CC BY
27
© Т.К. Баймухаметов,
Е.Н. Филимонов, А.И. Швец, 2002
УДК 622.411.33:533.17
Т.К. Баймухаметов, Е.Н. Филимонов, А.И. Швец
ПРОГРЕССИВНЫЕ СПОСОБЫ КОМПЛЕКСНОГО ГАЗОУДАЛЕНИЯ МЕТАНА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ДЕПРЕССИОННОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОБЩЕШАХТНОГО ПРОВЕТРИВАНИЯ
П|сл|рние годы в угольном департа-мрпжОЛО «Испат Кармет» взято на-і!рав4ение на отработку рентабельных высокопроизводительных очистных забоев. Известно, что чем выше нагрузка на лаву, тем лучше техникоэкономические показатели: производительность труда, себестоимость тонны добываемого угля и т.д. Опыт шахты «Саранская», с нагрузкой на лаву до 8000 т в сутки, убедительно подтверждает правильность выбранного направления. По сути шахты угольного департамента перешли к более совершенному по уровню концентрации и интенсификации горных работ технологическому процессу «шахта - лава», т.е. шахта обеспечивает планируемую добычу из одной лавы. Динамика изменения количества лав и среднесуточной добычи угля по УД ОА «Испат Кармет» за период времени с 1996 по 2001 гг. показана на рис. 1.
Как видно из диаграммы за последние пять лет количество очистных забоев сократилось с 33 до 13, в то же время среднесуточная нагрузка на одну лаву возросла с 780 до 2322 т, при общей добыче угля по угольному департаменту около 10 млн т в год.
Шахты Карагандинского бассейна разрабатывают угольные пласты газообильные по метану и склонные к внезапным выбросам угля и газа. Добыча 1 т угля сопровождается выделением в горные выработки шахт от 30 до 45 м3 метана. Поэтому для обеспечения высокопроизводительной
все более широкое применение в угольных шахтах находят, и будут находить в дальнейшем мероприятия, направленные на предупреждение, снижение или перераспределение выделений метана в пределах горных выработок.
Показательным в этом плане является лава 231 К10-С шахты «Абай-ская» УД ОАО «Испат Кармет» (рис. 2), которая отрабатывается в сложных горногеологических условиях, с нарушениями по всей длине выемочного столба, влиянием подрабатываемого угольного пласта К12, в зоне ПГД. Такие горно-геологические условия в сочетании с высокой планируемой нагрузкой на очистной забой потребовали неординарных решений по обеспечению безопасных условий труда по газовому фактору.
Схема подготовки выемочного участка предусматривает проведение промштрека параллельно вентиляционному штреку. Это позволяет обеспечить возвратноточную схему проветривания очистного забоя с подсве-жением по вентиляционному штреку и выпуском исходящей струи по сбойке на промштрек. Узловые депрессии при выбранной схеме проветривания распределяются таким образом, что основное количество метана мигрирует в зону коллектора расположенного у перемычки на промштреке. Перепад узловых депрессий между верхним кутком лавы и перемычкой составляет 19,6 мм. рт. ст. Схема проветривания предусматривалась так, чтобы можно
выработках до нормативных. применяются следующие способы газоуда-ления: средствами вентиляции, дегазация выработанного пространства вертикальными скважинами с поверхности, передовая пластовая дегазация впереди очистного забоя, изолированный отвод метана из-за перемычки конвейерного промштрека по газопроводу находящемуся под вакуумом. Газовый баланс очистного забоя приведен в таблице.
Основное количество метановоздушной смеси извлекается из-за перемычки на промштреке путем принудительного отвода метана по газопроводу на поверхность. Этим способом извлекается 75 м3/мин смеси, что составляет 42% от общего съема метана на выемочном участке. Причем на эту сеть работают три вакуум-насоса с производительностью по 30 м3/мин каждый. Больший съем метана по этому способу ограничивается только пропускной способностью газопровода. Вертикальные скважины с поверхности расположены: первая - в 30 м от монтажной камеры, последующие на расстоянии 60 м друг от друга. Эти параметры взяты с учетом шага первичной посадки основной кровли и шага посадки кровли при дальнейшей отработке. Этим способом извлекается 17,8 м3/мин метана. Передовой дегазацией впереди очистного забоя извлекается до 2 м3/мин чистого метана. Такая схема газоуда-ления метана позволяет обеспечить содержание метана на исходящей струе вентиляционного штрека в пределах 0,4-0,6%, а также концентрацию метана в верхнем кутке лавы 0,50,7%, что обеспечивает требуемые условия добычи угля по газовому фактору. Таким подбором параметров схемы достигаются условия, при которых на выемочный участок подается минимальное количество воздуха, а основное количество избыточного метана извлекается путем изолированного отвода метана из-за перемычки и через вертикальные скважины с по-
значение приобретаЮпйвПрошрленеиия на получить в наиболее уlСSншPтана, м3/мин Эффективность дегазации, %
женщ газообильности выемочных изолированного отведи мета! :а меКт% Q,ch4
у¥асткСв5еУст5ййч?н5иентиляЦйи воздуха средствами дегазацдиоо 0,8 18,4
на участки ограничено предельно до- Абсолютная газообильно 2 Т Изолированный отвод из-за перемычки 1 75.0 C'V« 27,8 42,1
и3 раЦйЖЖИИ;1’^ сквй85йичй0кс)йоверхйо/5Яин. ДляТ обеспечения с уточняй 17,8 26,9
тЗчкф Передовая шшштдшивдеказащшя добычи по лаве до 3400) тонн и приве 2,0 3,1
горныхйофаботок. В связи с этим дения содерЖания метана в горных 66,0 72,1
верхности. При этом нами ведется постоянный контроль аппаратурой ПУ-ОРС и специально назначенными лицами за признаками раннего самовозгорания угля и содержания кислорода в выработанном пространстве.
При отработке лавы 231 - К10-С фактическое газовыделение на выемоч-
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ
ном участке, при достижении очистным забоем проектной нагрузки (Асут = 3500 т), превышает расчетное, определенное по природным данным, в соответствии с разделом 3 «Руко-водства по проектированию вентиляции угольных шахт», в три раза. Эти расхождения особенно заметны при посадке
основной кровли. При расчетном значении 21 м3/мин, фактическое газо-выделение составило 66 м3/мин. Прогноз газообильности, изложенный в «Руководстве по проектированию вентиляции...» и являющейся основой разработки решений по безопасной отработке очистных забоев, был разработан в 70-х годах и рассчитан на нагрузки 500-2000 т в сутки. При более высоких нагрузках он просто не работоспособен. Отсутствие достоверного прогноза газообильности не позволяет выполнить расчеты проветривания, дегазации и обеспечить надежную безопасность при отработке очистных забоев. Учитывая важность этого вопроса в угольном департаменте ОАО «Испат Кармет» разработаны предложения по управлению метановыделением в периоды посадки основной кровли. Основной прирост газовыделения происходит из выработанного пространства, в результате чего возникает необходимость применения дополнительных средств дегазации для борьбы с газом (такие, как отсос метана из-за перемычки), а также оптимизация параметров вентиляции. Опыт показывает, что дегазационная сеть должна иметь резерв по пропускной способности, позволяющий при необходимости увеличить объем каптируемого метана.
Таким образом, депрессионная взаимосвязь общешахтного проветривания и дегазационной системы является необходимым условием эффективного газоуправления в условиях высоких нагрузок на очистной забой.
Баймухаметов Т.К. - кандидат технических наук, Управление «Спецшахтомонтаждегазация», УД ОАО «Испат Кармет», г. Караганда. Филимонов Е.Н. — кандидат технических наук, Управление «Спецшахтомонтаждегазация», УД ОАО «Испат Кармет».
Швец А.И. — горный инженер, Управление «Спецшахтомонтаждегазация», УД ОАО «Испат Кармет».
