4.1 Основы теории внезапных выбросов угля и газа

Для эффективной борьбы с внезапными выбросами угля и газа необходимо знать причины, вызывающие эти явления, а также места участки и зоны, в которых можно ожидать их возникновение.

Природа и механизм внезапных выбросов до настоящего времени досконально не изучены. Имеются три группы гипотез объясняющих возникновение внезапных выбросов угля и газа.

К первой группе относятся гипотезы, в которых основная роль в выбросе угля отводится давлению газа заключенному в угле.

Ко второй группе относятся гипотезы, в которых основная роль в выбросе угля отводится горному давлению и напряженному состоянию, вызванному как горным давлением, так и геологическими условиями.

К третьей группе относятся гипотезы, в которых основная роль в выбросе угля отводится комплексному действию горного давления и газа, причем первое влияет на разрушение угля, а второе на выброс разрушенного угля.

Наиболее признанной в настоящее время является гипотеза 3-й группы разработанная В.В.Ходотом, согласно которой внезапный выброс происходит вследствие скачкообразного изменения напряженного состояния угольного пласта, резким повышением выделения газа, в результате чего образуется поток угля взвешенного в газе (рис.4.1).

P₁, σ₁- эпюра давлений и напряженного состояния массива вокруг выработки по истечению некоторого времени после снятия полоски угля или ведения взрывных работ;

P₂, σ₂- эпюра давлений и напряженного состояния массива вокруг выработки в момент снятия полоски угля или ведения взрывных работ;

P₃, σ₃- эпюра давлений и напряженного состояния массива вокруг выработки после внезапного выброса угля и газа.

4.2 Мероприятия по борьбе с внезапными выбросами угля и газа.

4.2.1 Способы борьбы с внезапными выбросами их назначение и область применения.

Мероприятия по борьбе с внезапными выбросами угля и газа направлены на:

-извлечение газа содержащегося в угле;

-торможение газоотдачи;

-повышение пластичности угля;

-разгрузку угольного массива от опасных напряжений и повышение его фильтрационных свойств;

-упрочнение угольного массива;

-торможение процесса выброса в его первоначальной стадии.

По условиям применения - непосредственно в очистном забое или впереди него, независимо от ведения горных работ способы борьбы с внезапными выбросами принято делить на региональные и локальные.

К региональным мероприятиям относят: первоочередную отработку защитных пластов и профилактическое увлажнение угольных пластов. Региональные мероприятия выполняются до начала выемки угольных пластов и позволяют обработать пласт на большой площади.

К локальным мероприятиям относят: увлажнение угольного массива, гидроотжим угля, гидрорыхление пласта, гидровымывание опережающих полостей и щелей, торпедирование пласта, сотрясательное взрывание, бурение опережающих скважин различного диаметра.

Все перечисленные локальные мероприятия осуществляются во время отработки пласта, и требует бурения скважин. В тоже время известно, что опасные по внезапным выбросам участки пластов сложены интенсивно перемятым углем, по которым бурение скважин является крайне трудоемким процессом. Отступление от параметров бурения снижает эффективность мероприятий.