CC BY
39
© Б.В. Вацковский, В.П. Шаповалов, 2011
УДК 622.831.325
Б.В. Вацковский, В.П. Шаповалов
ВЫБОР ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ ПРИ РАЗРАБОТКЕ СИЛЬНОГАЗОНОСНЫХ И ВЫБРОСООПАСНЫХ ПЛАСТОВ ВОСТОЧНОГО ДОНБАССА
Приведены результаты исследований и даны рекомендации по обоснованию техники и технологии безопасной отработки сильно газовых выбросоопасных пластов Восточного Донбасса.
Ключевые слова: угольный пласт, очистной забой, добыча угля.
~П течение ряда лет нами проводи--М-Э лись исследования по безопасной отработке сильногазовых выбросоопасных пластов Восточного Донбасса с целью повышения эффективности его ресурсного потенциала.
Основные научные и практические выводы и рекомендации выполненной работы заключаются в следующем:
1. Анализ опыта разработки сильногазовых выбросоопасных тонких и средней (до 1,8 м) мощности пологих пластов, шахтные исследования позволили уточнить основные факторы, определяющие возникновение на шахтах выбросоопасных ситуаций в очистных забоях.
Внезапные выбросы угля и газа и сходные с ними газодинамические явления в очистных забоях являются результатом совокупного влияния природных факторов (глубина залегания и тектоническая напряженность пластов; горное давление; наличие газа в угольном массиве; физико-
механические свойства угля; мощность пласта; крепость вмещающих пород) и организационно - технологических условий отработки района ме-
сторождения в целом и каждого забоя в отдельности (порядок отработки пластов в свите; технические и технологические решения по подготовке запасов к выемке; система разработки; собственно выемка, включая интенсивность выемочного воздействия на газоугольный массив).
2. В рассматриваемых условиях, в частности на шахтах Каменско-Гун-доровского района, наличие газа в пласте не является определяющим условием появления выбросов угля и газа в призабойной части очистного забоя. Его влияние на эти процессы сопоставимо с другими природными факторами.
Несмотря на достаточно высокие газоносность и относительную газообиль-ность угольных пластов указанного выше района (соответственно 8,1—13,3 м3/т г. м. и 50,6-62,0 м3/т) метан не ограничивает возможность повышения концентрации очистных работ. Определяющим фактором в этом плане является интенсивность выемочного воздействия на пласт.
3. Выяснено, что при отходе очистных забоев от разрезных печей до формирования в кровле зоны обрушения и
статического опорного давления (пространственно - до «выхода лавы на квадрат») выбросоопасные ситуации могут возникать на любом из участков призабойной части лавы по ее длине.
Зонально, после вторичной осадки в лавах основной кровли и отсутствии зон ПГД и геологических нарушений на отрабатываемой площади выемочного столба, выбросоопасные участки приурочены к местам примыкания очистных забоев к оконтуривающим их выработкам.
Длина опасного участка в створе лавы достигает 40-50 м.
4. Доказано, что по критериям «эксплуатационные затраты на добычу 1 т угля», «формирование выбросоопасных ситуаций в очистном забое» типичные для Восточного Донбасса струговая и комбайновая технологии выемки в рассматриваемых условиях равноценны.
Напряженно-деформированное состояние горного массива при работе комбайна определяется прежде всего временем непрерывной работы выемочной машины по выемке.
При работе комбайна в средней части очистного забоя шумность пласта, а следовательно, и напряженно-деформированное состояние (НДС) его минимальны. Наибольшее НДС имеет место на концевых участках очистных забоев; распространяется на длину 40 -50 м.
В струговых очистных забоях процесс смещения кровли происходит равномерно и с меньшей (в 3-4 раза) скоростью, чем в комбайновых, где плавное опускание пород чередуется с динамическими, приуроченными к времени отбойки угля.
Скорости опускания кровли в период работы струга и остановок забоя не значительно отличаются друг от друга, в то время как при воздействии комбайна на угольный пласт этот показатель в 3-5
раз выше, чем при его перемещении без выемки (зачистка, холостой перегон и
др.).
На основании исследований разработаны мероприятия, которые наряду с известными положениями (первоочередная отработка защитных пластов в свите; бесцеликовые способы отработки запасов; учет и нанесение на планы горных работ зон повышенного горного давления; выполнение требований нормативных документов по прогнозу и предупреждению газодинамических явлений) обеспечивают безопасность ведения очистных работ на сильногазовые и выбросоопасных пластах при использовании узкозахватной техники.
Основные из них:
• отказ от сплошных и комбинированных систем разработки в пользу столбовых при обеспечении подствежения исходящей вентиляционной струи;
• переход на топологии горных выработок, обеспечивающих достижение максимальной длины лав (до 220 - 240 м) при обеспечении прямолинейности их забоев;
• при отсутствии в пределах выемочных столбов геологических нарушений и зон ПГД, сформировавшемся опорном давлении в движущемся очистном забое выемка угля должна вестись с учетом интенсивности выемочного воздействия на призабойную часть пласта. Управление интенсивностью достигается за счет рациональной последовательности работ выемочного цикла;
• в качестве противовыбросных мероприятий в очистных забоях в опасных зонах применять гидроотжим призабойной части пласта при обязательном контроле его эффективности по выдвиганию угольного массива и начальной газодинамике.
6. Рекомендации и результаты исследования, предлагаемые научно-методические положения для выбора эффек-
тивных методов безопасной отработки сильногазовых и выбросоопасных пластов, используются в практической деятельности техническими службами шахты «Западная» ОАО «ДОНКОКС», учеными Шахтинского филиала ВостНИИ,
внедрены в учебный процесс в ШИ ЮРГТУ(НПИ) в виде отдельных лекций, учебных и методических пособий для студентов специальности 130404 «Подземная разработка месторождений полезных ископаемых» МШ
Коротко об авторах __________________________________________________________
Вацковский Б.В. — директор шахты «Западная» ОАО «Донкокс», г. Донецк;
Шаповалов В.П. — кандидат технических наук, доцент кафедры «Разработка пластовых месторождений» Шахтинского института ЮРГТУ, siurgtu@ siurgtu.ru
---------------- ОТДЕЛЬНЫЕ СТАТЬИ
ГОРНОГО ИНФОРМАЦИОННО-АНАЛИТИЧЕСКОГО БЮЛЛЕТЕНЯ
Аль-Сабри Фуад М.А. - аспирант,
Гридин О.М. - профессор, доктор технических наук,
Московский государственный горный университет,
Moscow State Mining University, Russia, [email protected]
Теоретические и экспериментальные исследования процесса гидрофобизации сырья в СВЧ обработке: Отдельные статьи Горного информационно-аналитического бюллетеня (научно-технического журнала). — 2010. — № 10. — 25 с.— М.: издательство «Горная книга»
Рассмотрены результаты теоретических и экспериментальных исследований производства гидрофобных плавучих сорбентов для ликвидации разливов нефти с применением электромагнитных полей ВЧ и СВЧ диапазона.
Ключевые слова: нефтяные разливы, сорбенты, СВЧ.
Al-Sabri-Fuad M.A., Gridin O.M.
Moscow State Mining University, Russia, [email protected]
THEORETICAL STUDIES ON THE PROCESS OF HYDROPHOBIZATION OF RAW MATERIALS IN ELECTROMAGNETIC FIELD
The results of theoretical studies on production of hydrophobic floating oil sorbent for oil spill cleanup with implementation of electromagnetic fields of high frequency and in microwave range are reviewed.
Key words: oil floods, sorbents, the microwave oven.
