Лекция № 6 Борьба с выбросами угля и газа в шахтах

6.1 Общие положения.

6.2 Отработка защитных пластов.

6.3 Применение гидрорыхления угольного пласта.

6.4 Бурение опережающих скважин, образование полостей и торпедирование угольного массива.

6.5 Применение разгрузочных пазов.

6.6 Предотвращение выбросов угля и газа при механизированном проведении подготовительных выработок.

6.7 Способы вскрытия выбросоопасных пластов.

Цель изучения темы:

Изучение технологии мер борьбы с внезапными выбросами угля и газа при производстве различных видов горных работ.

По данной теме студенты должны знать:

1. Меры борьбы с внезапными выбросами угля и газа при производстве горных работ.

Вопросы контроля и самоконтроля

1. Почему снижается выбросоопасность пластов подверженных подработке, надработке?

2. Как определяется зона защитного действия при отработке защитного пласта?

3. В чем заключается физическая сущность механизма гидрорыхления?

4. Почему снижается выбросопасность при бурении опережающих скважин и вымывании опережающих полостей?

5. Физическая сущность эффективности разгрузочных пазов как меры борьбы с выбросами.

6. Какие существуют способы вскрытия выбросоопасных пластов?

6.1 Общие положения

В результате совокупного действия горного давления и давления газа в призабойной части угольного пласта формируется выбросоопасная ситуация, которая характеризуется состоянием неустойчивого соотношения сил, развязывающих внезапный выброс, и сил, препятствующих возникновению внезапного выброса.

Для ликвидации выбросоопасной ситуации достаточно выполнить одно из следующих условий:

• уменьшить напряженное состояние угольного массива(снизить коэффициент концентрации напряжений в призабойной зоне) до величины, при которой невозможно его быстрое разрушение, а также увеличить расстояние от забоя до зоны максимальных напряжений, чтобы технологический процесс выемки угля выполнялся в пределах этой зоны;

• снизить давление газа в пласте (уменьшить газоносность пласта) до величины, при которой работы расширяющегося газа было бы недостаточно для дробления и выноса разрушенного угля в горную выработку;

• изменить свойства пласта, от которых зависит формирование выбросоопасной ситуации: повысить пластические свойства угля, увеличить или уменьшить газопроницаемость пласта.

На этих основных положениях базируются способы предотвращения внезапных выбросов угля и газа. Каждый из применяемых способов направлен на изменение какого – либо одного из факторов формирования выбросоопасной ситуации. Но, поскольку действие этих факторов является совокупным и взаимосвязанным, изменение одного фактора, на который оказывается действие, должно повлечь за собой изменение других факторов.

Зональный характер потенциальной выбросоопасности угольных пластов и очаговый характер проявления внезапных выбросов предопределили принципиальные схемы способов предотвращения внезапных выбросов. Способы предотвращения внезапных выбросов угля и газа принято разделять по масштабам или площади обработки угольного пласта на две группы – региональные и локальные способы.

Региональные способы

Заблаговременные региональные способы:

• разработка защитных пластов (подработка опасных пластов, надработка опасных пластов, применение локальной защиты);

• взрывание зарядов большой мощности в специальных скважинах и в горных выработках;

• гидравлическое расчленение угольных пластов через скважины с поверхности (с последующей дегазацией и физико-химической обработкой).

Опережающие региональные способы:

• дегазация пластов через длинные скважины (восходящими скважинами, нисходящими скважинами, пересекающими скважинами);

• низконапорное увлажнение угольных пластов через длинные скважины;

• физико-химическая обработка угольного массива (пластифицирующими растворами, раствором соляной кислоты, упрочняющими составами).

Локальные способы:

• локальные способы, выполняемые за зоной максимальных напряжений;

• низконапорное увлажнение пласта через скважины, пробуренные из забоя;

• нагнетание воды в пласт в режиме рыхления;

• применение разгрузочно-дегазационных скважин;

• образование опережающих полостей;

• торпедирование угольного массива;

• локальные способы, выполняемые до зоны максимальных напряжений;

• образование разгрузочных пазов в угольном пласте;

• образование разгрузочных щелей в породах кровли или почвы;

• гидроотжим угольного пласта.