автореферат диссертации по безопасности жизнедеятельности человека, 05.26.01, диссертация на тему:Аэрогазодинамические способы снижения газовой опасности подготовительных выработок при гидроотжиме угольного пласта

МтшсторстЕо топлива и онзргетики Российской Федерации

Бсо.тзчшгЛ научно-иссгэдовательский институт по безопасности работ в горней про:л~логаюоти

ВостШВ!

На графах рукописи

Цэхнн Лба Владимирович

ЛБРОГлЭОД'ЛЛ'МЧШШЕ СПОСОБЫ СШЕШ2ИЯ ГАЗОВОЙ ОПАСНОСТИ ПОДПТСБИТЕ.ии. ВЫРАБОТОК ПРИ ПУДХЛЯИЛЕ УГОЛЬНОГО ПЛАСТА

Специальность 05.26.01 - "Охрана труда и пожарная

бе^опасность"(промышленность)

Автореферат диссертации на соисканиз ученой степени кандидата технических наук

Кемерово 1£92

Работа выполнена в Восточном научно-исследовательской институте по безопасности работ в горной промышленности (ВостНИИ).

Научный руководитель - канд.техн.наук,с.н.с. И.Д.Ыащанко

Официальные оппоненты: докт.техн.наук,проф.А.А.Ыясникол канд.техн.наук В.И.Бугримов

Ведущое предприятие - концерн "Северокузбассуголь"

Автореферат диссертации разослан " 1992 г.

Защита диссертации состоится " ¿/¿су>-Р 1992 г. в /О час. на заседании специализированного совета KI35.02.0I в Восточном научно-исследовательском институте по безопасности работ в горной.промышленности по адресу: 650002, г.Кгыэрово, ул.Институтская, 3, ВостНИИ.

С диссертацией можно ознакомиться в секретариате Ученого совета института.

Отзывы в двух экземплярах (заверенные печатью) просим направлять по адресу: 650002, г.Кемерово, ул.Институтская, 3, ВостНИИ.

Ученый секретарь д

специализированного совета и

канд.техн.наук л ^^Л-^ш Хи

-- ОЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуалоность работы. Дальнейшее развитие добычи угля на основа ускорения научно-технического прогресса определяется в первую очередь комплексом мероприятий, обеспечившзщих рациональность технологических схем и своевременность подготовки фронта очистных работ. Однако на согреыенных глубинах разра- -Г.отки, особенно п' И отработке пластов, опасных по „неэапныи выбросам угля и газа, это сопряжено с рядом трудностей из-за потенциальной газовой опасности подготовительных выработок. Применение классических вариантов систем местного проветривания для проходческих забоев не обеспечивает часто безопасности работ -л необходимые темпы проходки, если приходная газоносность угольных пластов превышает 10 м3/т, так клк в этом случае резко позрастеет частота загазирсваниЯ проводимых выработок, закономерно связанная с перкодаьгл выполнения противовыбросных мероприятий.

Локальные протиЕовыбросные мероприятия (гидроотжим, бурение опережающих скважин, гидровымыванкэ опережающг-г полостей) -это технические решения для профилактики внезапных выбросов угля и газа, обеспечивающие одновременно существенное снижение метановыделения з выработку на цикл проходки по окончании профилактических работ. Поэтому их можно рассматривать как предпосылку для преодоления газового барьера по указанному критическому значению газоносности пластов. При этом технические решения, обеспечивающие управление интенсивность« метановыде-ления в процессе противовыбросной обработки пласта таким образом, 41 бы применяемая система проветривания обеспечивала эффективное разжижение газа в призабойном пространс.ае либо безопасный газоотЕод, могут быть классифицированы как аэрогазоди-намнческие способы снижения газовой опасности подготовительных выработок.

В настоящее время управлять метановыделенкем в процессе противовыбросной обработки пласта можно только в определенных условиях при бурении опережающих скважин и при гидровычывании опережающих полостей, ограничивающих область применения этих способов по гаэомму фактору. Управляют металовыделением непосредственно находящиеся в забое люди по принципу остановки бурового стойка (гидровьт/ыва) при концентрации метана в приз»-

бойко.- пространства выше допустимых предзлов. Однако в альтзр--натива по условиям безопасности работ (возможность отключении электроэнергии и вывод людей из потенциально опасных по зага-зированип мает) и э^ективности обработки пласта для предоти;;;.--црния внезапных выбросов угля и газа, а также для практического применения наиболее приемлем гидроотжш. Сложности в основной связаны с недостаточной изученностью закономерностей газовыделения в зависимости от параметров этого способа, что не позволяет, с одной стороы, оптимизировать процесс выделения метана при обработке пласта на допустимом уровне, с другой ' стороны, нельзя разработать эффективные аэродинамические способы для нормализации газовой обстановки в г^изабойном пространстве выработки.

Таким образом, разработка азрогазодинаыических способов снижения газовой опасности подготовительных выработок при гидроотжиме является актуальной задачей. Рассматриваемый вопрос имеет при отом народнохозяйственнйе значение, так как по основным бассейном около чО % подготовительных выработок по углю проходится на пределе возможностей по условиям вентиляции.

Цель рпботы - снижение газовой опасности подготовительных выработок за счет дегазации угольного пласта в призабойной зоне пр.* гидроотжима его с оптимальными по условиям проветривания параметрами и разработка эффективных способов борьбы с г i-з м на период об! хботки кассир"..

Инея работы заключается в установлении и использовании закономерностей штановццеления в подготовительные выработки при гцтоотжиме для определения его пар<лгетров и цик. лчности обработки пласта, обеспечивающих безопасность работ по газовому фактору в ai .шеимости от возможностей вентиляционных систем " применяемых аэ; -газодинамических способов борьбы с газом.

Научьые положения, затираемые в г'„сертыгеи и разработанные лично соискателе»:

степень дегазяции угольных пластов в призабо- лгЧ зоне выработки при гедроотжиме идентична, на зав :ит от объема деформированной. угля и составляет 20-60 % в зависимости от продолжительности его обработки;

чнтенсивность метановыделе, 1ия в выработку в процессе роогчкма рначале резко возрастает, достигает максимума через

5-[5 мин, а затем понотокго убывает. Величина максимума зависит от горнотехнических условий, характеристик уголь: эго пласта и параметров гцдроо.жт:а;

изменением пара1 :зтротз гчдроотжта можно уменьшать интенсивность мэтановыделэнил в шработку до бозопаснсго уровня в ¡зависимости от интенсивности воздухообггана, в том число при необходимости за с тэт цикличной обработки пласта;

распространяют обрпсовавпейсл яри гидроотп^з гасогэс душой смеси с пот шшог1 тспцэнтрпцизй по шработкан пахти мокно предотвратить пуган лэкзяппацкя оделисзогося гзтапа'з прлэабойной част;: прокодгсгой й-'ргбото: с ойособлон:гм гагоо?-водом., либо с раг;нс?!эр'щ:-! п'зрэрг.спродз гго г.э дпинэ си-

работки для дополнительного разгпгзння, в тси за счет

утечек воздуха из еснти/тппхпкого трубопровода.

Достоверность и сботг>г:"н-г;сть шуиргс положений. рекомендаций и вирог.сг, сформул:гопа!»гг. *? д;».:евр. гчяя.подтварз-долтся современными представлениями о закономерностях газоис-тос?51шя призабойной зоны угольного пласта, хорошей сходимостьп расчетных и окспериментальных даннг-, достаточные? объемом натурных наблюдений, а т">.кже положительными результатами опытно -промышленной проверки разработанных способов на шахтах Кузбасса и Карагандинского бассейна.

Научная новизна работы заключается:

в установлении закономерностей дегазации угольного массива и метаковыделения в подготовительные выработки при гидроотжиме в зависимости от горнотехнических условий, характеристик угольного пласта, параметров и режимов, при которых проводится его обработка;

в обосновании и разработке методологии, обеспе^ваюгай безопасные по газовому фактору условия проведения выработки за счет выбора оптимальных параметров гидроотжкма ь зависимости от возможностей вентиляционных систем и за счет применения разработанных аэрогазодинш.шчвских способов борьбы с газом.

ГЬсстичзсуая ценность работа заключается в тем, что результаты исследований позволили:

разработать и внедрить методику прогноза метанообильности подготовительных выработок при гидроотжиме угольного пласта;

разработать и внедрить способ снижения газовой опасности подготовительных выработок за счет дегазации угольного пласта при гидроотжиме, обеспеченный методом расчета безопасных по газовому фактору параметров, в том числе и при цикличной обра боткэ угольного пласта;

разработать аэрогазодинамичвские способы борьбы с газом в подготовительных выработках при гндроотжиме на основе его локализации в призабойном пространстве, обособленного отвода и эффективного разжижения (а.с.» 1373830; а.с.№ 1534191; а.с.» 1624192).

Реализация работы. Разработанные в диссертации метод прогноза метанообильности подготовительных выреботок при гидроотжиме уг льного пласта, метод расчета безопасных по газовому фе тору параметров гидроотжима и метод расчета параметров цикличного гидроотжима прошли опытно-промышленную проверку в 9 выработках шахт концерна "Северок} бассуголь" и 2 выработках шахт ПО иКаратандауголь". Основные положения работы включены в отраслевое "Руководство по предотвращению вагазирования подготовительных выработок при выполнении локальных противовыб-росных способов". Экономический эффект от внедрения результатов работы составил от 5 до 20 тыс.руб. на одцу подготовительную гчработку.

Апробация работ». Основные положения и отдельные результаты диссертации докладывались на Восто»- гай секции по внезапным выбросам угля и газа (1991 г.), технических советах шахт "Первомайск'я" (1986-1991 гг.), "Актерская" (1989-1991 гг.) концерна "Северокузбаесуголь" им.50-летия Октябрьской революции (1^91 г.) ПО "Карагандауголь", расширенных семинарах лаборатории борьбы с внезапным!: выбросами угля и газа и лаборатории аэрогазодинамики выемочных участков и проветривания подготовительных выработок ВогтНИИ (1986-1992 гг.).

Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 7 сталях, включа.. три автора .сих свидетельства на изо рете-кия.

Стелл •ура .. объем работы. Диссертш 'ш состоит из введения, пяти глав и заключения, изложенных на /40 страницах машинописного текста, содержащей в р! "¡унл»/, таблицу, 3 приложения и список литературы из /с{ наименований .

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

3 начале ЗО-х гадов И.В.Бобров и В.А.Шатилов вксперимвн-тнльно обосиойаяи возможность применения гидроотжиыа призабой-ной зоны угольного пласта для борьбы с внезапными выбросами угля и газа.

В дальнейшем исследованиями гидроотжима занимались А.А.Бо-рисенко, О.И.Чернов, В.Н.Пузырев, В.И.Цурашев, Г.Я.Полевщиков, В.С.Зыков, Е.И.Фоминых, Е.С.Розаицев, В.С.Черкасов, л.Б.Анто-ное, Л.С.Яровой, Н.И.Головков, А.П.Удовиченко, В.Г.Скворцов и другие, большинство из которых указывали на значительный рост интенсивности метановыделения при протквовыбросной обработке угольного пласта.

Непосредственно репвнкзм задачи по обеспечению нормального газового режима в подготовительных выработках при прогрдении гидроотгнма занималась В.Н.Пувыр^в, В.И.Цграшев, О.И.Чернов, Г.Я.Полевщиков, В.С.Зыков, Е.И.Зсминых, В.С.Черкасов, А.Б.Антонов и др. Было установлено, что процесс метано выдело-ния в выработку при выполнении гидроотжима угольного пласта "управляем путем приведения параметров локальной прот вовыброс-ной обработки пласта в соответствие о горно-геологическими условиями проведения выработки и возможностями системы проветри^ вания. или же путем сочетания комплекса мер воздействия на плас'г с мерами по борьбе с аномально высокими выделениями метана средствами вентиляции.

В настоящее время управление метановыделением при гидроотжиме угольного пласта осуществляется изменением величины не-снижаемого опережения и упреждающим отключением электродвигателя насог юй установки при достижении в призабойном пространстве выработки определенной концентрации метана. Требуемое значение неснижаекого опережения определяется в зависимости от характеристик угольного пласта, параметров гидроотжима и проводимой выработки, и интенсивности воздухообмена. Предел порога срабатывания датчика АКМ, отключающего электродвигатель насосной установки, находится опытным путем.

Наряду с достаточно высокой. эффективностью по нормпиза-ции газовой обстановки в подготовительных выработках представленный выше вариант управления метановыделением при гидроотжи-we обладает рядом существенных недостатков:

..зобходимость размещения насосной установки как можно ближе к в&боп, в результате «его сводится на нет преимуществ.! гвдроотжима - отсутствие в проводимой выработке источника воспламенения метана;

отключение насосной установки при достижении определенно! 1 концентрации метана приводит к снижению интенсивности газовы-дедени" только на начальной стадии процесса деформирования прп-забойной зоны угольного пласта;

используемая для отделения параметров гидроотжима их зависимость от горнотехнических условий, характеристик угольного пласта и интенсивности воздухообмена в выработке не учитывает изменение интенсивности метановыделения во ьремани, что не позволяет прогнозировать время выполнения гидроотжима, объем ме та..а, который поступает в выработку за цикл противовыброской обработки пласта, мотанообильность выработки после выполнения гидроотжима.

Наибольшую значимость имеет последний недостаток, так как неучет динамики метановыделения при гидроотжиме не дает однозначного ответа на вопрос о ого возможностях как способа дегазации призабойной зоны угольного пласта для снижения газовой опасности подготовительной выработки на период проходки в промажу. ;ах между циклами обработки пласта, а без учета объемов выделения метана затрудняется выбор и разработка эффективных способов борьбы с ним непосредственно пг ' отжиме пласта.

Цель настилщзй диссертационной работы предусматривает решение вопро'ов, связанных, в основном, с негативными проявлениями указанных недостатков. Г1оэтоыу задачами настоящих исследованы являются:

установление возможности вариации параметрами гидроотжима в зависимости от интенсивности р^здухообмена в выработке для обеспечения безопасных по ггг'опому фактору условий проходки и обработки пласта;

рарчаботка мет-ца расчета ^зопасных по газовому ф"кто{г параметров циклии-ого гидроотжима, выполняемого ' чучае недостаточно протяженной зоны противовыбросн. 1 обработки пласта;

разработка способов снижения газовой опасности в подготовительных выработках при гидроотжиме угольного пласта средст-валг вентиляции;

Коррзктность исследований степени дегазации призабойной зоны угольного пласта гцдрсотжимом обеспечивалась одпвремен-нын определением ее по „лум методикам:

путем сравнения природной метаноноснссти плеста с метано-нооностью его призабойной зоны после выполнения гидроотжима;

путем сравнения количества газа, содержащегося в призабойной части пласта до выполнения гидроот.хныа, с количеством поступившего в выработку метана за время проведения противо-выбросной обработки пласта.

Природная метаноносность угольного гогаста я первом случае определялась пс известной штодике ее расчета по фактическому метано выделению со стенок выработки. Мзтаноносность птзабой-ной зоны угольного пласта рассчитывалась по ггизосыделенип из отбитого угля.

Исследования интенсивности метановццелания из отбитого угля выполнялись измерением когагзнт-*¡.этапа и расхода воздуха в 20-25 у от забоя в зависимости от величины подвиганкя выработки за цикл непрерывной работы комбайна.

Во втором случае количество газа, содержащихся в призабойной части угольного пласта до выполнения гидроотжим , определялось по фактическим данным о ее метаноносности, а объем поступившего в выработку метана оценивался по измерениям концентрации метана и расхода воздуха в 20-25 и от забоя при гидроотжиме угольного пласта. За время интенсивной дегазации призабойной зоны угольного пласта принималось время от начала роста газовыделения до начала работы комбайна. Количество выделившегося за цикл гидроотжика метана рассчитывалось . по формуле Симпсона.

Степень дегазации призабойной зоны угольного пласта гидроотжимом : шдатся при этом из выражения

, (I)

где &п*, Ь - количество метана, соответственно содержащегося в призабойной зоне угольного пласта до выполнения гидроотжима и выделившегося в процессе обработки пласта, м3. Полученные таким образом данные о степени дегазации приза бойной зоны угольного пласта подтверждают сопоставимость полу-

ценных результатов (рис.1) и позволяют сделать следующие выю-

1. Интенсивность газоввделвния из оббитого угля определяется качеством проведения гидроотжиа. Если в процессе выпол-нзния способа на наблвдается значительного увеличения концентрации метана, то в дальнейшем при работе комбайна происходит резкий эс? газовыделения из отбитого угля и, наоборот, если при гидроотжиме концентрация метана значительно возрастает, то газовыделание из отбитого угля, как правило, невысокой.

2. Кэтановцдеденив из стенок выработки при гидроотжиме практически не изменяется.

3. Степень дегазации приэабойиой зоны угольного пласта гидроотжимом зависит от продолжительности выполнения способа. За первые 15 мин она составляет примерно 10 %, за один час -30 %, за два часа - 35 %, аа три - 40 % и за сутки приближается к 80

4. Дкя разныг пластов и объемов деформируемого угля степень дегазации призабойной зоны в процессе гидроотжима практически одинакова.

Исследование кинетики матановыделения из деформированной гидроотхимем зоны угольного пласта выполнялось измерением концентрации метана и расхода воздуха в 20-25 и от забоя при выполнении гидроогжима. Для определения факторов, влияющих не и: тенсивность газовцделения, постоянно ф. ;сировались фактические значения параметров противовыбросной обработки пласта. В результате С ло установлено, что метановыделение из деформированной гидроотжимом зоны уголь-ого пласта первоначально резко возрастает, достигает определенного максимума, после чего наступает продолжительный ого спад, который с течением времени все более ¡замедлится ик, в конца сонцов, оно становится практически постоянным (рис.2). Пик интенсивности метано вычленил наступает в интервале от 5 до 15 мш! пос .е начала деформирования призабойпй зоны угс ьного плас г.

В результате кализа полученных данных для окр деления интенсивности шт8«овыделения в зависимости от времени обработки пласта, горнотехнических условий, характеристик угольного пласта и параметров гвдроотжима получено уравнение

ды:

:сс

-л

=с

£0

70

¿0 50

40 30

20 1С О

1 1 1 1

1 1

; | 1 г £ГГгш

| 1

! 1 » ► 1 __ .. . 1 . 1

4 ^ ) ) !

1 у\ > ' 1

3

/ 1 ■

1 2 3 4 5 6 7 3 - по XXI пласту

9 10 II 12 13 14 15 15 17 18 19 20 21 22 ч 24 Д - по пласту ¿дсятому ^ - по пласту К^

Рис.1. Степень дегазации призаб^йной зона угольного пласта гвдроотжимом;

I - по газовыделешго из отбитого угля; 2 - по количеству выделиппагосл

1Ета.ча

8

18 16 14 12 10 8 б 4

2

0

•

К п."Первомайская"

\ ► пл.XXI

V Конвейерный штрек * «¿А-бис

• \ ( ¿гш 4,5; Lo - 1,0)

1 V* . ..

• \ •

<

-

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 НО 120 130 140 150 160 ГО 180 мин 200

Рис.2. Зависылость интенсивности метановыделения от параметров

гидроотжхка

в

где Оу - удельное гаэоввделение из единичного объема деформируемого гидроотжимом угля, мэ/м3; .

V - объем деформируемого угля, мэ;

объем угля в 80не иеснижаемого опережения, м8;

I - время от начала роста гаэочццеления, мин; ]{т~ метановыделение из угольного массива (стеной) в при-

эабойноо пространство или всю выработку, м8/мин. • Удельное газовццеление из единичного объема деформируемого гидроотжимом угля рассчитывается по формуле

* ч

^¿а.уНгК», , (3)

где об - коэффициент, учитывающий долю сорбированного газа, которая может переходить в свободный газ при разрушении угля и сбросе дав лани." мгновенно; О, - постоянная Лонгыюра, мэ/т; / - объемный вес угля, т/м8;

Ир - коэффициент, учкпга акций изменение фильтрационных свойств угольнто пласта в процессе его дефэг-плрока-ния;

й__I К-

Ц - коэффициент, учитывающий зависимость газоотдачи угля от его влажности; принят по дг шым исследований Г.Я.Полева,лкова;

нw 1- е

Wm . (5)

Ь - постоянная Дэнгмтра, 1/Ша; Р, - давление газа в пласте, Ша;

/} - дешлета газа в приэабсйной части пласта после выполнения гидроотжима, Ша; максимальная влагоемкость угля, %', й/- влажность угля, %,

Максимальное ¿ктанавцделенке при гидроотжиме рассчитывается как экстремум функции (2), а количество газа, которое поступит в вь'работ..у из деформированной гидроотжимом зоны уголь-

ного пласта, ее и-тегрированиен по времени t без учета газо-ввделения из стенок выработки

тяг

" OjaAV-V«.')* Jem ; (6)

r Qy(v-l/*.e) / / ¿**25 )

Ыетанообильность выработки после выполнения гидроотжима при этом определяется по формуле

Jn 'Цст + (Лу -

СщлЬ*. | (8'

где Joy - ыетановыделение из отбитого угля в выработку по нормативам или по факту без учета гидроотжима, м3/мин.

Анализ зависимостей (8), (2) и (7) показывает, йто для обеспечения безопасных условий проходки выработки после проведения гидроотжима необходимо, чтобы его параметры по t и V обеспечивали такув степень дегазации Cj n , когда подача воздуха строго или в допустимых пределах соответствует газовыделению На . Однако безопасность по газовому фактору должна обеспечиватьс т и на период проведения гидроотжима, то есть по >~ловию соответствия подачи воздуха максимальному газовыделе-

н

нию Jr.o •

Таким образом,с использованием зависимости (6) получим выражение для определения объема угля, который можно подвергнуть гидроотжиму без риска загазирования выгаботки, в вида

\i-JL - + \/но -т

V ю а* а» '

где 0. и Ист - подача воздуха и газовыделение из стенок соответственно для призабойной зоны и выработки в целом, мв/мин. К учету принимается минимальное значение V . При фиксированном значении V согласно выражении (9) ми-

ниыалъное время гидроотжима для расчета необходимой степени дегазации по условию снижения гаэовцдеяения из отбитого угля определяется по формуле

где

ш)

и 2А

А , В н С - коэффициенты;

А .п . 1 . п ^др и ист »

С-25 А;

Си и 0, - соотеэтствеюю концентрация метана до гкдрпт-жима (?) и подача воздуха (ыэ/мин) соответственно для I ..ризябсйного пространства и для выработки в целом.

Расчет количества газа <?«4 , а зат®м степени дегазации С<)П ПРОИЗВОДИТСЯ При ОТОМ ПО боЛЬСЮМу ЗН&ЧвтяО Ь .

Безопасные по газовому фактору парапет; ы гидроотжкка ак с-эсоба снижения газообильностк и газовой о; аспоети выработки рассчитываются по формулам

¿ш « £г * 0,3 ;

(II)

Сг ^ .

где Сщ - длина.шпура, м;

1Г - глубина герметизации шпура, м;

5у - площадь сечения пласта в зоне обработки, ьГ.

При цикличной обработке пласта расчет параметров гидроотжима £ац и 1ч производится аналогично приведенному алго- . ритму вариацией объема отжимаемого угля Чц и времени ¿< с учетом тех же условий по возможности разжижения газа и достижения необходимой степени дегазации на каждом I -ом этапе гидроотжима.

Для снижения газовой опасности подготовительных выработок разработаны также аэрогазодинамические способы борьбы с газом в процессе гидроотжима, основанные нр локализации выделившегося газа в привабойном пространстве и в объеме всей выработки.

Для локализации газа в призабойном пространстве используются спегчальныо эластичные перемычки, устанавливаемые на определенном расстоянии от забоя в зависимости от количества метана, которое выделяется за полный цг-'л обработки пласта. Из-за перемычки газ отводится либо всасывающим вентилятором с равномерным выпуском на определенном участке выработки для разжижения годаваемым в забой воздухом и его утечками из вентиляционного трубопровода (рис.3, а.с.№ 1373830), либо выносится и разжижается только за счет подачи воздуха по вентиляционному трубопроводу с помощью специального воздухораспределительного устройства (а.с.№ 1534191).

• При локализации газа в объеме проводимой выработки его отвод производится пс дренажным выработкам и скважинам с поверхности с помощь» гаэоотсасывающих вентиляторов типа ВЫЦГ-7 (а.с. № 1624192). Это" способ рекомендуется для применения в подготовит льных выработках, проводимых по высокогазоносным и выбросо-опасным угольным пластам. Основное его достоинство - это возможность локализации любых газодинамических явлений, в том числе последствий внезапных выбросов угля и газа.

Опытно-промышленная проверка способа снижения газовой опасности подготовительных выработок за счет выбора безопасных по азовому фактору т.,аметров гидроотжима проводилась на шахтах ?Пврвомайская", "Анжерская" в Кузбассе и на шахте им.50-летия Октябрьской революции в Караганде, положительные результаты которой послужили основанием для включения в отраслевое "Руководство по предотвращению загазирований подготовительных выработок при выполнении локальных противовыбросных способов".

/

8 /' ' I—— ! 6 2——

5 3 4 . А .Д-, \ Ж

у "v" 1 v 1 ■ 1 л "" s*— ■ 1-» т 1111

\

Рис.3. Способ проветривания вабоя подготовительной выработки при проведении

противовыбросных 1лроприятий:

I - вентиляционная перзшчка; 2 - запер.шчзшюе ярое ранство; 3 - всасываадий Еентилятор с неэлектричос! i i^-иводои; 4 - jr-эстккй или арыирова! art трубопровод; 5 - перфорированная "Р'ба; б - трубопровод Е!Я1; 7 - шпуры для гидроотжкиа;

8 - высоюнапорныЯ ихакг

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В'диссертационной работе дано новое решение актуальной научней задачи - разработки прогноза метанообильности подготовительных выработок при гидроотхиме угольного пласта и повышения безопасности работ при его выполнении путей установления и использования зависимостей между горнотехническими условиями, ха-рах1~ристиками угольного пласта, параметрами противовыбросной обработки и интенсивностью воздухообмена в выработке, - имеющей существенное значение для аффективной разработки высокогазонос-1шх и выбросоопасных угольных пластов.

Основные научные выводы и практические результаты работы заключаются в следующем:

1. Определена величина степени дегазации призабойной зоны угольного пласта гедроотжимом. Установлено, что она в одни,и те же промежутки времени одинакова для разных пластов и не зависит от объема деформируемого угля. В пределе степень дегазации может достигать 80 %.

2. Установлено, что пик интенсивности метановыделения наступает через 5-15 мин после начала деформирования призабойной зоны угольного пласта гидроотжимом.

. 3. Установлена зависимость газовыделения в выработку от горнотехнических условий, характеристик угольного пласта и параметров протиаовыбросной обработки, позволяющая прогнозировать:

интенсивность г азовыделения при гидроотжиме угольного пласта;

время выполнения гидроотжима;

объем метана, который поступает в выработку за цикл гидроотжима;

степень дегазации призабойной зоны угольного пласта гидроотжимом»

метанообильноса выработки после выполнения гидроотжима;

интенсивность необходимого воздухообмена в выработке, в период выполнения гидроотжима и после его завершения.

4. остановлена зависимость между горнотехнич скими характеристиками угольного пласта, объемом деформируемого гидроотжимом угля и интенсивностью воздухообмена в выработке, позволяющая определять безопасные по газовому фактору параметры гидроотжима.

5. Разработан метод расчета безопасных по'газовому фактору параметров цикличного гидроотжима, применяемого в случае, когда

протяженность зоны противовыброской обработки оказывается кике требуемых величин.

6. Разработан способ проветривания забоя подготовительной выработки при выполнении противовыбросных мероприятий, позволя-щий предотвращать загазирования подготовительных выработок, если максимальное метановыделение при гидроотжиме угольного пласта не превышает 20 мэ/мин (а.с.* 1373930).

7. Разработан способ проветривания подготовительных выработок при гидроотжима угольного пласта, основанный на локализации выделившегося при выполнении противовыбросной обработки пласта метана в призабойной части выработки с отводом его из зоны локализации в вентиляционную струю в том количестве, которой может быть разбавлено проходящим по выработке воздухом

до допустимых ПБ норм (а.с.№ I534I9I).

8. Разработан способ проветривания подготовительных выработок, проводимых по высокогазоносным и выбросо пасным угольным пластам, позволяющий локализовать и отвести на поверхность, иинуц соседние выработки, практически любое кол!г-гэство метана (а.с.№ I624192).

9. Основные результаты диссертационной работы включены в отраслевое "Руководство по предотврати. ш загазирований подготовительных выработок при выполнении локальных противогыбрсс-ных способов".

10. Экономический ьффект от внедрения результатов работы на шахтах концерна "Северокузбассуголь" составил от 5,0 до 20,С тыс .руб. на одну подготовительную выработ-у.

Основное содержание дис .ерта^н опубликовано в следующих работах:

1. Птицын В.П., Мясников И.А., Брюханов Н.И., Цехин Л.В. Повышение надежности контроля проветривания призабойного прос. -ранства подготовительной выработки//Безопасность ведения горных работ на угольных тахтах:Сб.науч.тр./ВостНШ.-Кемерово, IS87.-C.20-3I.

2. Kai лпанский И.А., Цэхин JI.B. Проветривание подготовительных выработок при применении локальных противовыбросных спо-собов//Профилактика эндогенных пожаров в угольных кахтах:Сс. науч.тр./ВостНИИ.-Кемерово, I989.-C.95-III.

3. Цзхин Л.В. -рогноз метанообильности подготовительных выработок при гидроотжиые угольного пласта и повышение безопар-

ности работ при его выполнении на шахтах Куэбасса//Способы по-выпения еццогенной По*аро безопасности угольных шахт:Сб.науч.тр./ ВостНИИ.-Кемерово, I990.-C.II9-I27.

4. Ермолаев Л.Ы., Цехин Л.В. Степень дегазации приэабойной зоны угольного пласта гидроотжкмом/УСпособы повыпзния эндогенной пожьробезопасности угольных шахт:Сб.науч.тр./ВостНИИ.-Кемерово, I9S0.-С.134-140. ■

5. A.c. 1373830 (СССР), ШИ E2IFI/00. Способ проветривания забоя подготовительной выработки при проведении противовыброс-шх меропркятий/Н.И.Брюханов, Л.В.Цехьн, В.П.Птицын (СССР).-

№ 4123331/22-03; Заявлено 10.07.86; Опубл.15.02.88, Бюл.№ 6// Открытия. Изобретения.-1988.-№ 6.

6. A.c. I534I9I (СССР), ШИ £2IFI/00. Способ проветривания забоя горной выработки/Л .В.Цехин, Н.И.Брюханов, В.П.Птицын (СССР).-№ 4142591/23-02; Заявлено 04.11.86; Опубл.№.01.90, Бюл. № 1//0ткрытия. Изобретения.-1990.I.

7. A.c. 1624182 (СССР), ШИ E2IFI/00. Способ проветривания подготовительных выработок, проводимых по высокогавоносным и выбросоопасным угольным пластам/Л .В.Цехин, В.П.Птицын (СССР).-№ 4643573/03; Заявлено 01.02.69; Опубл.30.01.91, Бюл.№ 4// Открытия. Изобретения.-I99I.-M 4.