книги из ГПНТБ / Систематизированные данные по внезапным выбросам угля и газа на шахтах восточных и северных месторождениях страны

Внезапные выбросы,происшедшие на пахтах Карагандмнокого

продолхение таблицы 13

Шахта "Сокуоскал".пласт ”Феликс"

РАЗДЕЛ П. МЕСТОРОЖДЕНИЯ СЕВЕРА СТРАНЫ

Глава I . Воркутинское угольное месторождение Печорского бассейна

Краткая характеристика Воркутинскаго месторождения

Воркутинское месторождение находится в центральной части Печорс­ кого бассейна и представляет собой правильную,крупную и относительно спокойную брахисинклинальвую складку,ось которой расположена в севе­ ро-восточном направлении. Месторождение осложнено серией нарушений типа взброс с амплитудой 100 м и более,а также рядом мелких дизъюнк­ тивных нарушений с амплитудой разрыва от 0,5 до 12 м.

Площадь месторождения достигает 300 км2 при среднем значении ширинн складки 10 км,длины более 30 км.

Каменноугольные отложения приурочены к Воркутииской серии,кото­ рая подразделяется на две свиты пермского возраста: Верхневоркутинскую мощностью до 900 м и Нижневоркутинскую мощностью до 1100 и, к которой относятся основные разрабатываемые пласты. В свою очередь Нижневоркутинская свита делится на две подсвиты: Аяч-Ягинскую мощно­ стью 600 м и Рудницкую мощностью 500 м.

Для месторождения характерным является расщепление угольных пластов на самостоятельные пласты. Например,пласт Мощный расщепляет­ ся на Тройной и Четвертый,пласт Тройной -на Двойной и Первый,а Двой­ ной в свою очередь - на Второй и Третий,а суммарная мощность пластов (Четвертый,Первый,Второй и Третий) остается равной мощности пласта Кощного т .е . 4 ,0 4 ,5 м или незначительно превышает ее. Расщеплению подвержен также и пласт Пятый,который в южной части месторождения расщепляется на две пачки угля нерабочей мощности.

Явление расщепления,характерное для месторождения, приводит к различным сочетаниям пластов в пределах группы шахтных полей или да­ же одного шахтного поля.

Все пласты месторождения являются сильно газоносными. Случаев самовозгорания угля не наблюдалось.

Самым верхним ив разрабатываемых пластов Нижневоркутинской сви­ ты является пласт Надпервый. Рабочую мощность данный пласт имеет только на восточном крыле мульды. В настоящее время из-за высокой зольности угля он не отрабатывается.

Пласт Первый распространен только в южной части восточного кры­ ла мульды и имеет мощность 1,2-1,8 м при угле падения до 20°.

ПластыВторой и Третий имеют еще меньшее распространение,чем пласт Первый. Пласт Второй отрабатывался на верхних горизонтах толь­ ко вместе с пластом Третьим при малой мощности породного прослойка.

Одним из освовных рабочих пластов является пласт Двойной. Он состоят из двух угольных пачек,разделенных прослойками углистого

202

аргиллита ноцностью 0,04-0,75 м. Верхняя пачка мощностью 0,35-0,7 м пред­ ставлена трещиноватым углем средней крепости.

Пласты Тройной н Четвертый наиболее постоянны по площади распрост­ ранения и имеют мощности соответственно 2,13-3,34 и 1,3-1,6 и при угле падения от 0 до 40°.

Пласт Мощный развит в северо-западной части месторождения в имеет мощность 4,0-4,5 и при угле падения 5-35°.

Большинство разрабатываемых пластов на достигнутых к настоящему

Большинство разрабатываемых пластов на достигнутых к настоящему времени глубинах отнесены к опасным по внезапным выбросам угля и газа.

Внезапные выбросы угля и газа в Воркутинском месторождении начали

Минимальная глубина проявления внезапных выбросов от поверхнос­ ти составляет 274 и (пласт Пятый). Анализ статистических данных пока­ зывает,что с понижением уровня ведения горных работ количество вне­ запных выбросов и их сила возрастает.

Так,если в интервале глубин 300-400 м от поверхности средняя по месторождению сила выброса составляла 7,2 т/выброс , то в интерва­ ле глубин 400-500 м средняя сила выброса увеличилась до 30 т/выброс и в следующем интервале глубин 500-600 м - до НО т/выброс. Анало­ гично обстоит дело и с частотой выбросов (количество выбросов на 1000 м проходки горных выработок).

Кроме того,как наказал анализ статистических данных,почти все выбросы произошли на пластах,имеющих пачку перемятого землистого угля.

Наиболее распространенными методами борьбы с внезапными выбро­ сами являются: отработка защитных пластов,гидроотжим призабойной зоны пласта, увлажнение угля в массиве и гидровымыв опережающих полостей.

Внезапные выбросы угля и газа на шахтах месторождения происхо­ дили в основном в подготовительных выработках. Здесь прошли широкую опытно-промышленную проверку такие способы создания безопасных усло­ вий,как сотрясательное,камуфлетное и камуфлетно-сотрясательиое взры­ вания. Было установлено,что при взрывании отбойных шпуров вслед за камуфлетныыи в интервалах порядка сотых долей секунды (от 25 до 75мсек) процесс перераспределения напряжений,инициированный взрыванием камуфлетных зарядов,в значительной степени "подталкивается" взрыванием от­

203

бойных шпуров. Благоприятные условия,возникшие для разрушения угля,де­ лают проявление выброса более вероятный. Следовательно,по фактору ди­ намического воздействия на пласт,между взрыванием камуфлетных и отбой­ ных зарядов необходим промежуток времени порядка нескольких секунд и более.

При выборе разрыва во времени между взрыванием камуфлетных и от­ бойных зарядов необходимо учитывать также возникающий градиент газово­ го давления. В специально проведенных опытах отмечалось возрастание

ных шпуров по интенсивно-перемятым пачкая.

Наибольшее распространение на пахтах в качестве мер борьбы с вы­ бросами получили гидроотжим призабойной зовы пласта и гидровымыв опере­ жающих полостей и щелей.

Способ гидроотжима угля заключается в нагнетании в призабойную

р

часть пласта воды под давлением 100-150 кг/см , что приводит к отжиму угля в выработку. Следствием гидроотжима является:

а) снижение несущей способности пласта в зоне разрушения,выражаю­ щееся в повышении пласта к необратимым(неупругаы) деформациям;

б) перераспределение горного давления таким образом,что максимум концентрации напряжений перемещается вглубь массива на величину,при­ мерно равную длине зоны отжима;

в) снижение давления газа в призабойной зоне пласта.

Проведенные наблюдения показали,что после проведения гидроотжима давление газа снижается не только на протяжении того шпура (скважины), через который производилось нагнетание воды в пласт,но и на длине 6-10 м впереди остановленного забоя. Заметное снижение газового давле­ ния происходит также в бортовых контрольных ипурах.

В практике борьбы с внезапными выбросали возникла необходимость соадания такого способа предотвращения выбросов,отличительной особен­ ностью которого наряду с эффективностью была бы и возможность примене­ ния на особо опасных пластах с низкой прочностью угля,т.е. в тех усло­ виях,где обычные мероприятия,связанные с бурением скважин,не могут быть осуществлены. Этим требованиям в значительной мере отвечает спо­ соб предупреждения выбросов,разработанный и обоснованный для условий Воркутинского месторождения инж. Е.М.Холзаковым. В основу этого мето­ да положено гидравлическое вымывание опережающих полостей. Технологи­ чески гидровымыв опережающих полостей состоит в следующем.

Вода под высоким давлением по высоконапорным шлангам подается от насоса к исполнительному органу,в качестве которого используется став цельнотянутых труб,имеющий на конце специальный насадок с сопла­ ми диаметром 0,8-1,5 мм для создания тонких направленных струй воды. Составная труба вручную подается на забой в перемятую пачку и внед-

204

риетея в пласт. Вода под давлением,проходя черев сопла в насадке,про­ изводит равруненбе угля ■ вынос его яв полоста в вяде пульпы. Став по вере вымывавши полости подается на вабой.в результате чего полость удлиняется.

На вахтах весторохденшя способ гндровымыва оперехащвх полостей впервые был испытав на пласте Тройной вахты К* 40. К вастояцецу време­ ни с этим способом и с опережавшими мелями пройдено на вахтах более 30 км подготовительных выработок.

Ввиду того,что ряд внезапных выбросов на шахте №I произошел при каиуфдетном взрывании,а на шахте "Северная1' - при сотрясательной вари­ вании, сведения об этих выбросах приведены в табл.14 и 15. Сведения о выбросах,на которые нет эскизов,приведены в табл.16.

В качестве примеров на рисунках приведены наиболее характерные конфигурации забоев после проявления внезапного выброса угля н газа (рис.11-16).

205

207