Способ дегазации при проведении выработки

(5)5 Е 21 Р 7/00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ПРИ ГКНТ СССРОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Вй 063 НАЯ ЙА." ,Т".к ье 3 Е 6 КАЯ(71) Институт горного дела им. А. А. Скочинского(56) Руководство по дегазации угольныхшахт. - М,: Недра, 1975, с, 15,Ггебатр Огапа 9 е НапОЬооМ, Еззеп,1980, р, 124 - 125.Авторское свидетельство СССР1 Ф 607050, к 1, Е 21 Р 5/00, 1977.(54) СПОСОБ ДЕГАЗАЦИИ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ВЫРАБОТКИ(57) Изобретение относится к угольной промышленности и м,б. использовано для снижения гаэообильности выработок, Цель - повышение эффективности дегазации при проведении подготовительной выработки. При проведении подготовительной выраИзобретение относится к горной промышленности, преимущественно угольной, и может быть использовано для снижения гаэообильности горных выработок и обеспечения по газовому фактору безопасных условий для их скоростного проведения.Целью изобретения является повышение эффективности дегазации при проведении подготовительной выработки,На фиг. 1 показана схема дегазации при проведении подготовительной выработки; на фиг. 2 - разрез А - А на фиг, 1; на фиг. 3 - то же, при наличии в середине пласта вы 512 1 б 57 б 57 А 1 ботки (ПВ) в ее боках проводят буровые камеры (БК) со смещением относительно друг друга. Из БК бурят веер дегаэационных скважин (С) и подключают их к дегаэационному трубопроводу. Бурение С осуществляют г, охватом ими дегаэируемой зоны массива эа противоположным боком ПВ. В веере С вначале проводят ближайшую к забою ПВ, Проводимые С из противоположных боков ПВ перекрещиваются в массиве. На выбросоопасных пластах С из БК одного блока ПВ бурят под-, а из другого бока ПВ над выбросоопасной пачкой угля, Зона перекрещивания скважин не должна быть меньше защитной эоны ПВ от газодинамических явлений. При вскрытии С забоем ПВ ее изолируют от атмосферы ПВ и отключают отдегазационной сети, Для улучшения дегаэации регулируют величину вакуума в С. Вакуум снижают в более высокопробуренных С и при снижении концентрации метана и повышают в нижерасположенных С и при повышении концентрации метана. 4 з,п. флы,4 ил,бросоопасной пачки: на фиг. 4 - схема проветривания камеры, из которой проводят дегазационные скважины,Способ дегазации при проведении выработки осуществляют следующим образом.В боку выработки 1 (фиг, 1 - 4), проводимой по угольному пласту 2 (фиг, 2 и 3), разделывают с использованием имеющейся те" ники и оборудования дегазационную камеру 3 (фиг, 1 - 4) эа пределами эоны разгрузки массива вокруг выработки. Из камеры проводят веером дегазационные скважины4 (фиг. 1-3), герметизируют их и подключают к газопроводу 5 (фиг, 4).Устья скважин располагают от выработки на расстоянии, превышающем глубину распространения эоны разгрузки массива вокруг выработки, Скважины, повернутые к оси выработки, бурят до пересечения ожидаемой зоны повышенной газоотдачи эа противоположной стороной выработки, т,е, с охватом дегазируемого массива эа противоположным боком выработки или ограничивают длину скважин исходя из технических воэможностей бурения при малых углах разворота скважин к оси выработки, Скважины. повернутые от оси выработки, располагают так, что они пересекают ожидаемую зону повышенной газо- отдачи в массиве вокруг выработки. Длину скважин, параллельных оси выработки, определяют исходя из технических возможностей бурения. Проведение скважин в веере начинают с ближайших к забою выработки скважин, Расстояние до следующей дегазационной камеры, расположенной в этом же боку выработки, определяют исходя из того, чтобы обеспечивалось опережение очередной буровой камеры дегаэационными скважинами на длину не менее суточного подвигания выработки с целью предотвращения воэможности неконтролируемого выхода забоем выработки за пределы обуренного скважинами массива,После того, как выработку приводят на расстояние, равное половине расстояния между камерами одного бока, в противоположном боку выработки также разделывают дегазационную камеру и проводят дегаэационные скважины, как было описано ранее, перекрестно скважинам, пробуренным иэ предыдущей камеры.Буровую камеру проветривают с помощью вентиляционных труб 6 и вентилятора местного проветривания (фиг. 4) либо с применением взвихривающей установки УСМ или другим способом.Поочередное проведение камер в противоположных боках выработки и бурение из них скважин с отклонением части из них в сторону противоположного бока выработки позволяет после подключения всех скважин к вакууму создать впереди выработки серию вакуумных завес, закольцованных аэродинамическими каналами, образованными перекрещивающимися скважинами 4, пробуренными из камер 3 с противоположных боков выработки (фиг. 1).Как показали эксперименты, между такими перекрещивающимися скважинами уже в первые сутки формируется аэродина 102025 30 3540 мическое кольцо впереди выработки, находящееся под вакуумом, Это кольцо позволяет перехватывать метан, выделяющийся иэмассива угля впереди забоя проводимой выработки, предотвращать его поступление в выработку. а также на выбросоопасных пластах предотвращать развязывание выброса содержащимся в угле газом.После пересечения забоем выработки скважины последнюю отключают от газопровода и изолируют от атмосферы выработки, а выделяющийся в ее забойную часть метан отводят по перекрещивающимся с ней скважинам, расположенным в зонетрещинооЬразования в окрестности выработки. В зоне развития трещин создается хорошая аэродинамическая связь между перекрещивающимися скважинами, объединяющая их в единую аэродинамическую систему.Для повышения эффективности дегазации регулируют величину вакуума на скважинах, Разрежение повышают наскважинах с большей концентрацией метана в отсасываемой смеси и уменьшают на скважинах с меньшей концентрацией метана.Эффективность дегазации повышается путем проведения скважин из камер одного бока выработки ниже скважин, проведенных с противоположного бока выработки (фиг. 2), периодическим повышением на первых величины вакуума с одновременным уменьшением разрежения на выше расположенных скважинах, Обеспечиваются интенсивный просос газа через скважины и трещины, которые связывают в аэродинамическую систему перекрещивающиеся скважины, и осушение скважин. При проведении выработки по простиранию скважины, пробуренные в сторону восстания пласта, располагают ниже скважин, пробуренных в сторону падения пласта (фиг. 2), так как из первых вода удаляется поддейст вием сил гравитации,На выбросоопасных пластах для сокращения трудоемкости бурения скважины по выбросоопасной пачке 7 (фиг. 3) и повышения устойчивости скважин последние про водят над и под выбросоопасной пачкойугля, Причем парамры бурения скважин выбирают из условия обязательного обуривания перекрещивающимися скважинами защитной зоны в окрестности выработки.55 Ширину этой зоны определяют путем прогноза по существующим методикам, а также уточняют в процессе бурения скважин, например, на основе характера бурения (зажимы бурового инструмента, резкого повышения газоотдачи в скважину), фикса 1657657ции тензоакустической эмиссии при бурении и т,п.Для профилактики образования повышенного давления газа на отдельных участках, отрезанных от дегазационной сети переваленными или заштыбованными зонами, скважины, пробуренные над и под выбросоопасной пачкой угля, временно отключают от газопровода (заглушают у устьев), дают выдержку для подьема давления газа в скважинах, а затем подключают к вакууму пробуренные под выбросоопасной пачкой скважинь;. Вследствие наличия повышенного давления в заглушенных скважинах, пробуренных над выбросоопасной пачкой, и разрежения, в скважинах, пробуренных под ней, образуются аэродинамические каналы в нарушенных участках скважин, восстанавливается их связь с дегазационной сетью,Для усиления эффекта образования каналов в нарушенных участках пласта в скважины, пробуренные над выбросоопасной пачкой, подают под повышенным давлением инертный газ. При этом пробуренные под выбросоопасной пачкой скважины оставляют подключенными к вакууму. Эту операцию производят по необходимости и только в ремонтную смену.П р и м е р. Угольный пласт мощностью 3,9 м отрабатывают на полную мощность лавами по падению, Глубина ведения горных работ составляет 450 м. Угол падения пласта 12 О. Зона разгрузки массива вокруг выработки 4 м,В боку выработки, проводимой по падению с использованием комбайна ГПК, разделывают дегазационную камеру эа пределами зоны разгрузки массива вокруг выработки, Глубину дегазационной камеры определяют исходя из параметров бурового станка (СБГм) и возможности бурения скважин, устья которых отстоят от стенки выработки на 6 м. Расстояние между камерами одного бока выработки принимают 90 м, Тогда максимальная длина дегаэационной скважины с учетом неснижаемого опережения составляет 100 м,Углы разворота скважин уп в кусте относительно линии, перпендикулярной оси выработки, в плоскости пласта определяли следующим образом. Значение у 1 для скважины с наибольшим углом разворота определялось по формуле СОЗУ 1 - У ,1 сгде 1 С - максимальная длина дегазационнойскважины, м; у - расстояние от стенки выработки доустья скважины, м,В данном случае у 1 -86,Углы разворота следующих скважин оп 5 ределяют иэ выраженияу з 1 п у,-4 - гт 9 7 оу соз у -где уо - угол разворота п-й скважины,град;у- угол разворота и-й скважиныград;г - максимальное расстояние от стенкивыработки до дегаэационной скважины всторону угольного массива в любой моментвремени, м,Принимают г=3 м,Значение у не должно было быть менее 20, Выполненный расчет дает значения у 2=83, уз =76, у 4= 63, уЬ= 41 О,Определяют углы между проекциямиосей скважин и выработки на горизонтальную плоскость у л1с 19 ) л = т 9 п со за25 где а - угол падения пласта, град,В на шем случае у =4, у 2 -7,Р=14, У 4=28, )6=50.Вычисляют углы между осями скважини горизонтальной плоскостью А30 зи д, = зи уп з 1 паПолучилид 1 = 12, д 2 = 12, дэ = 12, д 4 = 11, д 5 = 8.Определяют длину скважин 1, иэ выра 351, = Ь/соз у,где Ь - расстояние от устья скважины рограницы ожидаемой зоны повышенного газовыделения за противоположной сторонойвыработки,м,При этомЬ=у+с+Ь,где у - расстояние от устья скважины до45 стенки выработки,м;с - ширина выработки, м;Ь - расстояние от стенки выработки дограницы ожидаемой зоны повышенного газовыделения в выработку,м,Так как получено значение 1 л большечемо, то в качестве длины скважины принимают величину 1 с.При п=20 м получают 11=100, 12=100,з=82,4=44, 15=27 м.Таким образом, из одной камеры в плоскости пласта было пробурено шесть скважин: одна параллельно оси выработкидлиной 100 м и пять скважин, развернутых коси выработки, длиной 100, 100, 82, 44, 27 м.Бурение скважин в веере начинают со скважины длиной 27 м,После того как выработка отходит от камеры на расстояние 45 м,в противоположном боку выработки разделывают очередную камеру и иэ нее также проводят шесть скважин с параметрами, рассчитанными ранее. Формула изобретения 1. Способ дегаэации при проведении выработки, включающий проходку буровых камер в боках выработки со смещением их одна относительно другой, поочередное проведение дегазационных скважин из буровых камер, подключение скважин к газопроводу и отсос газа, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности процесса дегазации, забойную часть буровой камеры и устья дегазационных скважин располагают эа пределами эоны разгрузки массива выработкой, при этом скважины бурят иэ камеры веером с охватом дегазируемого массива за противоположным боком проводимой выработки, причем их бурят перекрестно со скважинами, расположенными на противоположном боку проводимой выработки, а бурение скважин в веере начинают с ближайшей к забою выработки скважины. 2, Способпоп,1,отличающийсятем, что на выбросоопасных пластах скважины из камер одного бока выработки проводят над выбросоопасной пачкой угля, а из 5 камер другого бока выработки под выбросоопасной пачкой угля, причем ширина эоны перекрещивания вееров скважин составляет не менее ширины защитной эоны выработки от газодинамических явлений.10 3, Способ по и. 1, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что на обводненных участках пласта скважины из камер одного бока выработки проводят ниже скважин, проведенных из камер противоположного бока, а величину 15 вакуума у устьев скважин регулируют, причем ее периодически повышают у нижерасположенных скважин и одновременно понижают у вышерасположенных скважин.4. Способ по пп. 1 - 3, от л и ч а ю щи й с я тем, что. с целью повышения концентрации метана в извлекаемом газе, вскрытую забоем проводимой выработки скважинуотключают от газопровода и изолируют от атмосферы выработки.25 5, Способ по пп. 1 и 4, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что величину вакуума в скважинах с меньшей концентрацией метана в извлекаемой смеси уменьшают, а величину вакуума в скважинах с большей концентрацией метана 30 повышают,1657657 Заказ 1695 Тираж 288 Подписное 8 НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Рэущская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101Редактор М, Бланар Составитель И. ФедяеваТехред М.Моргентэл Корректор С.Шевкун