Способ предотвращения внезапных выбросов угля и газа при вскрытии угольных пластов

(54)(57)ВНЕЗАПНЫПРИ ВСКРЫчающий бувскрываевскрывающных скважс я темэффективных выбро вклюазабооннеэап скрыГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ АВТОРСКОМУ СИИДЕТ(71) Днепропетровский государственный ордена Трудового КрасногоЗнамени проектный институт Днепрогнпрошахт(56) 1.Руководство по дегазацииугольных шахт, М., Недра), 1975,с.11-14,2,Временная инструкция по безопасному ведению горных работ напластах, опасных по внезапным выбросам угля, породы и газаМ,1983, с,103-105. СПОСОБ ПРЕДОТВРАЩЕНИ ВЫБРОСОВ УГЛЯ И ГАЗА ТИИ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ рение в направлении мый угольный пласт из ей выработки дегаэац ин, о т л и ч а ю щ что, с целью повыше ости предотвращения сов угля н газа притии угольных пластов путем увеличения эоны дегаэации, устанавливаютпротяженность зон насыщения породгазом и уплотнения боковых породвдоль вскрывающей выработки и границу разделения этйх зон, а дегазационные скважины бурят в породахпо мере подвигания вскрывающей выработки на всем протяжении зон насыщения пород газом и уплотнениябоковых пород вдоль вскрывающей выработки за границу разделения этихзон с выходом фильтрационной частидегазационных скважин в зону насыщения пород газом, при этом в процессе бурения скважины через каждый метр производят замеры дебитагаза н расстояние от устья скважиныдо интервала с максимальным выделением газа считают границей разделения зон насыцения пород газом иуплотнения боковым пород вдоль вскрывающей выработки, а бурение первойдегазационной скважины производятв наиболее удаленной от вскрываемого угольного пласта точке эонынасыщения боковых пород метаномвдоль вскрывающей выработки.Изобретение относится к горнойпромышленности и может быть использовано при вскрытии угольных пластов, опасных по внезапным выбросамугля, породы и газа.Известен способ дегазации выбросоопасных пластов, включающийбурение из специально выполненныхкамер вскрывающей выработки дегазационных скважин, пересекающихугольный пласт на всю мощность 13. 1 ОНедостатком способа являетсяего низкая эффективность, посколькудегазация ведется только угольногопласта, а для проведения дегазацииработы по вскрытию угольного пластаостанавливают на время, необходимоедля дегазации пласта.Наиболее близким к предлагаемому,по технической сущности и достигаемому Результату является способ дегазации выбросоопасцых угольныхпластов перед их вскрытием, включающий бурение в направлении на вскрываемый угольный пласт из забоявскрывающей выработки дегазационныхскважин, пересекающих угольныйпласт на всем его протяжении 2.Недостатком известного способаявляется удаление только незначительной части метана, участвующегов выбросе, так как дегазируетсялишь незначительный участок угольного пласта в радиусе действияскважин, в то время как метан,участвующий в выбросе и содержащийся в боковых породах, из них не 35каптируется. Кроме того, на прове.дение способа требуется специальновыделенное время для осуществлениядегазации, на протяжении которогоработы по вскрытию пласта останав Оливают,Цель изобретения - повышениеэффективности предо-.вращения внезапных выбросов угля и газа при вскрытииугольных пластов путем увеличениязоны дегазации,Поставленная цель достигается тем,что согласно способу, включающемубурение в направлении на вскрываемыйугольный пласт из забоя вскрывающе йвыработки дегазационных скважин,устанавливают протяженность зон насыщения пород газом и уплотнения боковых пород вдоль вскрывающей выработки и границу разделения этихзон, а дегазационные скважины бурятв породах по мере подвигания вскрывающей выработки на всем протяжении зоннасыщения пород газом и уплотнениябоковых пород вдоль вскрывающей выработки за границу разделения этих 60эон с выходом фильтрационной частидегазационных скважин в зону насыщения пород газом, при этом в процессе бурения скважины через каждыйметр производят замеры газа и рас стояние от устья скважины до интервала с максимальным выделением газасчитают границей разделения зон(областей) насыщения пород газом иуплотнения боковых пород вдоль вскрывающей выработки, а бурение первойдегазационной скважины производятв наиболее удаленной от вскрываемого угольного пласта точке зонынасыщения боковых пород метаномвдоль вскрывающей выработки.На фиг,1 показано расположениедегазационных скважинпри вскрытиипласта со стороны его почвы; нафиг,2 - то же, со стороны его кровли; на фиг,3 - разрез участка вскрытия вкрест простирания с нанесением основных величин, использованных при расчете положения границымежду областями насыщения породметаном и уплотненных пород.Способ осуществляется следующимобразом,При приближении гоРной выработки 1 (квершлага,ствбла) к выбросоопасному пласту 2 в массиве пород,открывающем выработку, возникаютдеформации и раскрываются трещины,которые заполняются высоконапорнымметаном, выделяющимся из выбросоопасного пласта. Трещины раскрываются только в некоторой области,где давление метана превышает боковой отпор, действующий со сторонымассива пород, нетронутого воздействием выработки,При фильтрации метана в направлении выработки давление его падает. На некотором расстоянии отпласта давление метана падает настолько, что боковой отпор закрывает трещины.Таким образом, при прыближениивыработки возникает область 3 насыщения пород метаном и область 4 уплотненных пород, препятствующаяестественной дегазации пласта 2 иэобласти 3 насыщения пород метаном.Поэтому перед началом работ по дегазации угольного пласта и городмеждупластья производят определениепротяженности областей 3 и 4 и положения границы 5 их разделения.С учетом существующего в породахдавления газа и бокового отпора породпри проведении вскрывающей выработки известными методами определяютнапряжения, вызванные давлением газа и боковым отпором массива пород,и строят эпюру результирующего ихвоздействия с учетом направлениядействия напряжений, Поверхностьнулевых напряжений на результирующей эпюре является границей разделения областей 3 и 4,В период проходки положение границы между областями может бытьопределено путем систематическихзамеров дебита метана в процессе бурения скважин: при пересечении границы между областями дебит метана в ней. резко возрастаетСледовательно, длина скважины, при которой происходит существенное повышение дебита метана может быть принята в качестве расстояния от выработки до границы области насыщения пород метаном.Расстояние от крайней точки области насыщения пород метаном дос точки вскрытия пласта выработкой(квершлагом) (, или (. определяется по аналогии с процессом созДания защитной эоны путем отработ"г ки защитного пласта по формулам: ч при вскрытии пласта со стороны почвы пласта59 п Р "гр1Й ЫПО б 1 П ( 3 при вскрытии пласта со стороныкровли пластаЭ МПР Г(защищенной) областидля минимальной ширины подрабатывающей выработки, м, с некоторым запасом в сторонуувеличения этн размерымогут быть принятыравными и (фиг.З);угол залегания пласта;т - угол сдвижения пород;и - расстояние от выработки до границы областинасыщения пород газом,м; После установления параметровэон 3 и 4 осуществляют дегазациюмассива, При этом способ предусматривает дегазацию области 3 насыщения пород метаном.Дегазация осуществляется следующим образом,При подходе выработки к началуобласти 3 иэ выработки начинаютбурить дегаэационные скважины 6 в10 область 3 и продолжают бурение помере прохождения выработки. Интервал между скважинами принимают вначале равным двум радиусам действияскважин. Вблизи пласта скважинысгущают, например, до интервала,равного одному радиусу действия скважины, и перебуривают пласт 2, Поступающий из скважин метан отводят.по трубопроводу 7Предлагаемый способ обеспечиваетпостоянную и практически полную дегаэацию области насыщения пород метаном еще до подхода выработки кугольному пласту, что, в свою оче".редь, обеспечивает безопасность работ при вскрытии пласта выработкой,так как исключаются условия, вызывающие выбросы,Своевременная дегазация области3 О насыщения пород метаном позволяетполностью ликвидировать опасностьвнезапных выбросов при вскрытииугольных пластов, значительно ускорить вскрытие угольных .пластов35(с 10-20 дс 1-2 су)ВнедрениЕ предлагаемого способакроме повышения безопасности работсокращает время на проведение способав 10 раз,4 О Суммарная расчетная экономия наодно вскрытие составляет 22,35 тыс,руб./27 Тираж 446 ПодписиНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам. изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб каз