9 153,9 36,4
«Аяч-Яга» Ж 0,65 88,3 75,4 320-350 13,1-13,8 115,0 70,2
«Воркутинская» Ж 1,40 65,8 47,1 640-840 19,6-21,8 142,8 97,3
«Комсомольская» Ж 1,90 105,1 72,4 865-1025 20,1-21,4 126,2 57,2
«Заполярная» Ж 1,70 76,0 62,0 585-760 17,1-19,3 93,1 47,7
«Воргашорская» Г, Ж 4,2 145,1 101,6 300-350 13,6-14,7 70,5 13,0
Кузнецкий бассейн
Им. С.М. Кирова Г 2,26 182,2 20,6 300-350 14,3-15,5 66,5 16,9
Им. 7 Ноября Г 2,0 69,3 33,8 250-300 13,3-14,3 42,0 46,3
«Комсомолец» ГЖ 1,35 108,0 76,4 380-450 16,1-17,5 101,9 33,3
«Полысаевская» Г, Д 1,1 78,4 54,7 350-400 16,2-17,2 71,7 22,0
«Октябрьская» Д, Г 2,0 136,7 106,0 340-400 16,1-17,2 57,0 22,2
«Чертинская» Ж 0,7 33,1 13,3 510-570 17,2-20,0 69,9 47,9
Им. Ворошилова (№ 5- КЖ, К, 0,45 69,6 16,8 300-350 15,0-16,8 39,1 46,9
6) СС, Т
«Есаульская» ГЖ, Ж 2,6 132,9 112,9 340-400 13,4-15,7 145,7 23,1
«Абашевская» Г, ГЖ 1,8 194,8 129,9 470-660 18,4-25,7 113,9 24,8
«Юбилейная» Г, ГЖ 1,8 126,8 83,5 350-400 13,8-15,7 91,2 19,3
«Томская» ОС, Т 1,0 186,7 85,8 365-400 23,4-27,3 39,0 34,0
«Осинниковская» Ж, КЖ 1,8 368,8 127,1 550-630 9,7-12,0 61,5 28,5
«Тайжина» Ж, КЖ 0,7 131,2 45,1 550-600 9,7-10,9 53,8 36,8
«Алардинская» К, ОС, ТС 1,5 303,2 197,5 340-460 16,1-17,5 51,3 16,5
«Распадская» Г, Ж 6,5 655,1 386,4 270-320 15,5-17,6 120,8 11,5
Им. В.И. Ленина К, ОС 1,5 84,8 38,6 310-450 16,0-23,0 49,8 26,5
ТТС № 1 - Очистная выемка тонких и средней мощности пластов в уклонном поле по простиранию односторонними панелями с повторным использованием выемочных штреков;
ТТС № 2 - Очистная выемка тонких и средней мощности пластов в уклонном поле по простиранию двухсторонними панелями с повторным использованием выемочных штреков;
ТТС № 3 - Очистная выемка средней мощности пластов в уклонном поле по простиранию с делением лавы на две независимо проветриваемые части;
ТТС № 4 - Очистная выемка мощных пластов (слоев) в бремс-берговом поле по простиранию односторонними панелями с проведением вентиляционных штреков вприсечку;
ТТС № 5 - Очистная выемка средней мощности и мощных пластов в уклонном поле по простиранию двухсторонними панелями с проведением выемочных штреков вприсечку;
ТТС № 6 - Очистная выемка средней мощности пластов в уклонном поле по простиранию односторонними панелями с охраной выемочных штреков целиками угля при нисходящем порядке отработки выемочных участков;
ТТС № 7 - Очистная выемка средней мощности пластов в уклонном поле по простиранию односторонними панелями с охраной выемочных штреков целиками угля при восходящем порядке отработки выемочных участков;
ТТС № 8 - Очистная выемка средней мощности пластов в уклонном поле по простиранию односторонними панелями с охраной выемочных штреков целиками угля при проходке выработок парными забоями;
ТТС № 9 - Очистная выемка средней мощности пластов в уклонном поле по простиранию односторонними панелями с разворотом механизированного комплекса на 180 градусов;
ТТС № 10 - Очистная выемка средней мощности и мощных пластов в уклонном поле при этажной подготовке с охраной выемочных штреков целиками угля;
ТТС № 11 - Очистная выемка тонких и средней мощности пластов по восстанию при погоризонтной подготовке с повторным использованием выемочных выработок;
ТТС № 12 - Очистная выемка средней мощности пластов по падению при погоризонтной подготовке с повторным использованием выемочных выработок;
ТТС № 13 - Очистная выемка средней мощности пластов односторонними панелями с углами падения до 18° с охраной выемочных штреков целиками угля;
ТТС № 14 - Очистная выемка средней мощности пластов в уклонном поле по простиранию односторонними панелями при бесцеликовой отработке с охраной выемочных штреков искусственными сооружениями (полосами);
ТТС № 15 - Очистная выемка средней мощности наклонных пластов при этажной подготовке с охраной выемочных штреков целиками угля.
Применительно к вышеприведенным схемам вскрытия шахтных полей основные параметры технологических схем подготовки и отработки метаноносных пластов угля приведены в таблицах 2-3 [1].
Высокопроизводительная работа очистных участков в шахтах России характерна, главным образом, при отработке пологих и наклонных угольных пластов. В таких горно-технических условиях рекомендуются шесть технологических схем подготовки и отработки средней мощности и мощных угольных пластов, в их числе лавы по простиранию и падению (или восстанию). При отработке мощных пластов преимущественно используется однослоевая система разработки. Бесцеликовая отработка выемочных полей предусмотрена на пластах мощностью, как правило, менее 1,5 м.
Типовые схемы подготовки и отработки угольных пластов применяются на глубинах до 600-1200 м от земной поверхности (до 800 м - с оставлением целиков угля, от 800 до 1200 м - бесцелико-вая отработка выемочных полей с возведением искусственных полос); при газоносности пластов угля от 10 до 30 м3/т с.б.м. на пластах, преимущественно не опасных по внезапным выбросам угля, газа и горным ударам (на опасных по этим факторам пластах угля применяются схемы без оставления целиков угля); при протяженности выемочных полей (столбов) от 800 до 3000 м, длине лав от 100 до 250 м (преимущественно 180-250 м); в лавах с разделением на две части [1]. Для проветривания выработок выемочных участков используются восемь типовых схем по возвратноточной схеме, пять - по прямоточной схеме с подсвежением исходящего из лавы потока воздуха и три - по возвратноточной схеме с элементами прямоточной схемы, с направлением исходящего из лавы потока воздуха в поддержи-
ваемые за лавой часть вентиляционной выработки и первую от лавы сбойку в завальной части выемочного участка.
Все технологические схемы подготовки и отработки газоносных пластов угля предусматривают применение дегазации сближенных пластов и выработанных пространств, а дегазацию разрабатываемых пластов - при метаноносности пласта выше 13 м3/т с.б.м. Способы, схемы, варианты и параметры дегазации источников метановыделения осуществляются в соответствии с РД-15-09-2006 и типовыми схемами вскрытия, подготовки и отработки пологих угольных пластов.
Если у сопряжения лавы с вентиляционной выработкой возможно образование опасных скоплений метана, то следует пересмотреть схему дегазации сближенных пластов и вмещающих пород скважинами с целью обеспечения более высокой эффективности дегазации, после чего вновь произвести проверку схемы по опасности скоплений метана. В этом случае, когда опасность не устраняется, нужно менять схему проветривания участка.
В комплексно-механизированных забоях применяются механизированные крепи, очистные комбайны, струговые установки, забойные конвейеры отечественного и зарубежного производства. На основании опыта применения отечественного и импортного очистного оборудования рекомендуются механизированные комплексы для пологих и наклонных пластов с учетом горно-технических условий разработки.
По надежности и ресурсу отечественное очистное оборудование уступает зарубежному, коэффициент машинного времени составляет 0,27-0,35, что в два раза ниже, чем у лучших мировых образцов очистной техники. Так, при эксплуатации комплексов типа КМ 138 в лавах со средней длиной 185 м была обеспечена среднесуточная добыча угля 2019 т при коэффициенте машинного времени 0,3-0,35, а комплекса фирмы «Джой» в лаве длиной 240 м (шахта им. С.М. Кирова) - 7,57-11,0 тыс.т/сут при коэффициенте машинного времени до 0,5.
Учитывая положительный опыт эксплуатации комплексов иностранных фирм и в целом угледобывающих отраслей зарубежных стран, можно ожидать, что в России в ближайшее время на подземных работах найдут более широкое применение очистные комплексы высокой энерговооруженности и большого
Таблица 2
Условия применения и основные геометрические параметры технологических схем подготовки метаноносных угольных пластов к отработке
Условия применения
Геометрические параметры технологических схем подготовки угольных пластов к отработке при схемах вскрытия шахтных полей
1 1 1 1 1 1 1
Проектная мощность шахты, тыс. т/год 18003000 30004000 800-2500 12004200 9001200 1000-2500 24007500
Число рабочих пластов 3-8 3-8 3-8 3-8 2-4 3-8 Более 3
Мощность пластов, м 1,5-3 1,5-4,5 1,5-3 1,5-5 0,9-1,8 1,5-4,5 1,5-10
Углы падения угольных пластов, гра- 5-18 5-18 5-18 3-18 3-10 3-10 5-18
дус
Природная метаноносность пластов угля, м3/т с.б. м. До 30 До 15 Любая Любая До 15 Любая Любая
Максимальная глубина горных работ, м 600 800 1200 600 400 600 600
Длина шахтного поля, км:
по простиранию 7-8 8-10 2-7 5-6 6-8 5,1-6 3-8
по падению 1,5-2,5 2-3 1,2-2,4 До 3 1,5-2 2-3 1,5
Примечание: Схема 3а - подготовка односторонними панелями; Схема 3б - этажная подготовка
ы с\ 3
6 Таблица 3
Условия эксплуатации и параметры технологических схем подготовки метаноносных угольных пластов к отработке
Условия применения
Условия эксплуатации и параметры технологических схем подготовки угольных пластов к отработке при схемах вскрытия шахтных полей
1 2 3а 3б 4 5 6
Проектная мощность шахты, тыс. т/год 18003000 30004000 800-2500 12004200 900-1200 10002500 24007500
Наклонная высота горизонта, в том числе бремсберговой части, м 200-250 200 800-2400 800-2500 15002000 15002000 600-1500
Вертикальная высота горизонта, м - - - - 140-225 130-200 200-300
Длина панели (этажа) по простиранию 20003000 10001500 15001800 40005000 - - 15004000
Число действующих панелей (этажей) на пласте 1 2 1 1 2 2 1-2
Число действующих забоев в панели (этаже) 1-2 1-2 1-2 1-2 2 2 1-2
Длинна выемочного столба по простиранию, м 20003000 15003000 15001800 40005000 - - 15004000
Длина лавы, м 200 200 200 200-250 200 200 200
Нагрузка на лаву, т/сут 50001000 30005000 17003500 17007000 17003500 17004000 500010000
Примечание: Схема 3а - подготовка односторонними панелями; Схема 3б - этажная подготовка
го ресурса для разработки угля на протяженных выемочных полях с длиной лав 250-300 м, где возможна среднесуточная добыча 15-20 тыс. т угля на пластах мощностью 1,8-4,5 м. Однако такие нагрузки на очистные забои в метанообильных шахтах РФ (без эффективных технологий дегазации) не всегда могут быть достигнуты по газовому фактору, поскольку метаноносность пластов угля в этом случае ко времени начала их отработки должна быть не выше 10 м3/т.
Результатами исследования газодинамического состояния массива угля вблизи очистного забоя и газодинамических процессов, протекающих в угольном пласте при его очистной выемке, а также исследования интенсивности метановыделения в призабойном пространстве лавы, оборудованной механизированным комплексом, являются:
- зависимости качественного изменения газоносности пласта и отбитого в лаве угля относительно линии очистного забоя, позволяющие оценить уровень необходимой эффективности предварительной дегазации пласта, влияние очистного забоя на снижение газоносности пласта и динамику снижения остаточной газоносности отбитого в лаве угля;
- зависимость интенсивности метановыделения из разрабатываемого пласта в призабойное пространство лавы при работе комбайна, учитывающая его минутную производительность и газоносность массива угля в зоне выемки;
- зависимость интенсивности метановыделения в лаве при работе комбайна, на основании которой экспериментально в конкретных горно-технических условиях устанавливаются: а) фоновое метановыделение в призабойном пространстве, обусловленное выделением метана из обнаженной забоем поверхности пласта и из прилегающего выработанного пространства, и б) удельное метано-выделение из свежего обнажения пласта и отбитого угля, характеризующее прирост объемов метана в лаве с каждой добытой тонны угля. При этом определены показатели интенсивности метановы-деления в лаве в режиме среднесуточной и сменной работы очистного комбайна;
- зависимости метановыделения из массива угля в течение одного цикла и в ремонтную смену за счет естественной дегазации;
- зависимости изменения газоносности угольного массива вблизи обнажения его очистной выработкой.
Из опыта разработки газоносных пластов угля в условиях Кузнецкого угольного бассейна и Ворутского угольного месторождения установлено, что рентабельная работа метанообильных шахт по добыче угля возможна при системах разработки пластов длинными столбами и применении отечественного и импортного очистного оборудования на пологих и наклонных пластах при фронте очистных работ 200-250 м, длине столбов не менее 1500 м и среднесуточной нагрузке на очистной забой на тонких пластах 33,5 тыс. т, на пластах средней мощности - 5-8 тыс. т и на мощных -не менее 10-15 тыс. т угля. При этом отрицательное влияние газового фактора на интенсивность угледобычи должно быть устранено средствами вентиляции и с помощью эффективной дегазации основных источников метановыделения.
Применяемые на шахтах России типы очистных механизированных комплексов охватывают пологие и наклонные пласты мощностью 1,5-5 м с кровлями от легких до тяжелых по управлению. Очистные комбайны являются двухшнековыми и зарубаются по концам лавы в пласт с помощью косых заездов, длина которых 1520 м при ширине захвата комбайном 0,8 м. В лаве двухшнековый комбайн может работать по челноковой схеме на пластах мощностью 1,5-3 м при углах падения пласта до 10-12°. При углах падения 13-35° целесообразно применять одностороннюю выемку, когда комбайн, двигаясь по падению, вырубает полосу к конвейерному штреку, а в обратном направлении снизу вверх зачищает лаву при мощности пласта 1,5-3 м. На пластах мощностью 3-5 м следует применять двустороннюю выемку. Основную часть полосы мощностью 2-3 м комбайн вырубает сверху вниз, а снизу вверх снимает «земник» мощностью до 2 м и зачищает лаву [1].
Обоснованы 15 типовых технологических схем (ТТС) для разработки пластов в основных горно-геологических условиях угольных шахт РФ с учетом опыта работ производственных компаний и высокопроизводительных шахт [1]. Технологические процессы отработки угольных пластов и мероприятия по безопасному ведению горных работ соответствуют требованиям ПБ к высокопроизводительным очистным и подготовительным забоям.
Каждая технологическая схема представлена табличной и графической информацией, включая характеристику схемы, условия применения, шифры и номера модулей. Графическая часть составлена для участка шахтного поля (панель, этаж, горизонт).
Условия применения технологических схем учитывают мощность пласта, глубину горных работ, угол падения пласта, прочность пород почвы, управляемость кровли, природную газоносность угольных пластов, их опасность по внезапным выбросам угля и газа, горным ударам и склонность пластов к самовозгоранию. Применительно к типовым технологическим схемам очистной выемки угля с учетом природной метаноносности угольных пластов рекомендованы модули дегазации разрабатываемых и сближенных пластов угля [1].
В качестве примера в таблице 4 приведены отдельные типовые схемы подготовки и отработки газоносных угольных пластов на выемочных полях шахт.
Схемы предварительной дегазации разрабатываемых пологих и наклонных пластов угля включают следующие модули (Д) дегазации:
Модуль Д1 - типовая схема дегазации пласта перекрещивающимися скважинами, пробуренными на оконтуренном выработками выемочном участке;
Модуль Д2 - то же при бурении параллельных очистному забою и сверхдлинных, направленных на очистной забой скважин;
Модуль Д3 - то же при ограниченных возможностях буровой техники;
Модуль Д4 - то же параллельными и веерными, ориентированными на очистной залой скважинами;
Модуль Д5 - типовая схема дегазации пластов угля с низкой газопроницаемостью восстающими скважинами, ориентированными на очистной забой;
Для дегазации сближенных пологих и наклонных пластов угля используются следующие модули дегазации:
Модуль Д6 - типовая схема дегазации подрабатываемых пластов скважинами, пробуренными из охраняемой целиком угля выработки;
Модуль Д7 - то же скважинами, пробуренными из участковых и фланговых выработок;
Модуль Д8 - то же скважинами, пробуренными с земной поверхности;
6 Таблица 4
00 Условия применения типовых схем подготовки и отработки метаноносных угольных пластов, схемы и модули дегазации [1]
Условия применения ТТС Схемы и модули дегазации источников метановыделения
Наименование показателей Параметры Номер ТТС Разрабатываемых пластов Сближенных пластов Выработанных пространств
Мощность пласта, м: 0,9-1,8 11 Д1-Д5, Д17 Д8, Д9, Д12, Д17 Д14-Д17
1,5-2,5 3 Д1-Д5, Д17 Д8, Д9, Д12, Д17 Д14-Д17
0,9-2,5 1,2 Д1-Д5, Д17 Д6-Д10, Д17 Д14-Д17
1,5-3,5 6-9, 13, 14* Д1-Д5, Д17 Д8, Д9, Д12, Д17 Д14-Д17
1,8-3,5 12 Д1-Д5, Д17 Д8, Д9, Д12, Д17 Д14-Д17
1,5-4,5 15 Д1-Д5 Д6-Д10 Д13-Д17
1,8-5 5 Д1-Д5, Д17 Д8, Д9, Д12 Д14-Д17
2,5-4,5 10 Д1-Д5 Д6-Д10 Д13-Д16
4,5-10 4 Д1-Д5 Д8, Д9, Д12 Д14-Д16
Глубина разработки, м: До 600 6-10, 13 Д1-Д5 Д6-Д10 Д13-Д16
До 800 5 Д1-Д5 Д9, Д12 Д14-Д16
До 900 4 Д1-Д5 Д9, Д12 Д14-Д16
До 1000 2 Д1-Д5 Д9, Д12 Д14-Д16
До 1200 1, 3, 11, 12, 14*) Д1-Д5 Д9, Д12 Д14-Д16
Угол падения, град.: До 10 3, 9, 11, 12 Д1-Д5 Д8, Д9, Д12 Д14-Д16
До 18 1-8, 10, 13, 14*) Д1-Д5 Д6-Д10 Д13-Д16
19-35 15 Д1-Д5 Д6-Д10 Д13-Д16
Опасность пласта по внезапным выбросам угля и газа Неопасный 1-15 Д1-Д5, Д17 Д6-Д10 Д13-Д16
Опасный 1, 12, 14* Д1-Д3 Д6-Д10 Д13-Д16
Примечание - *) При ТТС №14 модули Д6, Д7 и Д13 не могут быть применены
Модуль Д9 - то же направленной трассы скважинами, пробуренными вдоль столба из фланговой выработки;
Модуль Д10 - то же скважинами, пробуренными из участковой выработки;
Модуль Д11 - типовая схема дегазации надрабатываемого пласта скважинами, пробуренными из поддерживаемой за лавой участковой выработки;
Модуль Д12 - то же скважинами, пробуренными в плоскости надрабатываемого пласта.
Дегазация выработанных пространств осуществляется с применением следующих схем (модулей) дегазации:
Модуль Д13 - типовая схема дегазации выработанного пространства при отработке пологих и наклонных угольных пластов скважинами, пробуренными из участковой выработки над целиком угля;
Модуль Д14 - то же скважинами, пробуренными из фланговой выработки;
Модуль Д15 - типовая схема извлечения метана из-за перемычки позади очистного забоя на фланговую выработку.
Схемы комплексной дегазации основных источников метано-выделения включают следующие модули:
Модуль Д16 - типовая схема дегазации сближенных пластов и выработанного пространства скважинами, пробуренными с земной поверхности;
Модуль Д17 - типовая схема дегазации разрабатываемого и сближенных пластов угля с использованием сбоечных дренажно-транспортных скважин.
Анализируя информацию, приведенную в табл. 4, можно констатировать, что дегазация метаноносных разрабатываемых угольных пластов подземными скважинами (модули Д1-Д5, Д17) применима при отработке метаноносных пластов по типовым технологическим схемам №№ 1-15. Для дегазации пластов, опасных по внезапным выбросам угля и газа, рекомендуются модули дегазации Д1-Д3, то есть необходимо применять перекрещивающиеся скважины. Дегазация сближенных угольных пластов и выработанных пространств скважинами, пробуренными с земной поверхности, целесообразна до глубины 600 м [6]. Углы падения пологих и наклонных пластов не препятствуют применению дегазации разра-
батываемых и сближенных пластов угля, а также выработанных пространств.
Таким образом, выполненные исследования свидетельствуют о том, что выбор типовых технологических схем подготовки и отработки метаноносных угольных пластов должен базироваться, во-первых, на учете особенностей и параметров схем вскрытия угольных пластов на шахтных полях, во-вторых, на горно-технических условиях разработки пластов угля, параметрах выемочных полей и планируемых объемах добычи угля и, в-третьих, на рациональных в конкретных условиях схемах дегазации разрабатываемых пластов угля, сближенных пластов и выработанных пространств в соответствии с рекомендованными модулями дегазации.
- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Рубан А.Д., Артемьев В.Б., Забурдяев В.С., Захаров В.Н. и др. Подготовка и разработка высокогазоносных угольных пластов: Справочное пособие / Под общ. ред. А.Д. Рубана, М.И. Щадова. - М.: Изд. «Горная книга», 2010. - 500 с.
2. Сергеев И.В., Забурдяев В.С., Рубан А.Д и др. Проблемы разработки угольных пластов, извлечения и использования шахтного метана в Печорском бассейне. - М.: ННЦ ГП-ИГД им. А.А. Скочинского, 2002. - 352 с.
3. Метан в шахтах и рудниках России: прогноз, извлечение и испльзование / А.Д. Рубан, В.С. Забурдяев, Г.С. Забурдяев, Н.Г. Матвиенко. - М.: ИПКОН РАН,
2006. - 312 с.
4. Рубан А.Д., Забурдяев Г.С., Забурдяев В.С. Геотехнологические проблемы разработки опасных по газу и пыли угольных пластов. ИПКОН РАН. М.: Наука,
2007. - 279 с.
5. Проблемы обеспечения высокой производительности очистных забоев в метанообильных шахтах / А.Д Рубан, В.Б. Артемьев, В.С. Забурдяев и др. - М.: УРАН ИПКОН РАН, 2009. - 395 с.
6. Методические рекомендации о порядке дегазации угольных шахт (РД-15-09-2006) / А.Д. Рубан, В.Б. Артемьев, В.С. Забурдяев и др. - М.: ОАО «Научно-технический центр по безопасности в промышленности», 2007. - 256 с. ЕШ
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ -
Рубан Анатолий Дмитриевич - чл.-корр. РАН, Захаров Валерий Николаевич - зам. директора института, E-mail: [email protected]
Забурдяев Виктор Семенович - ведущий научный сотрудник,
Учреждение Российской академии наук Институт проблем комплексного освоения недр РАН, [email protected]
