50. Сущность предотвращения горных ударов методом гидрорыхления угольного массива.

Применение локальной обработки выбросоопасного пласта в режиме рыхления имеет целью нарушение структуры пласта

под действием воды, нагнетаемой под высоким давлением.

Гидрообработка пласта идет через ряд скважин, пробуренных на зону максимальных напряжений таким образом, чтобы

обработанная призабойная зона пласта была непрерывной и имела ширину, достаточную для выполнения нескольких технологических циклов, а также для неснижаемого опережения. В обработанной зоне снижается величина напряжений, увеличивается расстояние от забоя до зоны максимальных напряжений. Свободный газ вытесняется вследствие поршневого действия воды. Гидравлическое рыхление воздействует, главным образом, на изменение структуры и выравнивание напряженно-деформированного состояния пласта. Одновременно изменяется режим газовыделения. Основными условиями применения гидрорыхления являются такие природные характеристики пласта, которые

обеспечивают интенсивное поступление воды в угольный массив и равномерное ее распределение в пласте или в отдельных пачках, а также невозможность ее неожиданного прорыва через герметизатор или слабую пачку угля. Угольный массив считается обработанным, когда установится фильтрация воды, а затем и газа через угольный массив в призабойное пространство подготовительной или очистной выработки.

В результате нарушается целостность призабойной зоны , изменяется напряженно-деформированное состояние опасного пласта, увеличивается его газопроницаемость, При гидрорыхлении в пласте раскрываются существующие природные и образуются новые трещины, благодаря чему происходит ускорение процесса дегазации, перемещение максимума опорного давления в глубь массива, снижение потенциальной энергии в призабойной части и, как следствие, устранение возможностей возникновения выбросоопасных ситуаций.

51. Схемы предварительной дегазации выемочных участков.

Схемы дегазации:

1.Дегазация выработанного пространства и подрабатываемых пластов скважинами с земной поверхности;

Дег.скважины бурятся с поверхности до разрабатываемого пласта впереди забоя лавы. Диаметр скважин 100-150мм, расстояние между скважинами 80-200м. Скважина обсаживается трубами и подключается к передвижной вакуум-насосной (дегазационной установке). Вакуум-насосная установка,создает разряжение в скважине, метан из области трещиноватости и из купола обрушения удаляется поскважине на поверхность.

2.Дегазация выработанного пространства скважинами из горных выработок

Дег.скв., перехватывают потоки метана из купола обрушения и подрабатываемых пластов-спутников, бурятся в купол обрушения на целиком между уклоном и монтажной камерой на высоту 6-8 вынимаемой мощности пласта. Такая схема применяется при большой глубине разработки.

3.Дегазация подрабатываемых и надрабатываемых пластов пластовыми скважинами;

Пласты дегазируются пластовыми восстающими д.скв., пробуренными из откаточных штреков. После опережающей отработки среднего в свите пласта образуются зоны подработки и надработки. В этих зонах проницаемость пластов резко возрастает и дебит метана из д.скв., подключенных к газопроводу, повышается в несколько раз.

4.Дегазация надрабатываемых пластов с полевой выработки;

Д.скв.бурятся из полевого штрека веером в средний и нижний угольные пласты, чтобы снизить их газоносность в районе будущей проходки откаточных штреков.

5. Дегазация разрабатываемого пласта.

Предпочтительно восстающие скважины. Диаметр д.скв.80-100мм. Расстояние между СКВ. 4-20м, продолжительность дегазации –несколько месяцев до2-х и более лет. Скв.герметизируются цементно-печ.раствором. Для ускорения дегазации можно производить предварительный гидроразрыв пласта и в образовавщиеся зоны бурить скважины. Предпочтительна заблаговременная дегазация разраб.пласта, на большой площади, до начала проведения подготовительных выработок.

Рис. 9.5. Схемы дегазации разрабатываемого пласта: I, 2, 3,- 4.- соответственно вентиляционный, конвейерный, откаточ­ный), промежуточный полевой штреки, 5,6,7 - соответственно дегазационные,барьерные (разведочно-дегазационные); и скважины гидроразрыва

Дегазации выработанного пространства применяют при метанообильности выемочного участка более 3-4м3/мин в следующих вариантах:

1.Дегазация выработанного пространства выемочных участков при разработке тонких и средней мощности пластов производится при помощи скважин, пробуренных над куполом обрушения пород кровли. Углы наклона скважин к горизонту и к оси скважин штрека рассчитываются в соответствии углами сдвижения пород. Длины скважин принимаются до 100 м, диаметр 50 мм, величина разряжения 0,0025-0,005 МПа, а коэффициент эффективности дегазации равен 0,2—0,4;

2.Дегазация выработанных пространств вертикальными скважинами применяется в зависимости от глубины разработки. При глубинах 200-300 м вертикальные скважины бурят в выработан­ное пространство отрабатываемого выемочного столба через 800-100 м на расстоянии 20-40 м от вентиляционного штрека вниз по падению пласта. При больших глубинах находят применение вертикальные скважины, которые бурят диаметром -600 м на фланге выемочного столба. Эффективность их газации составляет 0,6-0,8. Дегазация старых выработанных пространств осуществляется наклонными кустовыми скважинами, которые бурят в верхнюю часть первого по падению выемочного столба панели или вертикальными скважинами, которые бурят на два фланга выемочного блока вентиляционного участка. Дегазация выработанного пространства при разработке мощных угольных пластов осуществляется скважинами, пробуренными из полевых выработок. Длина скважин равна 50-70 м, расстояние между ними 15-20 м, величина разряжения 0,0025-0,005 МПа;

3.Дегазация выработанного пространства изолированным отводом газа за пределы выемочного участка производится с помощью газоотсасывающих установок. При этом доля газовыделения из выработанного пространства должна состав­лять не менее 35% общей метанообильности участка. Отвод газа с использованием неподдерживаемых выработок может применяться лишь на пластах, не склонных к самовозгоранию. Коэффициент эффективности дегазации изолированного отвода равняется 0,3-0,8.

4.Комбинация нескольких способов и схем дегазации газонос­ных массивов применяется при разработке высокогазоносных пластов, когда газообильность участка более 10-15 м3/мин и не удается снизить концентрацию газа до допустимого уровня. Наиболее эффективными являются следующие комбинации способов дегазаций. При разработке тонких и средней мощности пластов - дегазация разрабатываемого пласта сква­жинами, пробуренными в оконтуриваемый массив угля и на сближенные пласты, а также отсос газа из выработанного пространства; дегазация смежных подрабатываемых угольных пластов и отсос газа из выработанных пространств с помощью вертикальных скважин, пробуренных с поверхности. При раз­работке мощного одиночного пласта дегазации пластовыми скважинами и отсос газа из выработанного пространства. При разработке пологих и наклонных пластов с сохранением вентиляционных штреков и с разделением этажа на подэтажи — дегазация сближенных пластов и разрабатываемого пласта.

«Геомеханика»