Способ предотвращения внезапных выбросов угля и газа

(я)5 Е 21 Е 7/00 ОБРЕТЕНИЯ ИСАНИЕ ОП АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ, А. А. Скочинов СССР73.СССР78,(54) СПОСОБ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ В ЗАПНЫХ ВЫБРОСОВ УГЛЯ И ГАЗА (57) Изобретение относится к горной мышленности и м.б, использовэно подземной разработке угольных место дений для предотвращения газодинам ских явлений, например внезап выбросов угля и газа, внезапных выбр газа и угольной мелочи, прорывов газа, ляров, Цель изобретения - снижение плуатационных затрат, сокращение ср ророж- иченых асов суф- эксК ы,ков Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при подземной разработке угольных месторождений для предотвращения газодинамических явлений, например внезапных выбросов угля и.газа, внезапных выбросов газа и угольной мелочи, прорывов газа, суфляров.Цель изобретения - снижение эксплуатационных затрат, сокращение сроков проведения профилактической обработки выбросоопасной зоны и повышение безопасности ведения горных работ на выбросоопасных угольных пластах за счет снижения их метаноносности,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР(71) Институт горного дела иского(56) Авторское свидетельствМ 407059, кл. Е 21 Е 7/00, 1Авторское свидетельствМ 589433, кл. Е 21 Р 7/00, 1 проведения профилактической обработки выбросоопасной зоны и повышение безопасности ведения горных работ на выбросоопасных угольных пластах за счет снижения их метаноносности, Для этого предварительно определяют зоны выбросоопасности, бурят скважины в угольный пласт в указанных зонах и размещают в скважинах твердые сорбенты, обладающие высокой по сравнению с природными углями адсорбционной способностью. Сорбенты помещают в водонепроницаемой оболочке, которую разрушают, Затем скважины герметизируют. При размещении в пласте твердого сорбента будет происходить перераспределение метана между углем и сорбентом в сторону последнето ввиду его большей энергии адсорбции. Происходит частичная дегазация пласта и снижение его потенциальной выбросоопасности. В качестве сорбентов используют а тивированный уголь, цеолит 5 А. 2 з,п ф-л 3 ил 1 табл. На фиг. 1 представлены изотермы адсорбции метана при 25 С нэ следующих сорбентах; кривая 1 - активированный уголь, 1 - цеолит 5 А, 11 - природный уголь; на фиг. 2 - схема размещения скважин в массиве; нэ фиг, 3 - схема расположения рабочих и контрольных скважин в массиве,Сущность изобретения заключается в следующем;Известно, что природный уголь относится к микропористым сорбентам, так кэк его общая пористость практически равна объему микропор. Одним из основных параметров микропористой структуры является объем микропор для единицы массы адсор 1709118бента, Чем больше эта величина, тем больше энергия адсорбции, а следовательно, и адсорбционные потенциалы в микропорах существенно повышены по сравнению с соответствующими значениями для адсорбции как в переходных порах, так и на поверхности крупнопористых сорбентов,Наиболее близкими по химической природе к природнымуглям и подходящими по другим параметрам для наших целей (дешевизна, высокая сорбционная емкость) можно считать активированный уголь и цеслит 5 А.В таблице приведены сравнительные адсорбционнь.е характеристики активировэнного угля, цеолита 5 А и природного угля, а на фиг, 1 представлены изотермы адсорбции метана на указанных дербентах, снятыхрСравнение изотерм сорбции показывает, что при давлении 2,0 МПа количество сорбирОВанного метана активирОВанным углем составляет. 85 см /г, цеолитом 5 А - 68 см /г и природным углем - 17 см /г, т,е.з з активированным углем и цеолитом 5 А больше в 5 и 4 раза соответственно, чем природным углем.;Зксперименты подтвердили предполож ние о том, что при размещении В угольном массиве более активного твердогс сорбентэ происходит перераспределение медиана между углем и сорбентом за счет большей энергии адсорбции последнего, Кроме того, молекулы метана будут удерживаться поверхностью сорбента необратимо, так как размеры молекулы метана и разцеры микропор сорбента соизмеримы (-4 А),На фиг. 3 приведена схема, поясняюшая реализацию способа, где 1 - выбросоопасная зона, 2 - скважины для размещения твердого сорбента; 3 - твердый сорбент; 4 - герметизация скважин; 5 - скважины для оценки эффективнссти способа.Способ ОСуществляется следующим образом.После установления одним из нормативных методов прогноза выбросоопасной -оныв очистном забое или при входе в такую зону при проведении подготовительси Выработки из забоя по угольному пласту с рятся скважины 2 диаметром 45 - 80 мм на :убину 6-8 м, Расстояние между скважинами заВисит от физико-химических сВОЙстВ угля конкретного шахтопласта; но не должн; ыть больше 5 м. Гредварительно(на поверхности или на заводе-изготовителе) твердый сорбент упаковывают в подпергаментную бумагу, Упаовка имеет форму цилиндра диаметром на 5 10 15 20 25 Д35 40 45 50/ 55 10 - 15 мм меньше диаметра пробуренной скважины и длиной 20 - 30 см.Сорбент в оболочке помещают в устье скважины и досылают досыльником до забоя скважины,Таким образом проводится закладка сорбента 3 на всю длину скважины 2 за исключением длины герметизации 4 (1 м).Герметизация скважины способствует повышению эффективности воздействия сорбента на окружающий угольный массив,Число скважин и схемы их расположения зависят от применяемой технологии разработки и площади забоя угольного пласта, подлежащего обработке; Фактически необходимый удельный расход сорбента определяется для конкретных горно-геологических условий на основании характеристики сорбента, температурного режима и величины природной газоносности угольно-природного ма сиВЭ.Оценка эффективности способа проводится нормативным методом по динамике газовыделения через 2 - 3 ч после обработки выбросоопасной зоны. Скважины 5 для оценки эффективности способа должны буриться на равном расстоянии от скважины с заложенным сорбентом,Величина неснижаемого опережения обрабо 1 анной зсны принимается равной длине фильтруюшей части скважины и состаВляет 2 "3 м,Так, например, при расходе 5 кг сорбента на две скважины диаметром 45 мм, длиной 8 м и с расстоянием между ними 3 м, пробуренных по выбросоопасному угольному пласту с природной газоносностью 20 мз/т, скорость газовыделения из скважины, пробуренной между скважинами с сорбентом, в течение 60 - 90 мин снижается на 30- 35;4,Выемку угля после обработки выбросоопасной зоны предлагаемым способом допускается проводить не более чем на глубину, равнуа разноси между длиной скважины и величиной неснижаемого опережения.Формула изобретения 1. Способ предотвращения Внезапных выбросов угля и,газа, включающий бурение скважины в выбросоопасной зоне угольного пласта, размещение в скважинах реагента, снижающего метаноемкость природного угля, и герметизацию скважин, о т л и ч а ю щи й с я тем, что, с целью снижения эксплуатационных затрат, сокращения сроковпрсведения профилактической обработки выбросоопасной зоны и повышения безопасности ведения горных работ на выбросоопасных угольных пластах за счет1709118 Предель-Качество сорбнровгнного метана Сорбент лри давлении Р,Сорбционный обьемз ная веМПа личинаадсорбции,асмэ 10 ,15 20 254,0 4,5 5,00,5 43,7 66, 77,6 95 91,2 99,7 997 1000 102,3 104,734)7 56,0 62,3 67,8 73,2 76;5 79,0 81,5 83,4 85,2 Активированный уголь 0250 11,887,5 Цеолит 5 А О,75 Природный у;ольмарки ОС,т (Мазур Снком) 0,051 8,7 13,1 15,6 17,0 18,2 19,0 19,5 20,3 20,4 20,7 224 снижения их метаноносности, используют в качестве реагента твердые сорбенты, которые размещают в скважинах в водонепроницаемой оболочке, производят разрушение оболочки, после чего геометизируют скважины. 2. Способ поп.1, отличающийсятем, что в качестве твердого сорбента используют активированный уголь.3. Способ по пп. 1 и 2, отл и ч а ю щ и й с я тем, что в качестве твердого сорбента.используют цеолит 5 А.1709118 Составитель Б. 1 ереньтьевТехред М,Моргентал Корректор Э, Лончакова ак"ор - Мвкозск роизводственно-издательский комбинат Патент", г. Ужгогод, ул,Гагарина, 10 За,.з 417 Тирак ВНИИПО Государственного комитета 113035, Москва, КПодписноезобретениям и открытиям при ГКНТ СРаушская наб., 4/5