Способы развития шахтного фонда

Целью данной работы является разработка проекта поддержания действующей мощности ООО «Шахта «Ерунаковская-VIII» путём подготовки новых участков в пределах существующего горного отвода.

Для достижения поставленных целей необходимо решить ряд задач технического и организационного характера: выбор рациональной для горно-геологических условий филиала системы разработки, технологической схемы, схемы проветривания и средств комплексной механизации очистных работ, обеспечение комфортных и безопасных условий труда рабочим, организация охраны окружающей среды.

Вскрытие и подготовка запасов новыхвыемочных участков планируется горными выработками по пласту, а транспортировка горной массы из очистных и подготовительных забоев на технологическую цепь шахты.

При разработке газоносных угольных пластов газообильность выработок является одним из основных факторов, ограничивающих нагрузку на очистной забой и снижающих скорость проведения подготовительных выработок. Даже с подачей максимального количества воздуха не всегда обеспечивается снижение содержания метана до предельно допустимых концентраций.

планируется разработка технико-технологических решений по дегазации в условиях ООО «Шахта «Ерунаковская-VIII». Для этого в настоящей работе необходимо решить следующие задачи:

1) Обоснование актуальности применения дегазации при введении горных работ на шахтах.

2) Разработка методики исследований для совершенствования средств и способов дегазации при введении горных работ.

Условия подземной добычи угля постоянно усложняются вследствие увеличения глубины залегания разрабатываемых угольных пластов, повышения

их газоносности, выбросоопасности и геологической нарушенности. В то же время, изменяются и технологические параметры: увеличиваются производительности забоев, скорости их подвигания, размеры выемочных столбов. Следует отметить, что сегодня в нормативных документах действуют зависимости, обобщающие горный опыт всех шахт России многих десятилетий и основанные на знаниях 50–80-х годов прошлого века о свойствах среды и происходящих в ней процессах. В изменившихся условиях угледобычи эти зависимости излишне консервативны ипо этой причине не удовлетворяют требованиям горной промышленности, что приводит к запаздыванию управляющих решений или их низкой эффективности. Техническим службам шахт требуются соответствующие системы не только контроля, но и предвидения ситуаций, что требует привлечения новых знаний о газогеомеханических процессах, определяющих газовый режим выемочных участков и подготовительных выработок. Для этого необходим новый подход к формированию и анализу горно-технологической информации. Его технической основой может служить оперативная информация о газовой обстановке в горных выработках, которая формируется электронной системой аэрогазового контроля, накапливающей информацию по каждому датчику в контрольных точках выемочных участков за значительный период горных работ. Планируемые нагрузки на ряде шахт Кузбасса уже в настоящее время достигли 20-30 тыс. т/сут., производительность очистных забоев на многих шахтах лимитирована по газовому фактору. Без кардинального снижения газообильности горных выработок, и в первую очередь газоносности разрабатываемого пласта, обеспечить такую нагрузку не представляется возможным. Достигнутая в настоящее время эффективность комплексной дегазации в значительной мере обусловлена эффективной дегазацией выработанного пространства. В то же время с ростом нагрузки на очистной забой резко возрастает вклад метана, выделяющегося из разрабатываемого пласта и разрушаемого в забое угля. Так, для условий ряда шахт даже при эффективности комплексной дегазации 75-80 % для современных нагрузок на очистной забой требуется применение пластовой дегазации с эффективностью не менее 0,2-0,4, что далеко не всегда может обеспечить дегазация, осуществляемая из горных выработок на стадии подготовки и отработки выемочного участка. Дальнейшее совершенствование дегазации в условиях постоянного роста нагрузок на очистной забой свыше определенного уровня для ряда горно-геологических и горнотехнических условий возможно только на базе региональной дегазационной подготовки, в частности путем заблаговременного извлечения метана из угольного пласта скважинами с поверхности и существенного снижения газоносности последнего до начала ведения основных горных работ.

На основании проведенного анализа литературных источников целью настоящей работы являетсяразработка технологических решений по применению дегазации при ведении горных работ.

Для снижения газообильности выработок, проводимых по угольным пластам, применяется предварительная дегазация пластов или текущая дегазация угольного массива вблизи проводимой выработки.Предварительная дегазация угольного пласта проводится до начала проходческих работ.Срок каптажа газа устанавливается условием достижения проектного коэффициента дегазации с учетом показателей газоотдачи пласта в скважины: интенсивности начального удельного метановыделения (g ₀), темпа снижения во времени начального удельного метановыделения (а).

В целях сокращения сроков предварительной дегазации пласта проводится гидроразрыв угольного массива с целью повышения его газопроницаемости.

На пластах с высокой газоносностью, когда одной схемой дегазации не удается снизить газообильность проводимой выработки, применяется сочетание (комбинация) нескольких схем дегазации.

Дегазация угольного массива вблизи проводимой выработки осуществляется с помощью барьерных или забойных и барьерных скважин.

Барьерные скважины бурятся из камер под углом 3-5° к оси выработки. Длина скважин до 100-150 м. Расстояние между камерами на 15-20 м меньше длины скважин, устья скважин располагаются на расстоянии 2-2,5 м от стенки выработки.

Для снижения подсосов воздуха и повышения концентрации метана в каптируемой смеси применяется схема барьерной дегазации массива угля с использованием перекрещивающихся скважин.

Для повышения эффективности дегазации проводится гидроразрыв угольного пласта.

Жидкость в пласт подается через скважину в статическом режиме либо проводится поинтервальный разрыв пласта. Условия применения, способы и параметры гидроразрыва устанавливаются в соответствии с рекомендациями научно-исследовательских институтов.

При проходке выработок гидроразрыв пласта осуществляется через скважины, пробуренные из забоя проводимой выработки, до бурения барьерных скважин.

При проведении выработок вблизи геологических нарушений или при пересечении последних скважины бурят из камер заблаговременно за 30-40 м до подхода забоя выработки к нарушению. Скважины должны пересекать зону геологического нарушения как внутри контура будущей выработки, так и на расстоянии двух-трех ее диаметров от оси выработки.

Дегазация разрабатываемых угольных пластов осуществляется скважинами, пробуренными из подготовительных выработок. Дегазационные скважины бурятся в плоскости пласта по восстанию, простиранию, падению или под углом к линии простирания (параллельно линии очистного забоя, веером или перекрестно). Скважины бурятся вкрест системыкливажных трещин.

Бурение дегазационных скважин на выемочном поле производится при проведении подготовительной выработки или после окончания ее проведения. Схемами дегазации предусматривается бурение скважин, как в контуре выемочного участка, так и за его контуром. При бурении скважин за контур выемочного участка осуществляется дегазация участка пласта, по которому будет проводиться подготовительная выработка, оконтуривающая участок. На оконтуренных выработками выемочных участках скважины не добуриваются до противоположной выработки на 10-15 м.

Скважины, пробуренные в плоскости пласта, герметизируются на 6-10 м, а пробуренные вкрест пласта – на 3-5 м. При выполнении герметизации учитывается состояние массива горных пород у устьев скважин.

При использовании буровой техники, позволяющей бурить сверхдлинные скважины, дегазация пласта проводится по схеме