автореферат диссертации по безопасности жизнедеятельности человека, 05.26.03, диссертация на тему:Совершенствование технологии дегазации угольных шахт на основе заблаговременной поэтапной скважинной подготовки шахтных полей

На правах рукописи

^>04604449

МАЗАНИК ЕВГЕНИИ ВАСИЛЬЕВИЧ

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ДЕГАЗАЦИИ УГОЛЬНЫХ ШАХТ НА ОСНОВЕ ЗАБЛАГОВРЕМЕННОЙ ПОЭТАПНОЙ СКВАЖИННОЙ ПОДГОТОВКИ ШАХТНЫХ ПОЛЕЙ

Специальность - 05.26.03 —« Пожарная и промышленная безопасность» (в горной промышленности)

Автореферат диссертации на соискание ученой стенени кандидата технических наук

МОСКВА 2010

1 7 ИЮН 2010

004604449

Работа выполнена в Московском государственном горном университете и ОАО «СУЭК-Кузбасс»

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Сластунов Сергей Викторович

Официальные оппонешьг. доктор технических наук, профессор Малашкина Валентина Александровна

кандидат технических наук Устинов Николай Иванович

Ведущая организация: УРАН Институт проблем комплексного освоения недр РАН г.Москва

Защита диссертации состоится «./74» июня 2010 г. в . . часов на заседай диссертационного совета Д 212.128.06 при Московском государственном горном университе, по адресу: 119991, Москва, Ленинский проспект, 6.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственно горного университета.

Автореферат разослан «. »мая 2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета Д212.128.06, доктор технических наук

КОРОЛЕВА Валентина Николаевна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Проблема шахтного метана в современном горном производстве рассматривается в трех направлениях: как проблема обеспечения безопасности и экономической эффективности высокопроизводительной добычи угля; проблема промышленного использования метана в энергетике и других отраслях, а также как экологическая проблема, связанная с поступлением метана при подземной разработке угольных пластов в атмосферу. При подземной добыче угля проблема метана прежде всего важна с точки зрения обеспечения безопасности горных работ и повышения их экономической эффективности. В последнее время в угольной промышленности России критического значения достигли частота и размеры аварий и катастроф на подземных угольных предприятиях. Наиболее значительные ю них связаны с взрывами метана, выделяющегося из угольных пластов.

В этих условиях резко повышается абсолютная газообильность выемочных участков, и только комплексная дегазация позволяет ведение горных работ с высокими технико-экономическими показателями. Достигнутая в настоящее время эффективность комплексной дегазации в значительной мере определяется дегазацией выработанного пространства. Однако с ростом нагрузки на очистной забой резко возрастает роль метана, выделяющегося из разрабатываемого пласта, и разрушаемого в забое угля. Дальнейшее совершенствование дегазации в условиях роста нагрузок на очистной забой свыше 4-5 тысяч, а на некоторых шахтах уже в настоящее время свыше 20 - 25 тысяч тонн в сутки при определенных горно-геологических и горнотехнических условиях возможно за счет заблаговременного извлечения метана из угольного пласта. Поэтому обеспечение метанобезопасности на основе заблаговременной скважинной дегазационной подготовки является актуальной для угольной отрасли задачей.

Целью работы является разработка научно обоснованных рекомендаций

по совершенствованию технологии дегазации угольных шахт на основе заблаговременной скважинной подготовки шахтных полей, позволяющей обеспечить необходимый уровень метанобезопасности при интенсивной угледобыче на высокопроизводительных участках шахт ОАО «СУЭК - Кузбасс».

Идея работы заключается в обосновании необходимости применения эффективной технологии пластовой дегазации высокопроизводительных добычных участков на базе заблаговременной скважинной подготовки высокогазоносных угольных пластов с поверхности.

Основные научные положения, выносимые на защиту:

- при высоком уровне интенсификации добычи угля при разработке высокогазоносных угольных пластов метанобезопасность в условиях увеличивающейся глубины разработки, природной газоносности угольных пластов и величины газовыделения из разрабатываемого пласта может быть обеспечена лишь при использовании всего комплекса работ по заблаговременной дегазационной подготовке разрабатываемых угольных пластов;

- научное обоснование методического подхода к оценке возможного уровня метаноизвлекаемости из неразгруженных от горного давления угольных пластов через скважины заблаговременной дегазации базируется на учете структуры высокогазоносного угольного пласта и процессов массопереноса метана, а также фактической скорости газоотдачи углей в конкретных горногеологических и горнотехнических условиях;

- научно обоснованные методические рекомендации по выбору рациональных технологических схем и основных параметров пластовой дегазации угольных пластов должны учитывать фильтрационные и газокинетические свойства угольного пласта, оценку потенциальной метаноизвлекаемости и резерв времени на дегазацию пласта, а также величину «газового барьерда при планируемой нагрузке на очистной забой.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждаются:

- анализом научно-технических материалов и литературных источников по известным способам борьбы с метаном в угольных шахтах;

- представительным объемом шахтных исследований и анализом горногеологических, горнотехнических условий и программы развития горных работ, оценкой эффективности применяемых на шахтах ОАО «СУЭК-Кузбасс» способов борьбы с газом для обоснования выбора объектов заблаговременной дегазационной подготовки.

- корректным использованием методов математической статистики при обработке результатов исследований.

Научное значение работы заключается в обосновании на базе разработанного методологического подхода к оценке уровня метаноизвлекаемости из неразгруженных угольных пластов усовершенствованной двухстадийной технологии скважинной подготовки выемочных участков на основе заблаговременной дегазации неразгруженных от горного давления угольных пластов для обеспечения их безопасной и эффективной отработки.

Практическая ценность работы состоит в следующем:

• разработаны методические рекомендаций по выбору рациональных технологических схем пластовой дегазации угольных пластов на участке лавы 5209 шахты «Котинская»;

• разработана технологическая часть проекта заблаговременной дегазационной подготовки пласта 52 лавы 5209 на поле шахты «Котинская» ОАО «СУЭК - Кузбасс»;

• разработана программа и методика шахтных испытаний технологии заблаговременной дегазационной подготовки пласта 52 лавы 5209 на поле шахты «Котинская» ОАО «СУЭК - Кузбасс» к безопасной и эффективной разработке путем активных воздействий через скважины с поверхности.

Реализация работы. Утверждена и принята к реализации технологическая часть проекта заблаговременной дегазационной подготовки пласта 52 лавы 5209 на поле шахты «Котинская» ОАО «СУЭК - Кузбасс».

Апробация работы. Основное содержание диссертационной работы докладывалось на ежегодных научных симпозиумах «Неделя Горняка» (20082010 гг.), научно-практической конференции в г. Киселевске (2008 г.), научном семинаре кафедры ИЗОС (2008, 2009 гг.) и заседании кафедр «Аэрология и охрана труда» и «Инженерная защита окружающей среды» МГГУ (2010 г.).

Публикации. Основные положения диссертации изложены в 7 печатных работах.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав и заключения, содержит 19 таблиц, 29 рисунков, список литературы из 128 наименований.

Автор выражает благодарность за плодотворное участие в выполнении представленной работы, поддержку и ценные научно-методические консультации ученых и специалистов кафедр ИЗОС, АОТ и ПРПМ МГГУ, работников ОАО «СУЭК-Кузбасс.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Дегазация подготавливаемых к разработке и разрабатываемых пластов развивалась как инженерное мероприятие, направленное на обеспечение безопасности труда горняков и повышение эффективности горного производства. Разработке способов и средств дегазации были посвящены работы А. А. Скочинского, В.В. Ходота, Г.Д. Лидина, С.А. Христиановича,

A.Э. Петросяиа, И.В. Сергеева, B.C. Забурдяева, Н.И. Устинова, А.Т. Айруни,

B.И. Мурашова, Н.В. Ножкина, Ю.Ф. Васючкова, С.А. Ярунина,

C.B. Сластунова, Ю.Г. Анпилогова, В.Н. Королевой, К.С. Коликова, И.А. Швеца, Е.И. Преображенской, Г.М. Презента, C.K. Баймухаметова,

Ш.У. Ахметбекова, Н.Х. Шарипова, М.В. Шмидта, В.А. Усенбекова, М.С. Садчикова, В.А. Громова, А.И. Буханцова и многих других.

В 2008 г. в угольной отрасли РФ добыто 328,8 млн.т угля. Кузнецкий бассейн самый мощный поставщик угля. На его долю приходится 55% общего объема поставок российского угля.

Продолжается рост уровня концентрации производства и горных работ. Так, нагрузка на очистной забой увеличилась в 3 раза, достигнув в комплексно-механизированных забоях более 2300 т/сут., а на таких шахтах ОАО «СУЭК -Кузбасс», как "Котанская»", достигла уровня лучших шахт мира - более 25000 т/сут.

Смертельный травматизм на газовых шахтах в нашей стране в десятки раз превышает аналогичные показатели в угледобывающих странах Европы, в США и в Австралии.

Основной природный барьер к высокопроизводительной и безопасной разработке высокогазоносных угольных пластов — содержащийся в них метан, с которым связаны такие основные опасности подземной угледобычи, как взрывы и внезапные выбросы.

В работе решались следующие основные задачи:

1. Анализ горно-геологических, горнотехнических условий и программы развития горных работ, оценка эффективности применяемых на шахтах ОАО «СУЭК-Кузбасс» способов борьбы с газом.

2. Научное обоснование методологического подхода к оценке возможного уровня метаноизвлекаемости из неразгруженных от горного давления угольных пластов.

3. Разработка методических рекомендаций по выбору рациональных технологических схем и основных параметров пластовой дегазации угольных пластов.

4. Разработка и утверждение программы и методики шахтных испытаний технологии заблаговременной дегазационной подготовки пластов.

5. Разработка проекта заблаговременной дегазационной подготовки пласта 52 лавы 5209 на поле шахты «Котинская».

6. Оценка технико-экономической эффективности и области применения технологии заблаговременной дегазации.

Проанализирован опыт работ по борьбе с газом и опыт применения способов дегазации на угольных шахтах мира, в частности, шахтах России и СНГ. Благодаря технически грамотной инженерной политике в практику работы многих шахт была введена комплексная дегазация подготавливаемых к разработке угольных пластов и выемочных участков, эффективность которой на ряде шахт достигает 70-80%. Однако даже такая высокая эффективность комплексной дегазации, включающей в себя не только дегазацию выработанного пространства, но также и пластовую дегазацию пласта из подземных выработок, не может обеспечить необходимый уровень нагрузок на очистные забои и требуется применение дополнительных способов пластовой дегазации. Во многом это связано с ограниченной относительной эффективностью пластовой дегазации из подземных выработок (максимально на лучших шахтах мира 3-4 м3/т, в среднем не более 1 м /т). Последнее объясняется вполне объективными причинами: ограниченным временем на дегазацию, связанным с недостаточным опережением очистными работами подготовительных и сложностью проведения активных воздействий по увеличению природной газопроницаемости низкопролицаемого угольного пласта ввиду близости горных выработок и недостатка времени.

При высокой интенсивности добычных работ наиболее узким местом в обеспечении метанобезопасности в ряде случаев становится дегазация непосредственно разрабатываемого пласта, поэтому в диссертации основное внимание уделено состоянию проблемы повышения эффективности пластовой дегазации.

Единственной альтернативой подземной пластовой дегазации является заблаговременная (предварительная) дегазация угольных пластов (ЗДП)

скважинами с поверхности. Основные преимущества этой технологии заключаются в резерве времени (до 3-5 и более лет), существенно (на порядки) большей газопроницаемости дегазируемых угольных пластов вследствие искусственного ее увеличения активными инженерными воздействиями (гидрорасчленение, гидроимпульсные воздействия, солянокислотная обработка, воздействие в режиме кавитации и многие другие), а также существенно большими площадями обнажения дегазируемых пластов при раскрытии основных систем естественных трещин, питающими дебиты дегазационных скважин.

Работы по заблаговременной дегазационной подготовке шахтных полей через скважины с поверхности были начаты по инициативе академика А.А. Скочинского более 40 лет назад. За время испытаний, опытно-промышленной апробации и внедрения этого способа только в Карагандинском бассейне было обработано более 50 млн. т запасов угля через две сотни скважин более чем на 10 шахтных полях. Имеется значительный промышленный опыт применения этих работ также и на шахтах Донецкого бассейна.

Широкое распространение технология ЗДП получила во мнолих основных угледобывающих странах: США, Австралии, Китае и др. Во многих случаях на шахтах, разрабатывающих высокогазоносные пласты, применяютя три основных способа: гидроразрыв (гидрорасчленение - в терминологии российских специалистов) через скважины с поверхности, пластовые скважины и дегазация выработанного пространства скважинами с поверхности, при этом достигается суммарная эффективность дегазации на уровне 75% и, что особенно важно, с извлечением до 70% метана до начала ведения горных работ.

В работе была принята к руководству концепция обеспечения метанобезопасности угольных шахт России, разработанная под руководством чл.-корр. РАН Пучкова Л.А. Управлением угольной промышленности «Росэнерго», учеными МГГУ, специалистами других ведущих научных и производственных организаций и согласованная «Ростехнадзором» в 2006 г.

Анализ горно-геологических, горнотехнических условий и программы развития горных работ, а также оценка эффективности способов борьбы с газом на шахтах ОАО «СУЭК-Кузбасс» для выбора первоочередных объектов заблаговременной дегазационной подготовки показал, что в качестве таковых могут рассматриваться выемочные участки шахты «Котинская» (лавы 52095211).

В условиях шахты «Котинская» для обеспечения безопасной и высокопроизводительной отработки пласта 52 в лавах ниже горизонта ±0 требуется уже дегазация разрабатываемого пласта, что возможно при применении пластовой дегазации или ЗДП на основе гидрорасчленения угольного пласта. При применении пластовой дегазации из подземных выработок темпы ведения горных работ в основном обеспечивают срок службы скважин не более 3-4 месяцев, что может ограничивать суммарный съем метана из разрабатываемого пласта и в ряде случаев не обеспечивать требуемого уровня снижения газовыделения из него в очистной забой.

В ходе шахтного эксперимента, проведенного совместно с ВостНИИ, оценена возможная фактическая эффективность подземной пластовой дегазации. Эксперимент осуществлялся в течение периода с 1 по 31 мая 2009 г. Суть эксперимента заключалась в следующем. Из конвейерного штрека 5207 были пробурены три скважины диаметром 76 мм под углами 45, 68 и 90 градусов к штреку навстречу забою (соответственно скважины №№ 63(1), 61 и 63(2)). Скорость газоотдачи измерялась прибором конструкции ВостНИИ. Фактические дебиты скважин и динамика затухания дебита скважин во времени показаны на рис. 1.

е

0.004

и 0.0032

"Ь

и 0.0024

í

я 0.0016

$ 0.0908

я

• > • »•• С 1 1 1 кважинаЛ°61 кважинаК^63{1) - кважина №63(2)

> • • • • ' • | 1 • ■■■ С

* •

1 ■ , 1 ■ , 1 ■ , 1 И 1 ■ , • . ' # ,

А А . ' 4 - ■ * . А ' » 1 ■ 1 1 ■ ' ■ 1 > ■ 1 ■ 1 | ■ ' ■ , 1 ■ ,

' А . - А . А ■ Л I . А , ' * , . А . ■ А .

1 3 3 7 9 11 13 15 17 19 21 23 13 27 29 31

Сутки

Рис. 1. Динамика дебитов метана из пластовых скважин По данным шахтного эксперимента можно оценить возможный (ожидаемый) съем метана из скважины за 3(6) месяцев по данным эксплуатации экспериментальных скважин №61, 63(1) и 63(2). Удельный максимальный съем метана, или максимальное снижение эффективной газоносности угольного пласта 52 па выемочном участке 5207 за счет извлечения метана из скважин пластовой дегазации составил:

1с= 3,16 млн. м3 / 3,23 млн.т =0,98 м3 /т Снижение активной газоносности составило к]= кУ (Х-Хо)= 0,98/(13,5-2,5)=0,089 (или 8,9%), где х и Хо- природная и остаточная газоносность угольного пласта 52.

Данный прогноз сделан по результатам извлечения метана из скважины №61, которая являлась лучшей из трех скважин, исследованных в ходе шахтного эксперимента.

По ориентировочным расчетам всех трех скважин снижение газоносности пласта 52 на участке 5207 может составить от 0,32 до 0,98 м3 /т. Представительность этого результата шахтного эксперимента подтверждена обобщением данных по эксплуатации 142 скважин на участке лавы 5207. На момент представления диссертации оценка эффективности пластовой

дегазации на участке лавы 5207 продолжается.

Снижение газоносности угля в зоне отработки до 1 м3/т далеко не во всех случаях может решить проблему необходимого снижения газовыделения из разрабатываемого пласта для обеспечения планируемого уровня добычи угля. Допустим, что все без исключения скважины работают 6 месяцев. Из зоны дренирования Я извлечен весь метан, равный по величине эффективной газоносности (х-хо). Радиус дренирования (радиус дезинтеграции) вокруг пластовых скважин по экспериментальным данным составит от 0,8 до 1,5 м.

Ограниченность по размерам дегазированной зоны косвенно подтверждается и тем фактом, что в настоящее время на шахтах Карагандинского угольного бассейна, например, пластовые скважины из подготовительных выработок бурятся через 2 - 4 м.

Альтернативой или дополнением к предварительной пластовой дегазации разрабатываемого пласта из подготовительных выработок может служить заблаговременная дегазация угольного пласта скважинами с поверхности. В работе оценены перспективы применения этой технологии.

Основным вопросом при обосновании целесообразности применения технологии ЗДП является прогнозная величина ее эффективности, важным фактором которой, наряду с горно-геологическими и горнотехническими условиями объекта дегазации, является потенциальный съем метана из угольного пласта, который зависит от резерва времени на дегазацию и скорости газоотдачи угольного пласта.

Разработаны методические подходы и рабочие методики определения уровня извлекаемости угольного метана из неразгруженных угольных пластов. Известен ряд методических подходов к оценке метаноизвлекаемости (метанодобываемости). Этому вопросу были посвящены исследования А.Т.Айруни, Н.В.Ножкина, Ю.Ф.Васючкова, Г.Н.Фейта, С.В.Сластунова, Г.Г.Каркашадзе, А.К.Логинова и некоторых других.

Наиболее объективная оценка потенциальной метанодобываемости конкретного объекта дегазации может быть получена по фактическим данным скоростей газоотдачи из поверхностей обнажения угольных пластов. Ключевым моментом методики прогноза возможных дебитов газодобывающих скважин является установление зависимостей между скоростями газоотдачи угольного пласта в стенки подготовительной выработки, пройденной по угольному пласту вне зоны влияния горных работ, в скважину, вскрывающую угольный пласт, и в трещину, образованную в угольном пласте.

Для выявления основных факторов, влияющих на фильтрацию свободного метана из угольного пласта и вмещающих пород в скважину, рассмотрена теоретическая модель фильтрации газа в осесимметричной постановке задачи и с соответствующими граничными условиями. В модели учитывается фактор сжимаемости газа (уравнение Менделеева-Клапейрона), перемещение газа под действием градиента давлений (закон линейной фильтрации Дарси) и закон сохранения массы.

В данной модели дебит метана из скважины радиусом г0 на участке скважины длиной Н определяется по формуле:

б = -2,кг/с (1)

м Ягт 1п/Ло

где К - проницаемость, м2; // - динамическая вязкость газа, Па с-, М-молекулярный вес метана, кг/моль; Яг - универсальная газовая постоянная, Д,=8,31 Дж/(моль-К); Т - абсолютная температура газа, К; _РШ - пластовое давление, Па; Р0~ давление па контуре скважины, Па; у - постоянная Эйлера, у = 1,781.

Ко=_1; а = (2)

0 Ш /Л 2 К '

а - пьезопроводность, м2/с; П- пористость среды; /- время, с.

Для горно-геологических и горнотехнических условий шахты «Котинская» (пласт 52) дебиты метана в скважину с условным радиусом г0 = 0,1 м, пробуренную с поверхности и пересекающую пласт 52 на всю мощность, посчитанные по изложенной выше аналитической модели приведены на рис. 2. Проницаемость пласта принята К = 0,05 мД.

Полученный в примере дебит метана не представляет практической ценности в виду своей незначительности. Для эффективной дегазации по практике применения работ по заблаговременной дегазации пластов с использованием скважин с поверхности дебит метана из скважины необходимо иметь на уровне 0,5 м3/мин и выше. Поэтому целесообразно проведение гидрорасчленения угольного пласта (ГРП), что позволит повысить проницаемость хотя бы на порядок, т.е. до величины 0,5 мД В этом случае практически пропорционально возрастет и дебит метана, величина которого при полностью обезвоженной скважине составит уже более 3 м3/мин.

Дебит метана из скважины

400 <00

Количество суток

- 5 60 кш.

• 4 50 яш.

• 3 40 юм. -2 30 аш

- 1 20 км.

Рис. 2. Дебит метана из скважины

Для достоверного прогнозирования возможных дебетов скважин ГРП в работе рассмотрена математическая модель формирования дебита метана в

раскрываемые при ГРП трещины. С учетом соответствующих граничных условий получено выражение для расчета массового притока метана в трещину с двух ее поверхностей, площадью 5:

0 = (3)

¡1 т V®!'

После интегрирования правой части выражения по времени от 0 до 1К0Н можно получить значение суммарного съема метана (£) из трещины за этот интервал времени:

г = (4)

м кг л/^Г 7

Введенный коэффициент Г- степень осушения пласта в процессе освоения скважины ГРП имеет физический смысл доли свободной от жидкости расчленения поверхности обнажений пласта, эффективно участвующей в формировании дебита скважин.

Для оценки величины f был сопоставлен расчет дебита подземных пластовых экспериментальных скважин №61, 63(1) и 63(2), проведенный по формуле (3), и данные, полученные экспериментальным путем, изображенные на рис. 1. Поправочный коэффициент Г составил 6,48/12 = 0,5.

Площадь поверхности обнажения угольных трещин в пласте, раскрываемых при ГРП, может быть оценена, как

8(ГРП) = 2- Ь • т • N • п, м2 (5)

где Ь - длина раскрытия трещин (радиус обработки пласта), м (может быть принята 100 м); т- мощность пласта, м (4,5); N - количество систем трещин, (2); п -среднее количество трещин в одной системе (10).

Суммарный съем метана из скважины ГРП в условиях пласта 52 шахты «Котинская» (условия участка 5209) за время 1= 1000 суток был посчитан по формуле (4) с учетом (5) и составит 1,3 млн. м3 метана.

Количество дегазированного угля составит:

Удсг= я-ь2т-р, (6)

У= 3,14-1002-4,5-13=183690 т, где р - плотность угля, т/м3 (13)-

Удельный съем метана, или снижение эффективной газоносности пласта, составит:

1300000 (м3)/! 83690 (т) = 7 м3/т Учитывая экспериментальный поисковый характер работ по заблаговременной дегазации угольного пласта 52 на поле шахты «Котинская» с использованием ГРП через скважины с поверхности, для расчета эффективности дегазации можно на данном этапе исследований принять расчетную величину снижения газоносности угля в зонах заблаговременной дегазации с некоторым запасом, а именно - 5 м3/т.

Исследования газопритоков в скважины и пластовые трещины для оценки эффективности различных способов пластовой дегазации целесообразно проверять непосредственно в натурных условиях на достаточно близких объектах к объектам предварительной дегазации, например фактически определяя скорости газоотдачи обнаженных поверхностей угольного пласта в горные выработки. В этом случае сама структура и состояние угольного пласта могут дать достоверную информацию о порядке ряда величин, важных для прогнозирования дебитов пластовых скважин, в частности о скорости газоотдачи угольного пласта и его проницаемости в конкретных условиях. Этот этап работ можно выполнить на основании фактических данных по дебитам экспериментальных пластовых скважин и по газообильности подготовительных горных выработок. В работе был выполнен прогноз дебита метана из скважин ГРП по данным газообильности вентиляционного штрека 5209. На примере расчета максимального прогнозного дебита метана можно отметить удовлетворительную сходимость выполненного прогноза, основанного на данных газообильности подготовительных выработок и прогнозного дебита, посчитанного на основе аналитической модели, изложенной выше. Тем не менее

следует отметить, что прогнозом дебита скважин ГРП и других пластовых дегазационных скважин по данным газообильности подготовительных выработок следует пользоваться в качестве дополнительного оценочного прогноза при отсутствии достоверного прогноза метаноизвлекаемости по данным дебитов пластовых скважин непосредственно на объекте дегазации или на аналогичных или близкорасположенных объектах. Это связано с тем, что на формирование дебита пластовой скважины существенно в меньшей степени сказывается фактор разгрузки зоны дегазации от горного давления, а также более четко отбивается время функционирования поверхностей обнажения угольного пласта.

Разработаны и обоснованы методические рекомендации по выбору основных технологических схем пластовой дегазации высокогазоносных угольных пластов, которые предусматривают выполнение двух основпых этапов.

На первом этапе решаются три вопроса:

1. Определяется целесообразность проведения дегазационных работ. Ключевым моментом тут является определение ограничений на нагрузку на очистной забой по газовому фактору с использованием нормативных документов с желательным их уточнением на базе последних научных исследований процессов метановыделения из разрабатываемых угольных пластов в очистной забой при высокопроизводительной добыче угля.

2. Определяется уровень метаноизвлекаемости из разрабатываемого угольного пласта, то есть прогнозируется возможный дебит метана из дегазационных скважин, пробуренных с поверхности на угольные пласты с последующей их активной обработкой по повышению проницаемости и газоотдачи, и определяюся потенциальные возможности по снижению газовыделения в очистной забой из разрабатываемого пласта после его дегазации.

3. Определяется резерв времени, имеющийся в запасе, на проведение дегазации подлежащего разработке угольного пласта. Эффективность большинства схем дегазации зависит от времени, отпущенного на извлечение метана из соответствующего источника его поступления в горные выработки. Этим фактором предопределяется ограниченная эффективность оперативных (текущих) технологий дегазации, применяемых совместно с ведением основных горных работ. Известно, что при применении пластовой дегазации из подготовительных выработок максимальный удельный съем во многом ограничен именно по фактору времени.

Заблаговременная дегазационная подготовка неразгруженного от горного давления пласта (ЗДП) эффективно применяется при сроках на дегазацию 3-5 и более лет. При сроке на заблаговременную дегазацию менее 1-3 лет речь может идти о предварительной дегазации (ПДП).

На втором этапе выбора основных технологических схем пластовой дегазации высокогазоносных угольных пластов с учетом трех изложенных факторов необходимо научное обоснование конструирования общей технологической схемы пластовой дегазации, предусматривающей применение основной (базовой) технологии (например, гидрорасчленение угольных пластов с последующим извлечением метана на поверхность либо пидрорасчленение угольного пласта без освоения скважин), или ее усиление вспомогательными (повышающими эффективность основной схемы) и дополнительными (интенсифирующими газовыделение из неблагоприятно функционирующей скважины ГРП) видами активного воздействия на неразгруженный угольный пласт через скважины с поверхности.

Для шахты «Котинская» даже при первоначальной плановой нагрузке на лаву 5209 в 20000 т/сут возникают ограничения по газу в 1,5 раза. При задаче обеспечения нагрузки в 30000 т/сут ограничения нагрузки по газовому фактору значительно возрастет. Дня выемочного участка 5209 по факторам величины «газового барьера», прогнозируемого уровня метаноизвлекаемости и резерва

времени на дегазацию (не более 2-х лет) в качестве базовой технологии пластовой дегазации принята технологическая схема ЗДП с последующей шдротацией пласта. В этом случае после ГРП ведется освоение скважин с извлечением воды и газа на поверхность, а за 3-6 месяцев до подхода горных работ к зоне дегазации скважина перестает осваиваться и в пласт периодически подается вода для поддержания столба воды в скважине для более полного увлажнения углегазоносного массива за счет сил самодвижения воды (например, капиллярных сил) и блокирования оставшегося в пласте метана в мельчайших порах и трещинах угля. Осуществление режима гидратации позволяет увеличивать остаточную газоносность угля и тем самым снижать газовыделение в лаву при ее отработке. При значительном снижении времени на заблаговременную дегазацию вследствие изменения программы развития горных работ предусматривается применение вспомогательного воздействия -гидровоздействия в режиме фильтрации с закачкой расчетного объема воды для блокирования метана в мельчайших порах и трещинах и снижения тем самым газовыделения из разрабатываемого пласта в атмосферу очистного забоя. Сущность и основные этапы методических рекомендаций по выбору основных технологических схем пластовой дегазации высокогазоносных угольных пластов для условий выемочного участка 5209 приведены в табл. 1.

Таблица 1

Методические рекомендации по выбору основных технологических схем

Этап 1 Наличие и величина «газового барьера» Определение метаноизвлекаемости из угольных пластов Резерв времени на ЗДП

Этап2 Научное обоснование конструирования общей технологической схемы

Параметры обшей технологической схемы

Основная схема Вспомогательная схема Дополнительная схема

ГРП-1 + гидратация Гипровоздействие в режиме фильтрации На основании диагностики скважин

Разработаны основные технологические решения по заблаговременной дегазационной подготовке пласта 52 лавы 5209 на поле шахты «Котинская» ОАО «СУЭК - Кузбасс». В табл. 2 представлены основные параметры технологической схемы, вошедшие в проект на ЗДП лавы 5209 шахты «Котинская».

Разработана и утверждена в установленном порядке Программа и методика проведения работ.

Таблица 2

Проектные параметры

№ СКВ Глубина, м Дата обработки Параметры обработки Технологическая схема заблаговременного воздействия

Объем воды, 3 м Макс, темп закачки

1-8 320 2010 4200 80 ГРП-1 с дополнительной гидратацией пласта

1-8 320 2010 2040 20 Гидровоздействие в режиме фильтрации.

1-2 - - - - Может предусматриваться вспомогательное воздействие - подземная пластовая дегазация в зонах ГРП

Разработаны методические подходы к бизнес-планированию инвестиционных работ по дегазации угольных пластов и подготовке шахтных полей (выемочых участков) к безопасной и эффективной отработке.

Рассмотрен методический подход к оценке экономической эффективности извлечения метана из угленосной толщи. Выполнен анализ экономических показателей технологического варианта с заблаговременной дегазацией угольного пласта на участках 5209 и 5210. Приведен расчет ожидаемого экономического эффекта внедрения технологии ЗДП на поле шахты

«Котинская». Окупаемость проекта наступает на третий год реализации. За все время реализации проекта конечный финансовый итог на шестом году реализации составит порядка 574,0 млн. руб. Дополнительная прибыль может быть получена за счет утилизации метана в соответствии с условиями Киотского протокола. Проведена апробация технологии использования шахтного метана с помощью мобильных ТЭС на шахтном метане на шахте им. Кирова. Дальнейшее внедрение этой технологии позволяет увеличить экономическую состоятельность работ по комплексной дегазации на шахтах ОАО «СУЭК-Кузбасс».

Заключение

Диссертация является законченной научной квалификационной работой, в которой дано решение актуальной для угольной отрасли задачи обеспечения метанобезопасности подземной угледобычи на основе научно-обоснованных технологических разработок, имеющих существенное значение для интенсивной и безопасной отработки газоносных угольных пластов.

Основные выводы и рекомендации, полученные автором, заключаются в следующем:

1. На основе анализа горно-геологических, горнотехнических условий и программы развития горных работ, оценки эффективности применяемых на шахтах ОАО «СУЭК-Кузбасс» способов борьбы с газом обоснованы целесообразность и выбор объекта заблаговременной дегазационной подготовки газоносного угольного пласта, подлежащего интенсивной отработке - выемочный участок 5209 шахты «Котанская».

2. Обоснован методологический подход к оценке возможного уровня метаноизвлекаемости из неразгруженных от горного давления угольных пластов через скважины заблаговременной дегазации, который базируется на учете блочно-трещиноватой структуры высокогазоносного угольного пласта и процессов массопереноса метана в трещину и скважину, а также фактической скорости газоотдачи углей в конкретных горно-геологических и горнотехнических условиях.

3. Оценен потенциальный уровень извлекаемости метана из угольных пластов для обоснования эффективных параметров технологии снижения газовыделения при заблаговременной (предварительной) гидрообработке угольных пластов для условий пласта 52 шахты «Котинская».

4. Обоснованы методические рекомендации по выбору рациональных технологических схем и основных параметров пластовой дегазации угольных пластов, которые должны учитывать фильтрационные и газокинетические свойства угольного пласта, оценку потенциальной метаноизвлекаемости и резерв времени на дегазацию пласта, а также величину «газового барьера» при планируемой нагрузке на очистной забой.

5. Разработаны рекомендации в качестве базовой технологии на шахтном поле «Котинская» (участок 5209), обоснована технология заблаговременной дегазации пласта путем его гидрорасчленения через скважины, пробуренные с поверхности, с последующей гидратацией пласта в качестве вспомогательного воздействия - гидравлическое воздействие в режиме фильтрации.

6. Обоснована целесообразность и разработаны основные технологические решения по заблаговременной дегазационной подготовке высокогазоносных пластов на выемочном участке 5209 шахты «Котинская» скважинами с поверхности, позволяющие обеспечить требуемый (проектный) уровень нагрузки на очистной забой.

7. Разработана и утверждена программа и методика шахтных испытаний технологии заблаговременной дегазационной подготовки пласта 52 лавы 5209 на поле шахты «Котинская» ОАО «СУЭК - Кузбасс» к безопасной и эффективной разработке путем активных воздействий через скважины с поверхности.

8. Разработана и утверждена технологическая часть проекта заблаговременной дегазационной подготовки пласта 52 лавы 5209 на поле шахты «Котинская» ОАО «СУЭК - Кузбасс».

9. Выполнена оценка технико-экономической эффективности технологии заблаговременной дегазации высокогазоносных угольных пластов скважинами с поверхности.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих публикациях автора:

1. Пучков Л.Л., Сластунов C.B., Логинов А.К., Ютяев Е.П., Мазаинк Е.В. Предпосылки промышленной апробации технологии заблаговременной дегазационной подготовки высокогазоносных угольных пластов в Кузбассе. //Горный информационно-аналитический бюллетень.-2008.-№0в-6 «БЕЗОПАСНОСТЬ»,- С.255-261.

2. Сластунов C.B., Коликов К.С., Ютяев Е.П., Мазаник Е.В. Опыт извлечения и перспективы использования метана угольных пластов // Материалы международной конференции «Коммерческое использование нетрадиционных ресурсов метана и отходов сельскохозяйственного и лесного производства», (26-27 мая 2009 г., Москва, Россия).-С.47-48.

3. Мазаник Е.В. Разработка рекомендаций по выбору технологических схем управления газовыделением выемочного участка при заблаговременной дегазационной подготовке. //Деп. рук. № 738/02-10 от 01 октября 2009 г. (8 с.)// Горный информационно-аналитический бюллетень.-2010.

4. Сластунов C.B., Коликов К.С., Мазаник Е.В., Лупий М.Г. Разработка основных технических решений заблаговременной дегазационной подготовки высокогазоносных угольных пластов для условий шахты «Котииская» ОАО «СУЭК-Кузбасс»// Горный информационно-аналитический бюллетень.-2009.-№ОВ-11 «Метан».-С. 153-161.

5. Каркашадее Г.Г., Лупий М.Г., Мазаник Е.В. Модель фильтрации метана из угольного пласта в очистной забой // Горный информационно-аналитический бюллетень.-2009.-№ОВ-11 «Метан». - С.297-301.

6. Каркашадзе Г.Г., Мазаник Е.В., Лупий М.Г. Методика расчета производительности вакуум-насоса в процессе дегазации выработанного пространства через скважины с поверхности // Горный информационно-аналитический бюллетень.-2009.-№ОВ-11 «Метан». -

7. С. Бакхаус, В.А. Безпфлюг, Е.В. Мазаник, С. Хоппе. Опыт внедрения мобильных ТЭС на шахтном метане//Уголь.-2009.- №11.-С.50-53.

С.146-153.

Подписано в печать/^-¿^2010

Формат 60x90/16 Заказ №

Объем 1 пл.

Тираж 100 экз.

ОИУП МГГУ, Москва, Ленинский просп., 6

Введение.

1.1 Суть и состояние основных проблем угольного метана.

1.2 Предварительная пластовая дегазация из подземных выработок.

1.3 Заблаговременное извлечение угольного метана из неразгруженных от горного давления угольных пластов через скважины, пробуренные с дневной поверхности.

1.3.1 Карагандинский угольный бассейн.

1.3.2 Донецкий угольный бассейн.

1.4 Состояние нетрадиционной технологии извлечения (добычи) метана в угольных бассейнах в США.

1.5 Структура угольного пласта и особенности извлечения угольного метана.

1.6 Требования к методам извлечения метана и эффективные технологические схемы.

Выводы по главе 1.

2 Оценка эффективности применяемых на шахтах ОАО «СУЭК-Кузбасс» способов борьбы с газом и программы развития горных работ для обоснования выбора объектов заблаговременной дегазационной подготовки.

2.1 Оценка газовой обстановки на шахтах ОАО «СУЭК-Кузбасс» для выбора первоочередных объектов.

2.2 Анализ основных горнотехнических и горно-геологических условий шахты «Котинская».

2.3 Оценка эффективности применяемых на шахтах ОАО «СУЭК-Кузбасс» способов борьбы с газом.

2.3.1 Дегазация выработанного пространства.

2.3.1.1 Выбор способа борьбы с местными скоплениями метана.

2.3.1.2 Дегазация выработанного пространства вертикальными скважинами с дневной поверхности.

2.3.2 Предварительная пластовая дегазация скважинами, пробуренными из подземных выработок.

2.4 Оценка эффективности и перспективы применения пластовой дегазации.

2.4.1 Шахтный эксперимент по изучению динамики и потенциальной возможности извлечения метана из подземных пластовых скважин на шахте «Котинская».

2.4.2 Обсуждение результатов и разработка рекомендаций по совершенствованию пластовой дегазации.

Выводы по главе 2.

3 Оценка потенциального уровня извлекаемости метана из угольных пластов для обоснования эффективных параметров технологии снижения газовыделения при заблаговременной (предварительной) гидрообработке угольных пластов.

3.1 Разработка методических подходов и рабочих методик определения уровня извлекаемости угольного метана из неразгруженных угольных пластов.

3.1.1 Исследование динамики газопритока угольного метана в скважину, вскрывающую угольный пласт.

3.1.2 Исследование дебита метана из угленосного массива в трещину в угольном пласте

3.2 Методические подходы к предварительной оценке дебитов скважин с поверхности на угленосную толщу по фактическим данным газообильности горных выработок.

3.2.1 Методика предварительной оценки дебитов скважин с поверхности на угленосную толщу по фактическим данным газообильности подготовительных выработок.

3.2.2 Расчет предварительной оценки дебитов скважин с поверхности на угленосную толщу по данным газообильности подготовительных выработок шахты «Котинская».138 Выводы по главе 3:.

4 Разработка основных технологических решений на заблаговременную дегазационную подготовку угольных пластов для условий шахты «Котинская».

4.1 Выбор основных технологических решений по управлению газовыделением путем заблаговременной дегазационной подготовки угольного пласта для условий первоочередных объектов ОАО «СУЭК-Кузбасс».

4.2 Обоснование методических рекомендаций по выбору рациональных технологических схем пластовой дегазации угольных пластов.

4.3 Параметры активного воздействия при дегазации неразгруженных угольных пластов через скважины, пробуренные с поверхности.

4.4 Технологическая часть проекта заблаговременно дегазационной подготовки пласта 52 на поле лавы 5209 шахты «Котинская» ОАО «СУЭК-Кузбасс».

4.4.1 Горно-геологическая характеристика объекта.

4.4.2 Заложение и конструкция скважин. Геофизические работы.

4.4.3 Технологическая схема воздействия на угольный пласт 52.

4.4.3.1 Оборудование устья скважины и ее промывка.

4.4.3.2 Перфорация пласта 52.

4.4.3.3 Гидрорасчленение пласта 52.

4.4.3.4 Освоение скважин.

4.4.4 Водоснабжение.

4.4.5 Электроснабжение.

4.4.6 Организация работ.

4.4.7 Гидротация пласта 52.

4.4.8 Гидровоздействие на пласт 52.

4.4.9 Мероприятия по безопасному ведению работ.

4.5 Программа и методика шахтных испытаний технологии заблаговременной дегазационной подготовки пласта 52 лавы 5209 на поле шахты «Котинская» ОАО «СУЭК-Кузбасс» к безопасной и эффективной разработке путем активных воздействий через скважины с поверхности.

Выводы по главе 4.:.

5 Разработка методических подходов к бизнес - планированию инвестиционных работ по дегазации угольных пластов и подготовке шахтных полей (выемочных участков) к безопасной и эффективной отработке.

5.1 Методический подход к оценке экономической эффективности извлечения метана из угленосной толщи.

5.2 Укрупненная оценка затрат и эффективности заблаговременной дегазационной подготовки.

5.3 Анализ экономических показателей технологического варианта с заблаговременной дегазаций угольного пласта на участках 5209 и 5210.

5.4 Расчет ожидаемого экономического эффекта.

Выводы по главе 5.

В последнее время в угольной промышленности России критического значения достигли частота и размеры аварий и катастроф на подземных угольных предприятиях. Наиболее значительные из них связаны с взрывами метана, выделяющегося из угольных пластов. Взрывы и вспышки метана инициируют взрывы угольной пыли, сопровождаются тяжелым материальным ущербом и большим числом человеческих жертв.

Основная проблема угольного метана - метанобезопасность угольных шахт. Достаточно напомнить, что за постсоветский период (1991 - 2008 г.г.) на шахтах России произошло более 200 взрывов, число пострадавших составило более 1500 человека.

Вот лишь не полный перечень угольных шахт, на которых произошли взрывы метана, повлекшие за собой гибель шахтеров. Им. Шевякова — погибло 25 чел. «Центральная» - 28 «Воркутинская» - 10 «Первомайская» - 15 о. Шпицберген - 16 «Зыряновская» - 67 «Центральная» - 27 «Комсомолец» - 12 «Тайжина» - 47 «Ульяновская» - 111 и этот список можно продолжать другими авариями 2007-2009 г. г. Для современного мирового промышленного производства характерна общая тенденция, которую не удается преодолеть: при понижении вероятности отдельной аварии, благодаря совершенствованию контролирующих систем и повышению надежности каждого агрегата, абсолютное количество и масштаб последствий аварий непрерывно растут. 5

Как показывает анализ, наиболее высокий уровень безопасности работников в последние годы обеспечивается на шахтах США, где травматизм со смертельным исходом составляет в среднем 0,06 случая на 1 млн. т добычи угля.

В настоящее время обеспечение безопасности производства в угольной промышленности РФ оказалось «на втором плане», не вошло в число приоритетных направлений развития предприятий в рыночных условиях, что сказывается на уровне аварий и травматизма. На шахтах РФ в период с 1994 по 2002г. включительно произошло в среднем 1,4 смертельных случая на 1 млн. т добычи, что в 23 раза выше, чем в США. На шахтах ФРГ, в условиях работы, близких по сложности к шахтам РФ, по данным 1989 г. показатель травматизма со смертельным исходом составляет 0,54 случая. На шахтах Украины (после ее выхода из состава СССР) этот показатель в 65-80 раз выше, чем в США. Самый высокой уровень травматизма отмечен на шахтах Китая, где ежегодно погибает 5,5-6,0 чел. на 1 млн. т добычи, т.е. в 90-100 раз выше, чем в США [43].

Смертельный травматизм на газовых шахтах в нашей стране в десятки раз превышает аналогичные показатели в угледобывающих странах Европы, в США и в Австралии. Технико-экономические показатели работы газовых шахт на 35-50 % ниже, чем не газовых в аналогичных горно-геологических и горнотехнических условиях. Концептуально Российским угольным компаниям имеет смысл использовать практику организации добычи высокогазоносного угля на шахтах названных стран, где в частности, широко применяется заблаговременная дегазация угольных пластов скважинами с поверхности (так называемая ЗДП).

Основной природный барьер к высокопроизводительной и безопасной разработке высокогазоносных угольных пластов - содержащийся в них метан, с которым связаны такие основные опасности подземной угледобычи как взрывы

Дальнейшее совершенствование дегазации в условиях роста нагрузок на очистной забой свыше даже 5-8 тысяч тонн в сутки возможно только за счет извлечения метана непосредственно из разрабатываемого угольного пласта.

Пластовая дегазация угольного пласта из подземных выработок имеет определенные ограничения по эффективности, что связано с ограниченным временем функционирования пластовых скважин (недостаточное временное опережение подготовительными работами очистных), снижением проницаемости пласта с увеличением глубины его залегания и невозможностью проведения мощных активных воздействий на толщу для увеличения ее природной газопроницаемости из-за недостатка времени и близости горных выработок к объекту дегазации.

Опыт освоения скважин ЗДП с использованием активных воздействий показывает, что данная технология может обеспечить 50 - процентное снижение природной газоносности, достигнутое извлечение на поверхность 6 - 9 м3/т.

Достоверно доказать экономическую обоснованность и состоятельность заблаговременной дегазационной подготовки позволили последние работы на поле шахты им. Ленина в Карагандинском угольном бассейне, где скважины с поверхности функционировали более 8 лет по извлечению метана из особо выбросоопасного мощного пласта Дб. За 8 лет из 14 скважин было извлечено более 20 млн. м 100%-го метана, что позволило снизить газоносность пласта на 6-9 м3/т и обеспечить существенную экономическую эффективность этих работ за счет сокращения объема проведения подготовительных выработок, роста добычи угля в зонах ЗДП, утилизации метана на обогревателе нового клетьевого ствола и в котельной шахты.

Производительность очистных забоев лимитирована по фактору вентиляции. Существующие на шахтах вентиляционные сети, их 7 протяженность и состояние обуславливают крайне неэффективное использование подаваемого в шахту воздуха. В ряде случаев к очистным и подготовительным забоям подается лишь 30 - 35 % общего объема подаваемого воздуха. В результате производительность очистных забоев вдвое — втрое ниже технических возможностей оборудования. С развитием горных работ ситуация имеет тенденцию к ухудшению.

В современных условиях планируемые нагрузки на ряде шахт ОАО «СУЭК-Кузбасс» составляют 20000-30000 т/сут, прогнозное газовыделение Л из разрабатываемого пласта может достигать достигает 6,5-8,5 м /т. Без кардинального снижения газообильности горных выработок и в первую очередь разрабатываемого пласта обеспечить такую нагрузку не представляется возможным. Проведение заблаговременной дегазационной подготовки высокогазоносных угольных пластов к безопасной и эффективной отработке предусмотрено разработанной Управлением угольной промышленности «Росэнерго» и МГГУ и согласованное Ростехнадзором концепцией обеспечения метанобезопасности угольных шахт России на 2006-2010 г.г.

Рассматриваемая в работе и рекомендуемая для внедрения на шахтах ОАО «СУЭК-Кузбасс» технология вошла в разработанное в 2006 г. МГГУ отраслевое руководство по заблаговременной дегазационной подготовки высокогазоносных угольных пластов к безопасной и эффективной отработке, согласованное в установленном порядке с Ростехнадзором.

Целью работы является совершенствование технологии дегазации угольных шахт на основе заблаговременной подготовки шахтных полей и выемочных участков для обеспечения необходимого уровня метанобезопасности интенсивной угледобычи и ее адаптации к условиям газоносных высокопроизводительных участков шахт ОАО «СУЭК — Кузбасс».

Идея работы заключается в обосновании необходимости применения комплексной технологии дегазации высокопроизводительных добычных участков на базе заблаговременной дегазационной подготовки высокогазоносных угольных пластов скважинами с поверхности

Основные научные положения, выносимые на защиту:

- при высоком уровне интенсификации добычи угля при разработке высокогазоносных угольных пластов метанобезопасность в условиях увеличивающихся глубин разработки, природной газоносности угольных пластов и величины газовыделения из разрабатываемого пласта может быть обеспечена лишь при использовании всего комплекса дегазационных работ с обязательным применением заблаговременной дегазационной подготовки разрабатываемых пластов;

- обоснование методологического подхода к оценке возможного уровня метаноизвлекаемости из неразгруженных от горного давления угольных пластов через скважины заблаговременной дегазации базируется на учете структуры высокогазоносного угольного пласта и процессов массопереноса метана, а также фактической скорости газоотдачи углей в конкретных горногеологических и горнотехнических условиях.

- научно-обоснованные методические рекомендации по выбору рациональных технологических схем пластовой дегазации угольных пластов должны учитывать физико-химические и физико-механические свойства угольного пласта, оценку потенциальной метаноизвлекаемости и резерв времени на дегазацию пласта, а также величину «газового барьера» при планируемой нагрузке на очистной забой.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждаются:

- анализом научно-технических материалов и литературных источников по известным способам борьбы с метаном в угольных шахтах; 9

- представительным объемом шахтных исследований и анализом горно-геологических, горнотехнических условий и программы развития горных работ, оценкой эффективности применяемых на шахтах ОАО «СУЭК-Кузбасс» способов борьбы с газом для обоснования выбора первоочередных объектов заблаговременной дегазационной подготовки.

- корректным использованием методов математической статистики при обработке результатов исследований.

Научное значение работы заключается в обосновании на базе разработанного методологического подхода к оценке уровня метаноизвлекаемости из неразгруженных угольных пластов усовершенствованной комплексной технологии дегазации выемочных участков на основе заблаговременной дегазационной подготовке шахтных полей к безопасной и эффективной отработке.

Практическая ценность работы состоит в следующем:

Разработана и апробирована в условиях разработки пласта 52 на поле шахты «Котинская» методика оценки возможного уровня метаноизвлекаемости из неразгруженных от горного давления угольных пластов через скважины заблаговременной дегазации, базирующаяся на учете структуры высокогазоносного угольного пласта и процессов массопереноса метана, а также фактической скорости газоотдачи углей в конкретных горно-геологических и горнотехнических условиях.

На базе научно-обоснованных методических рекомендаций по выбору рациональных технологических схем пластовой дегазации угольных пластов разработана, утверждена и принята к реализации основная технологическая документация на заблаговременную дегазационную подготовку угольных пластов для первоочередных объектов работ (шахта «Котинская», лава 5209)

Разработана и утверждена программа и методика работ по заблаговременной дегазационной подготовке пласта 52 шахты «Котинская» на участке лавы 5209.

Автор выражает благодарность за ценные научно-технические и научно-методические консультации работникам ОАО «СУЭК-Кузбасс» и ученым и специалистам МГГУ - д.т.н. Логинову А.К., горн. инж. Ютяеву Е.П., чл.-корр. РАН Пучкову Л.А., профессорам Сластунову С.В., Коликову К.С., Ю.Ф.Васючкову, Каркашадзе Г.Г, Калединой Н.О., Королевой В.Н. и другим.

Основные выводы по выполненным в диссертации исследованиям заключаются в следующем:

Обоснована целесообразность и разработаны основные технологические решения по заблаговременной дегазационной подготовке высокогазоносных пластов ОАО «СУЭК-Кузбасс» скважинами с поверхности, позволяющей обеспечить требуемый (проектный) уровень нагрузки на очистной забой, определённый проектом шахты «Котинская», за счёт снижения относительной газообильности очистного забоя по фактору газовыделения из разрабатываемого пласта на величину до 9 м3/т.

Проведен анализ горно-геологических, горнотехнических условий и программы развития горных работ, оценена эффективность применяемых на шахтах ОАО «СУЭК-Кузбасс» способов борьбы с газом для обоснования целесообразности и выбора первоочередных объектов заблаговременной дегазационной подготовки.

Проведена оценка потенциального уровня извлекаемости метана из угольных пластов для обоснования эффективных параметров технологии снижения газовыделения при заблаговременной (предварительной) гидрообработке угольных пластов, даны конкретные примеры расчета потенциальной метанодобываемости для шахты «Котинская».

Разработанные проектные технологические решения предназначены для включения в Рабочий проект шахта «Котинская» по газоуправлению выемочных столбов в лавах 5209 и 5210.

Научно-техническая и практическая ценность ожидаемых результатов работы заключается в том, что технологические решения адаптированы к горно-геологическим и горнотехническим условиям шахты «Котинская».

Разработана и утверждена программа и методика работ по заблаговременной дегазационной подготовке пласта 52 шахты «Котинская» на участке лавы 5209.

Разработанный техно-рабочий проект (технологическая часть проекта) заблаговременной дегазационной подготовки угольных пластов путем гидрорасчленения на поле шахты «Котинская» принят к реализации в 2009 г.

Выполнена научно-обоснованная оценка технико-экономической эффективности и области применения технологии заблаговременной дегазации высокогазоносных угольных пластов скважинами с поверхности.

Резервами повышения эффективности данной технологии является применение ее в комплексе с подземными пластовыми скважинами, которые в зонах ГРП существенно увеличивают свою производительность и последующее использование скважин ГРП в качестве куполовых для извлечения метана из выработанных пространств после их подработки горными работами.

Разработан методологический подход к бизнес-планированию инвестиционных работ по дегазации угольных пластов и подготовке шахтных полей (выемочных участков) к безопасной и эффективной отработке.

Заключение

Диссертация является научной квалификационной работой, в которой изложены научно-обоснованные технологические и методические разработки, имеющие существенное значение для интенсивной и безопасной отработки газоносных угольных пластов на основе поэтапной заблаговременной скважинной подготовки шахтных полей.

1. Ножкин Н.В. Заблаговременная дегазация угольных месторождении. М., Недра, 1979 (монография).- 271 с.

2. Ножкин Н.В. Заблаговременная дегазация угольных месторождений. -Дисс. докт. техн. наук М.: МГИ, 1971. 453 с.

3. Презент Г.М., Баймухаметов С.К., Швец И.А., Сластунов С.В. Технология управления газодинамическими и геомеханическими процессами в угольных шахтах// Г.М. Презент, С.К. Баймухаметов, И.А. Швец, Сластунов С.В. -Караганда: 1994. -117с.

4. Управление свойствами и состоянием угольных пластов с целью борьбы с основными опасностями в шахтах. (Ржевский В.В., Братченко Б.Ф., Бурчаков А.С., Ножкин Н.В.), М., Недра, 1984.- 327 с.

5. Сластунов С.В. Заблаговременная де дегазация и добыча метана из угольных месторождений. М., изд-во МГГУ, 1996.- 441 с.

6. Пучков JI.A., Сластунов С.В., Коликов К.С. Извлечение метана из угольных пластов. М., изд-во МГГУ, 2002. 383 с.

7. Пучков JI.A. Современные проблемы шахтного метана. Горный информационно-аналитический бюллетень. М.; МГГУ, ИАЦ ГН, 1977.

8. Пучков JI.A. Проблема метана в современном горном производстве. В кн. Современные проблемы шахтного метана. - М.; МГГУ, 1999. - 320 с.

9. Dama R.D. Effect of stress, gas pressrun and vacuum on permeability of Bull coal samples. (Влияние напряжения, газового давления и вакуума наугольные образцы угольного бассейна Балли). Proceedings of ISEO. Australia, 1995, pp. 293-301.

10. Методические основы проектирования дегазации на действующих и ликвидируемых шахтах / B.C. Забурдяев, А.Д. Рубан, Г.С. Забурдяев и др. — М.: ННЦ ГП-ИГД им. А.А. Скочинского 2002, - 316 с:

11. Серов В.И., Виноградов В.П. Энергетическое использование шахтного каптированного метана // Горный информационно-аналитический бюллетень, МГГУ, 2000, с.203-205.

12. Дурнин М.К. Метан угольных пластов: дегазация и утилизация // Науч. сообщ. / ННЦ ГП ИГД им. А.А. Скочинского, М., 2003, - Вып. 324, - с. 56-66.

13. Серов В.И., Виноградов В.П., Гостева С.Н. Возможности угольной промышлнности России в снижении выбросов метана в атмосферу Земли. Труды II Межд. конф. «Сокращение эмиссии метана», Новосибирск, 2000,-с. 582-585.

14. Веселов А.П., Колесников Ю.М., Ганшевский С.П. и др. Утилизация метана на шахтах Воркуты // Безопасность труда в промышленности, — 1996, №8, -с. 37-38.

15. Веселов А.П., Колесников Ю.М., Ганшевский С.П. Проблемы использования шахтного метана Воркутского месторождения // Метановый центр, № 2, Кемерово, 1996, с. 12-13.

16. Руководство по дегазации угольных шахт. — М.: 1990, — 192 с.

17. Устинов Н.И., Воронюк Ю.С. Возможности повышения производительности очистных забоев при разработке газоносных пластов // Науч. сообщ. / ННЦ ГП ИГД им. А.А. Скочинского, - М., 2003, - Вып. 324,-с. 47-55.

18. Проблемы разработки метаноносных пластов в Кузнецком угольном бассейне. М.: Издательство Академии горных наук, 1997, - 463 с.

19. Проблемы разработки угольных пластов, извлечения и использования шахтного метана в Печорском бассейне. М.: ННЦ ГП - ИГД им. А.А. Скочинского, 2002, - 350 с.

20. Методические положения по выбору и применению новых технологий дегазации и управления метановыделением на угольных шахтах. — Люберцы, ННЦ ГП ИГД им. А.А. Скочинского, 2002, - 116 с.

21. Саламатин А.Г., Забурдяев B.C. Проблемы дегазации угольных пластов // Безопасность труда в промышленности, 1996, - № 4, - с. 41-46.

22. Забурдяев B.C. Дегазация разрабатываемого пласта — эффективный способ повышения производительности и безопасности работ в метанообильных шахтах // Горный информационно-аналитический бюллетень, МГГУ, -2000,-№ 1, — с. 149-154.

23. Забурдяев B.C., Устинов Н.И., Пантелеев А.С., Овсянников И.П. Опыт бурения и герметизации скважин для извлечения кондиционного метана // Уголь, 1995, - № 10, - с. 48-50.

24. Забурдяев B.C. Новые методы дегазации и управления газовыделением в угольных шахтах // Обзорная информация. ЦНИЭИуголь, вып.2. М.: 1990, 65 с.

25. Управление газовыделением в угольных шахтах при ведении очистных работ / И.В. Сергеев, B.C. Забурдяев и др. М.: Недра, 1992, 256 с.

26. Руководство по дегазации угольных шахт России. Люберцы, 2002, - 216 с.

27. Haynes Ch. D. Appraisal of Coalbed Methane Resources in an Underground Mining Environment // The 1999 International Coalbed Methane Symposium. Alabama, USA, 1999, - pp. 417-428.

28. Забурдяев B.C. Обоснование способов и параметров извлечения метана при высокоинтенсивной отработке газоносных угольных пластов. Дисс. на соискание ученой степени докт. техн. наук, М., ИПКОН РАН, 2007.

29. Пучков Л.А., Сластунов С.В., Презент Г.М., Баймухаметов С.К Угольный метан некоторые проблемы и направления их решения. Журнал "Уголь", №12, 2003.

30. Пучков Л.А., Сластунов С.В. Эффективное решение проблемы метанобезопасности угольных шахт России — безотлагательная задача сегодняшнего дня.» ,Уголь», № 12, 2006.

31. Пучков Л.А., Сластунов С.В. Проблемы угольного метана мировой и отечественный опыт их решения. М., ГИАБ, №4, 2007.

32. Метан в шахтах и рудниках России: прогноз, извлечение и использование/ А.Д. Рубан, B.C. Забурдяев и др. М.: ИПКОН РАН, 2006. -312 с.

33. Корректировка проекта строительства шахты «Котинская». Пояснительная записка. Том 1.Гипроуголь. Новосибирск. 2003.

34. Пояснительная записка по определению газообильности шахты «Котинская» ОАО «СУЭК-Кузбасс» на 2008 год. ОАО «СУЭК-Кузбасс», -Киселевск, 2007.

35. Оценка ресурсов и объемов извлечения метана при подземной разработке угольных месторождений России/ А.Д. Рубан, B.C. Забурдяев, Г.С. Забурдяев. -М.: ИПКОН РАН, 2005. 152 с.

36. Методика определения параметров гидрорасчленения угольных пластов при разработке проекта для условий Карагандинского бассейна. — Караганда- Москва, 1986, 22 с.

37. Временное руководство по заблаговременной подготовке шахтных полей к эффективной разработке скважинами с поверхности с пневмогидровоздействием на свиту угольных пластов. М.: МГИ, 1991, 92 с.

38. Логинов А.К. Комплексное обоснование прогрессивных технологических решений по интенсивной отработке высокогазоносных угольных месторождений. Дисс. докт. техн. наук М.: МГГУ, 2009 - 352 с.

39. Ножкин Н.В. Опыт заблаговременной дегазации с использованием способа направленного гидравлического расчленения пласта. В сб. Современные способы и методы борьбы с газом и пылью в пластах. -М.: ЦНИИЭУ, 1964.

40. Ножкин Н.В. Временное руководство по дегазации шахтных полей Карагандинского бассейна с гидравлическим расчленением свит угольных пластов (для служебного пользования). Москва, 1975, 220 с.

41. Томашев Н.Н. Исследование снижения газообильности выемочных участков в зонах гидрорасчленения, микробиологического, физико-химического и многостадийного воздействия: Автореферат дисс. канд. техн. наук. -М.: МГИ, 1976.

42. Ярунин С.А., Бородин В.И., Филоненко С.Я., Щербинин В.Н. Исследование напряженного состояния и условий газообмена призабойной части выбросоопасного пласта в зоне гидрорасчленения. -М.: МГИ, вып. VII, 1974.

43. Щербинин В.Н. Исследование влияния гидрорасчленения и микробиологического воздействия на состояние угольной толщи в целях совершенствования средств борьбы с внезапными выбросами угля и газа: Автореферат дисс. канд. техн. наук. -М.: МГИ, 1976.

44. Селиванов Г.И. Исследование напряженного состояния и процесса разрушения выбросоопасного угольного пласта в целях совершенствования технологии очистной выемки: Автореферат дисс. канд. техн. наук. -М.: МГИ, 1976.

45. Концептуальные подходы к обеспечению метанобезопасности угольных шахт России и СНГ на 2007-2010 г.г.(в составе авторского коллектива Пучков JI.A., Сластунов С.В., Каледина Н.О. и др.), М., ГИАБ, тематическое приложение МЕТАН, 2007.

46. Швец А.И. Повышение метанобезопасности угольных шахт на основе совершенствования технологии заблаговременной дегазационной подготовки шахтных полей- Дисс. канд. техн. наук М.: МГГУ, 2003 152 с.

47. Баймухаметов С.К. Проблемы безопасности разработки высокогазоносных угольных пластов. Караганда, 2006, 205 с.

48. Технологические схемы интенсивной дегазации газоносного массива. Угольный департамент АО "Испат Кармет". Институт горного дела им.А.А.Скочинского. Караганда, 1999.

49. Д.И.Бухны. Анализ факторов, влияющих на эффективность дегазации угольных пластов. Научные сообщения Института горного дела им.А.А.Скочинского "Актуальные вопросы аэрологии угольных шахт". М., 1987.

50. Баймухаметов, И.А.Герцен. Эффективность подработки на шахте "Стахановская" в г.Караганде. Журнал "Уголь", №8, 1992, с.40-42

51. Газообильность каменноугольных шахт СССР. Эффективные способы искусственной дегазации угольных пластов на больших глубинах. / Р.А. Галазов, А.Т. Айр уни, B.C. Забурдяев и др. М.: Наука, 1987. - 200 с.

52. Coalbed Methane Recovery Yield Simulation Puchcov L.A., Slastunov S.V. and Karkashadze G.G. (Moscow State Mining University) 0701. (Moscow State Mining University, Russia). Публикация международной конференции. Алабамский университет. 2007.

53. Каркашадзе Г.Г., Коликов К.С., Алексеева В.А. Разработка аналитической6'модели гидрорасчленения угольного пласта. —М.: ГИАБ, 2002, №6, С. 5053.

54. Сластунов С.В., Каркашадзе Г.Г., Коликов К.С. Аналитическая модель гидравлического расчленения угольного пласта. Журнал «Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых». Новосибирск, 2002г., №6.

55. Jolly, D. C., Morris, L.H. and Hinsley, F. B. (1968) An investigation into the relationship between the methane sorption capacity of coal and gas pressure. Mining engineer, Vol.127, No. 94, pp.539-548.

56. Малашкина B.A., Зубко К.Б. Особенности измерения параметров шахтной метановоздушной смеси. -М.: ГИАБ, 2008, отд. выпуск №4 «Метан», С. 230-235.

57. Каркашадзе Г.Г., Каркашадзе Л.Г. Осесимметничная задача фильтрации газа в скважину.-М.: ГИАБ, 2002, №6, С. 54-57.

58. Комплексное освоение метаноносных угольных месторождений Кузнецкого бассейна/Р.А. Галазов, А.Т. Айруни; К.А. Ефремов и др. — М.: Изд. ЦНИЭИугля, 1991. 69 с.

59. Комплексная разработка метаноносных угольных месторождений/В.Е. Зайденварг, А.Т. Айруни, Р.А. Галазов и др. — М.: Изд. ЦНИЭИугля, 1993. — 143 с.

60. Айруни А.Т., Зенкович JI.M., Мхатвари Т.Я. Искусственное увеличение защитного действия при разработке выбросоопасных пластов. М.:Изд. ЦНИЭИугля, 1984.- Вып.7 -49 с.

61. Малашкина В.А. Особенности проектирования систем дегазационных трубопроводов угольных шахт. М.: ГИАБ, 2008, отд. выпуск №4 «Метан», С. 220-229.

62. Пучков JI.A., Каледина Н.О. Динамика метана в выработанных пространствах шахт, М, изд-во МГГУ, 1995, 312 с.

63. Геотехнологические проблемы разработки опасных по газу и пыли угольных пластов/ А.Д. Рубан, B.C. Забурдяев, Г.С. Забурдяев. -М.: Наука, 2007. 279с.

64. Сластунов С.В. Управление газодинамическим состоянием угольного пласта через скважины с поверхности. М.: МГИ, 1991, 213 с.

65. Методические рекомендации о порядке дегазации угольных шахт. М.: ОАО «НТЦ «Промышленная безопасность», сер. 05, вып. 14, РД-15-09-2006.

66. Поле шахты «Котинская» в Ерунаковском геолого-экономическом районе Кузбасса. Книга 4.78. «Инструкции по расчету количества воздуха, необходимого для проветривания действующих угольных шахт» (Москва, «Недра», 1975)

67. Винников В.А., Каркашадзе Г.Г. Гидромеханика: Учебник для вузов.- М.: Издательство МГГУ, 2003.-302с.

68. Альтшуль А.Д. и др. Гидравлика и аэродинамика, М.: Стройиздат, 1987. -410 с.

69. Проект дегазации выемочного участка лавы 5203 пласта 52 ОАО «СУЭК -Кузбасс» шахта «Котинская», г. Киселевск, 2008 г. (6.2. Расчет сети трубопровода и выбор вакуум-насоса для скважин, пробуренных в выработанное пространство с поверхности.)

70. Баренблат Г.И., Ентов В.М., Рыжих В.И. Движение жидкостей и газов в природных пластах. М.: Недра, 1984. -275с.

71. Ярунин С.А., Диколенко Е.Я., Пережилов А.Е., Лукаш А.С. Технология гидродинамического воздействия на газовыбросоопасный углепородный массив через скважины с профилем пространственного типа. М.: Полимеджа. 1996.-430с.

72. Васючков Ю.Ф. Оценка угольного месторождения для добычи метана. М., МГГУ, ГИАБ, 2004.№8

73. Рекомендации по расчету параметров проветривания выемочного участка лавы 5207 пласта 52 шахты «Котинская», ВостНИИ- ОАО «СУЭК-Кузбасс», 2009.

74. Проект проветривания выемочного участка лавы 5207 ОАО «СУЭК-Кузбасс» шахта «Котинская», Киселевск, 2009.

75. Концепция обеспечению метанобезопасности угольных шахт России на 2006-2010 г.г. (в составе авторского коллектива Пучков Л.А., Сластунов С.В., Каледина И.О. и др.), М., ГИАБ, 2007

76. Сластунов С.В., Васючков Ю.Ф., Логинов А.К. Прогнозная оценка метанодобываемости угольных пластов на конкретных шахтных полях (на примере шахты «Комсомольская» Воркутинского месторождения), М., ГИАБ, тематическое приложение МЕТАН, 2007.

77. Сластунов С.В., Логинов А.К., Задавин Г.Д., Бобнев Ю.Н. Оценка уровня метаноизвлекаемости угольного метана из неразгруженных угольных пластов для выбора основного способа заблаговременной дегазации М., ГИАБ, тематическое приложение МЕТАН, 2007.

78. Патент РФ № 1375839, Б.И. № 7, 1988 (МГГУ, Ножкин Н.В., Сластунов С.В.).

79. Патент РФ № 1548463, Б.И. № 91, 1989 (МГГУ, Ножкин Н.В., Сластунов С.В., Карпов В.М.).

80. Патент РФ № 1610048, Б.И. № 44, 1990 (МГГУ, Ножкин Н.В., Сластунов С.В., Ворошилов О.О.).

81. Патент РФ № 2159333 от 20.11.2000.«Способ дегазации угольного пласта», (МГГУ, Пучков JI.A., Сластунов С.В., Фейт Г.Н.).

82. Патент РФ № 2188322 от 07.09.2001 «Способ гидрообработки угольного пласта», (МГГУ, Пучков Л.А., Сластунов С.В., Каркашадзе Г.Г. Коликов К.С.).

83. Патент РФ № 2232899 (2004 г.) «Способ обработки угольного пласта» (МГГУ, Пучков JI.A., Сластунов С.В., Каркашадзе Г.Г. Коликов К.С.).

84. Патент РФ 2323327 от 27.04.2008. Способ извлечения метана из угольного пласта Пучков JI.A.,Сластунов С.В.,Каркашадзе Г.Г., Коликов К.С.

85. Буханцов А.И. Исследование фильтрационных свойств газоносных угольных пластов с целью повышения эффективности гидрорасчленения по снижению газовыделения в атмосферу горных выработок. Дисс. канд. техн. наук. М.: МГИ, 1978.

86. Физико-химия газодинамических явлений в шахтах/ Ходот В.В.,Яновская М.Ф., Премыслер Ю.С. и др. -М.: Недра, 1973. -139с.

87. ЮЗ.Ярунин С.А., Бухны Д.И. Кинетика массопереноса газа в трещиновато-блочных породах с учетом сорбции и диффузии. Всесоюзный семинар по адсорбции и пористости ископаемых углей. Донецк: 1975.

88. Гуревич Ю.С. Извлечение кондиционного метана при подземной разработке угольных месторождений и технологические решения по его использованию: Дисс. .докт.техн.наук.-М.: 1990-531с.

89. Лидин Г.Д., Эттингер И.Л., Шульман Н.В. О возможности теоретического расчета потенциальной метаноносности угольных пластов на больших глубинах//Уголь. 1973. С. 13-15.

90. Васючков Ю.Ф. Физико-химические способы дегазации угольных пластов. -М.; Недра, 1986.-255 с.

91. Пыхачев Г.Б., Исаев Р.Г. Подземная гидравлика. Учеб. пособ. М.: Недра, 1972.- с.360.

92. Вопросы теории дегазации угольных пластов. /Ред. Лидин Г.Д.-Госгортехиздат. 1963.

93. Сергеев, И.В., Забурдяев B.C. Эффективность дегазации разрабатываемых пластов на глубоких горизонтах // Экспресс-информация. М.: ЦНИЭИуголь, 1977. 20 с.

94. Забурдяев, B.C. Исследование факторов, определяющих эффективность дегазации разрабатываемых пологих угольных пластов скважинами / Диссертация к.т.н. М.: ИГД им. А.А. Скочинского, 1969. - 175 с.

95. Забурдяев, B.C. Методы управления газовыделением на угольных шахтах // Проблемы газоносности угольных месторождений. — М.: Недра, 1982. — С. 120-167.

96. Забурдяев, B.C. Оценка эффективности технологических схем очистных работ по газовому фактору // Экспресс-информация. М.: ЦНИЭИуголь, 1979.-37 с.

97. Матвиенко Н.Г., Зимаков Б.М., Гурьянов В.В., Хрюкин В.Т., Натура В.Г. Оценка коллекторских свойств угольных пластов применительно к условиям промысловой добычи метана / Современные проблемы шахтного метана. М.: МГГУ, 1999. -С.151-158.

98. Аравин В.И., Нумеров С.Н. Теория движения жидкостей и газов в недеформируемой пористой среде.- М: Гл. изд-во технико-теоретической литературы, 1953.-616 с.

99. Полубаринова-Кочина П.Я. Теория движения грунтовых вод.- М.: Наука, 1977. -644 с.

100. Васючков Ю.Ф. К методике определения параметров процесса гидрорасчленения пласта для его дегазации. М., ГИАБ, тематическое приложение МЕТАН, 2006 С. 257-267.

101. Савенко JI.B., Шальнов Н.А., Ножкин Н.В. и др. Дегазация с гидравлическим расчленением свиты пластов в условиях Донбасса.-Уголь, 1969, №4,5, С. 65-68.

102. Агапов А.Е, Каплунов Ю.В.,Сластунов С.В. Шпирт М.Я.Образование парниковых газов при добыче и переработке углей,их мониторинг и оценка методов снижения эмиссии в окружающую среду. М, ООО «Центральный издательский дом», 2007.- 206 с.

103. Бакхаус К., Безпфлюг В.А., Мазаник Е.В., Хоппе С. Опыт внедрения мобильных ТЭС на шахтном метане. «Уголь», №11, 2009.С.

104. Безпфлюг В.А., Бакхаус К. Оценка эффективности ТЭС на шахтном газе, журнал Глюкауф, 2007, август №3, С. 93-96.

105. В. А. Безпфлюг, М. К. Дурнин „Сравнительная экономическая оценка различных технологий утилизации шахтного метана", журнал «Уголь», № 11-2007, С. 59-61.

106. Мазаник Е.В. Разработка рекомендаций по выбору технологических схем управления газовыделением выемочного участка при заблаговременной дегазационной подготовке. Деп. рукопись (справка Депозитария издательства МГГУ № 738/02-10 от 01 октября 2009 г.).

107. Каркашадзе Г.Г., Лупий М.Г., Мазаник Е.В. Модель фильтрации метана из угольного пласта в очистной забой // ГИАБ.-2009.-Отд. выпуск №11. Тематическое приложение «Метан».-С.297-301.

108. Каркашадзе Г.Г., Мазаник Е.В., Лупий М.Г. Методика расчета производительности вакуум-насоса в процессе дегазации выработанного пространства через скважины с поверхности //ГИАБ.-2009.-Отд. выпуск №11. Тематическое приложение «Метан».-С. 146-153.

109. С. Бакхаус, В.А. Безпфлюг, Е.В. Мазаник, С. Хоппе. Опыт внедрения мобильных ТЭС на шахтном метане. «Уголь»/-2009.- №11 .-С.50-53.