автореферат диссертации по безопасности жизнедеятельности человека, 05.26.03, диссертация на тему:Обоснование технологии комплексной дегазации выемочных участков при высокоинтенсивной разработке газоносных угольных пластов

На правах рукописи

Лупий Михаил Григорьев

8О4604448 1/

ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ КОМПЛЕКСНОЙ ДЕГАЗАЦИИ ВЫЕМОЧНЫХ УЧАСТКОВ ПРИ ВЫСОКОИНТЕНСИВНОЙ РАЗРАБОТКЕ ГАЗОНОСНЫХ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

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

1 7 ИЮН 2010

Москва 2010 г.

004604448

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

Научный руководитель: доктор технических наук Коликов Константин Сергеевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук Забурдяев Виктор Семенович кандидат технических наук Устинов Николай Иванович

Ведущая организация: Кузбасский государственный технический университет (г. Кемерово)

Защита диссертации состоится июня 2010 г. в ^Гчас.

на заседании диссертационного совета Д 212.128.06 при Московском государственном горном университете по адресу: 119991, Москва, Ленинский проспект, 6.

С дассертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного горного университета.

/9е

Автореферат разослан «..:.» мая 2010 г.

Ученый секретарь диссертационного советаД212.128.06, д! (\ доктор технических наук

ОЛЕВА Валентина Николаевна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Развитие угольной промышленности в последние годы характеризуется ростом эффективности производства, сопровождающимся существенным усложнением условий труда. Несмотря на значительный рост уровня механизации производственных процессов, угольная промышленность остается одной из наиболее трудоемких и опасных отраслей производства.

Применение высокопроизводительной техники позволило существенно увеличить нагрузку на очистные забои за последнее десятилетие (в 2008 г. она превысила 3000 т/сут), что, однако, в несколько раз меньше нагрузки достигнутой ведущими угледобывающими странами. Частично это объясняется более высокой газоносностью угольных пластов.

Современный уровень применяемой техники позволяет обеспечивать нагрузки на очистные забои в 10000-^15000 и более тонн в сутки. При таких нагрузках даже в шахтах III категории газовыделение добычного участка может достигать 30-40 и более м3/мин - в этих условиях возможности вентиляции практически исчерпаны. Метан, выделяющийся в горные выработки, сдерживает темпы добычи угля, повышает его себестоимость и снижает уровень безопасности труда шахтеров.

Использование высокопроизводительной техники приводит к обострению проблем воспроизводства фронта очистных работ и метанобезопасности, так как сокращаются возможные сроки дегазации, снижается ее эффективность. В условиях преобладания способов текущей дегазации, имеющих значительно более высокую эффективность, и значительного роста нагрузки на очистные забои ограничивающим фактором становится газовыделение из разрабатываемого пласта. Снижаются и темпы проведения подготовительных выработок, которые в ряде случаев (например, на выбросоопасных пластах) не превышают 30-50 м/мес, в то время как подвигание очистных забоев даже при

нагрузке 5000 т/сут в зависимости от горно-геологических и технологических условий достигает 140-180 м/мес. До сих пор действующие нормативы предусматривают темпы подвигания очистного забоя до 6 м/сут, в то время как при имеющихся нагрузках они в 2-3 раза выше. Отсутствуют современные методы определения допустимой нагрузки на очистной забой по газовому фактору.

Основная проблема угольного метана - метанобезопасность угольных шахт. За постсоветский период (1991 - 2009 гг.) на шахтах России произошло более 200 взрывов, число пострадавших составило более 1400 человек. Взрывы и вспышки метана инициируют взрывы угольной пыли, сопровождаются тяжелым материальным ущербом и большим числом человеческих жертв.

Смертельный травматизм на газовых шахтах в нашей стране в десятки раз превышает аналогичные показатели в основных угледобывающих странах мира. Технико-экономические показатели работы газовых шахт на 40-50% ниже, чем не газовых в аналогичных горно-геологических и горнотехнических условиях. Следует отметить не только перспективы увеличения нагрузок на очистные забои, но и планируемый рост доли угля в топливно-энергетическом балансе страны.

В этих условиях обеспечение эффективного управления метановыделением разрабатываемого пласта при высокопроизводительной отработке газоносных угольных пластов на основе комплексной дегазации является актуальной научной задачей.

Целью работы является разработка рекомендаций по выбору технологии комплексной дегазации высокогазоносных угольных пластов на основе их предварительной дегазации для обеспечения необходимого уровня метанобезопасности при интенсивной угледобыче и ее адаптации к условиям газоносных высокопроизводительных участков шахт ОАО «СУЭК — Кузбасс».

Идея работы заключается в обосновании необходимости применения комплексной дегазации разрабатываемых угольных пластов на основе обеспечения интенсивного извлечения метана скважинами подземной

пластовой дегазации в зонах гидродинамического воздействия с учетом требуемого съема метана и интенсивности отработки запасов.

Основные научные положения, выносимые на защиту:

модель формирования газообильности очистной выработки, базирующаяся на использовании законов газовой динамики и обеспечивающая определение предельно допустимой нагрузки на очистной забой по газовому фактору;

- метаноизвлекаемость из неразгруженных от горного давления угольных пластов определяется на базе учета поступления ме тана из всех источников и вклада внутреннего источника в виде сорбированного газа;

- в условиях интенсивной отработки запасов газоносных угольных пластов метанобезопасность может быть обеспечена применением дегазации разрабатываемого угольного пласта с использованием пластовых скважин в зонах гидрорасчленения, параметры заложения которых определяются требуемым съемом метана и продолжительностью дегазации.

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, программы развития горных работ и оценкой эффективности применяемых на шахтах ОАО «СУЭК-Кузбасс» способов борьбы с газом;

- корректным использованием методов математической статистики при обработке результатов исследований;

- удовлетворительной сходимостью результатов апробации методики определения предельно допустимой нагрузки на очистной забой по газовому фактору с практикой ведения добычных работ на шахте «Котинская».

Научное значение работы заключается в обосновании на базе разработанного методологического подхода к оценке уровня

3

метаноизвлекаемости из неразгруженных угольных пластов усовершенствованной комплексной технологии дегазации выемочных участков, включающей подземную пластовую дегазацию в зонах гидродинамического воздействия с параметрами, определяемыми продолжительностью дегазации и интенсивностью отработки запасов.

Практическая ценность работы состоит е следующем:

• разработана и утверждена основная технологическая документация на дегазационную подготовку угольных пластов для первоочередных объектов работ (шахта «Котинская», лава 5208).

• разработана и утверждена программа и методика работ по заблаговременной дегазационной подготовке пласта 52 шахты «Котинская» на участке лавы 5208.

• разработаны рекомендации по расчету параметров проветривания выемочного участка лавы 5207 пласта 52 шахты «Котинская»

Реализация работы. Утверждена и принята к реализации технологическая часть проекта заблаговременной дегазационной подготовки пласта 52 лавы 5208 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 (2009 г.) и заседании кафедр «Аэрология и охрана труда» и «Инженерная защита окружающей среды» МГГУ (2010 г.).

Публикации. Основные положения диссертации изложены в 6 печатных работах.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав и заключения, содержит 25 таблиц, 23 рисунка, список литературы из 112 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ В настоящее время дегазация является неотъемлемым элементом технологии разработки газоносных угольных пластов, направленным 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.Т.Айруни, А.Э.Петросяна, И.В.Сергеева, Н.В.Ножкина, В.И.Мурашова,

B.С.Забурдяева, А.М.Морева, Е.И.Преображенской и многих других.

Реструктуризация угольной отрасли привела к значительному

сокращению количества угольных шахт и в первую очередь применявших дегазацию. Так, в 2004 г. количество шахт, применявших дегазацию, сократилось более чем в 3 раза по сравнению с 1989 г. Однако интенсификация угледобычи требует восстановления и расширения использования дегазации. В последние годы все большее внимание уделяется вопросам утилизации угольного метана, который рассматривается не только с точки зрения энергетического ресурса, но и как парниковый газ.

Разработка угольных месторождений в современных условиях диктует необходимость поиска новых решений проблем по обеспечению безопасных условий эксплуатации шахт, учитывающих современный уровень и перспективы развития угледобычи, а также необходимость комплексного освоения минеральных ресурсов и охраны окружающей среды.

Интенсификация добычи угля на газоносных угольных пластах и увеличение глубины разработки приводит к повышению газообильности шахт, и газовый фактор становится решающим из-за ограничения скорости подвигания очистных и подготовительных забоев, что является актуальным уже для шахт 3-й и даже 2-й категории.

В современных условиях резко повышается абсолютная газообильность выемочных участков и только комплексная дегазация позволяет вести горные работы с высокими технико-экономическими показателями. Но даже при

эффективности комплексной дегазации в 65-70 % абсолютное газовыделение в атмосферу шахты превышает допустимые пределы и сдерживает интенсивность отработки угольного пласта. Достигнутая в настоящее время высокая эффективность комплексной дегазации определяется глубокой дегазацией выработанного пространства. При этом признанным является факт извлечения большего количества метана, чем его участвует в формировании метанообильности выемочного участка. На шахтах Кузбасса широко применяются комбинированные схемы проветривания выемочных участков с использованием газоотсасывающих вентиляторных установок. Кроме недостатков, характерных для способов текущей дегазации, применение данного способа повышает опасность самовозгорания угля, может приводить к образованию метановоздушных смесей со взрывоопасной концентрацией метана.

С ростом нагрузки на очистной забой возрастает роль метана, выделяющегося из разрабатываемого пласта и разрушаемого в забое угля. Дальнейшее совершенствование дегазации в условиях роста нагрузок на очистной забой свыше даже 10 тысяч тонн в сутки возможно только за счет совершенствования схем управлении газовыделением и извлечения метана непосредственно из разрабатываемого угольного пласта. Производительность очистных забоев даже при нагрузках 10-15 тыс. т/сут вдвое, втрое ниже технических возможностей оборудования. С углублением и интенсификацией горных работ ситуация имеет тенденцию к ухудшению.

В условиях обострения диспропорции между очистными и подготовительными работами необходимо использовать способы, предусматривающие интенсификацию способов предварительной дегазации. Одним из них является комплексная дегазация пластовыми скважинами в зонах гидрорасчленения.

Технологии заблаговременной (предварительной) дегазации шахтных полей прошли промышленные испытания под руководством проф. Н.В.Ножкина на шахтах Карагандинского и Донецкого бассейнов. Большую

роль в развитии технологии сыграли работы Ю.Ф.Васючкова, С.А.Ярунина, Ш.У.Ахметбекова, Н.Х.Шарипова, В.А.Громова, А.И.Буханцова, С.В.Сластунова, Ю.Г.Анпилогова, В.Н.Королевой и многих других.

По результатам ведения горных работ в зонах активного воздействия на глубине до 400+450м способ показал достаточно высокую эффективность, съем метана в зонах дегазации достигал 7+9 м3/т, газовыделенис пластовых скважин в зонах гидрорасчленения увеличено в 3-7 раз, газообильность подготовительных выработок в зависимости от срока освоения была снижена на 40+75%, скорость их проведения увеличилась в 1,3 - 1,9 раза.

Следует отметить, что действующие нормативные документы ограничивают нагрузку на очистной забой и длину лав без достаточного обоснования. Рассматривая научно-методическую составляющую данной проблемы, необходимо отметить, что действующие документы по проектированию вентиляции не только устарели морально и потеряли свою актуальность при нагрузках на очистной забой более 5 тыс. т/сут, но и методологически не позволяют обеспечить системный подход к проектированию, т.е. обеспечить возможность принятия решений с учетом взаимодействия всех опасных факторов. В соответствии с этими рекомендациями для условий шахты «Котилская» допустимая нагрузка на очистной забой при газоносности 9 м3/т составит менее 13 тыс. т/сут, а при газоносности 16 мэ/т - менее 7 тыс.т/сут.

В связи с этим весьма актуальным является разработка модели формирования газовыделения добычного участка на базе фундаментальных законов газодинамики угольного пласта, обеспечивающих адекватную оценку допустимой нагрузки на очистной забой по газовому фактору.

Исходя из анализа общего состояния данного вопроса, теоретических и экспериментальных работ в области дегазации угольных пластов и в соответствии с поставленной в диссертации целью осуществлялось решение следующих задач:

- разработка модели формирования газообильности выемочного участка для обоснования допустимой по газовому фактору нагрузки;

- установление зависимости дебита метана из неразгруженных угольных пластов для обоснования параметров комплексной дегазации разрабатываемого пласта;

оценка требуемой глубины дегазации разрабатываемого пласта при их высокопроизводительной отработке;

оптимизация параметров технологии комплексной дегазации угольных пластов;

- разработка рекомендаций по совершенствованию способов дегазации с учетом обеспечения метанобезопасности при требуемой нагрузке на очистной забой;

технико-экономическая оценка комплексной дегазации угольных пластов.

Широкое применение компьютерного моделирования и интенсивное развитие программного обеспечения позволяет перейти к решению практических задач прогноза газовыделения в горные выработки.

На рис.1 представлена расчетная схема очистного забоя, учитывающая поступление метана из следующих источников:

из очистного забоя по закону фильтрации с учетом эффекта десорбции метана из угля;

из отбитого угля с учетом свободного газа, находившегося под давлением в поровом пространстве;

из пород кровли и почвы над и под крепью;

из пород кровли и почвы непосредственно из свежеобнаженной поверхности в процессе движения очистного комбайна.

В расчетной модели учтены фундаментальные законы массопереноса метана в угольном пласте и породном массиве, на основе которых выполняется прогноз абсолютного газовыделения в очистной забой.

Рис. 1. Схема к расчету нагрузки на очистной забой до газовому фактору _ _

1 - очистной комбайн; 2 - вентиляционный штрек; 3 - откаточный штрек

Ь - длина очистного забоя, <21 - приток метана с обнаженной поверхности забоя,

0.1 бз- приток метана из пород кровли и почвы соответственно

Свойства угольного пласта и породного массива описываются следующими положениями.

Пласт рассматривается как трещиновато-пористая среда. Движение свободного и десорбирующегося метана описывается дифференциальным уравнением фильтрации газа, которое при плоскопараллельном движении вдоль оси х имеет вид

(1-Я) ЯТ _аЬР_

К Р _ д

МП дх дх) ~ д1

П ^(1 +аР)?

(1)

где К - газопроницаемость породы, м ; /л - динамическая вязкость газа, Па с;

Я - пористость угля;

Р=Р(х,() - давление газа в канале фильтрации, Па\

Я - универсальная газовая постоянная, Я =8,31 Дж1(л>,оль* К]\

Г - абсолютная температура, /Г;

-молярная масса метана, /¿„4= 16*10"3 кг/моль\

а, Ъ- постоянные сорбции метана в уравнении Ленгмюра.

Дифференциальное уравнение фильтрации метана из пород кровли или

почвы аналогично записанному ранее уравнению в виде (1), за исключением

процесса сорбции газа из вмещающих пород

к, 2 5 (р5Р}дР рП1л дг) Ы

где К\2 - газопроницаемость пород кровли и почвы, м2; Я] 2 - пористость пород кровли или почвы; Р=Р{г,{) — распределение давления газа.

С учетом допущения о плоскопараллельном потоке метана из лавы при заданной скорости движения комбайна и его местоположении на концевом участке лавы, суммарный приток метана в выработку с обнаженной поверхности лавы определяется интегрированием

1-х

а(V) = \m-m q.(О,-)ек, м3/мин . (3)

о у

где т - мощность угольного пласта, м;

91(0, (Ь-у)/\) - удельный приток метана в очистной забой в момент времени

Ь -длина очистного забоя, м; у - продольная координата очистного забоя, м; V- скорость движения комбайна в очистном забое, м/с. Аналогичные представления приводят к формулам для расчета притока метана из пород кровли и почвы £?з, обнажаемых в процессе отбойки угля комбайном:

е2(у)=/60-ДЛ-*2(0,^)4'; (4)

бзМ = 1бо-дМз№—. (5)

О V

где А/г - ширина захвата комбайна, м; индексы 2 и 3 относятся соответственно к породам кровли и почвы.

Поступление метана из пород кровли и почвы в очистную выемку из места соприкосновения крепи с породами кровли и почвы описывается зависимостями:

0а =/60-ДА ■?,(<> ,— + - + '„„ (6)

о V V "

= |б0.ЛА-?з(0,^+ - + /„,,,. (7)

г V V ^

Эти источники аналогичны тем, которые рассчитываются по формулам (4) и (5). Разница обусловлена временем действия этих источников на момент отбойки угля комбайном.

Еще одним источником выделения метана является отбитый уголь. Предполагается, что отбитый уголь сильно дезинтегрирован и поэтому часть свободного метана, заключенного в поровом пространстве, выходит из угля в атмосферу очистного пространства. В этом случае темп поступления порового метана из отбитого угля прямо пропорционально зависит от производительности работы комбайна и скорости его перемещения:

Р (I)

е,М = /):-бО-Л1 т-ДА-у —,м3/мин, (8)

Рц

где эмпирический коэффициент раскрытия порового пространства при отбойке угля,

Рср(\) -среднее давление газа в поровом пространстве отбиваемого угля,

Па;

Ро - атмосферное давление, Па.

Среднее давление порового метана на участке отбиваемого угля определяем путем усреднения давления газа в поровом пространстве на ширине Лй захвата комбайна.

Таким образом, суммарный дебит метана из всех рассмотренных источников составляет

а (V)=е, (V)+е2 (V)+й12 (V)+а (у)+(у) (9)

Допустимая нагрузка на очистной забой определяется с учетом коэффициента использования комбайна во времени Кисп и максимально допустимого расхода воздуха при известном сечении очистной выработки.

На рис. 2 представлены результаты расчета дебита метана в очистную выработку из всех перечисленных источников, для случая работы лавы 5203 на шахте «Котанская».

При заданных физико-технических параметрах работы наибольший вклад в приток метана в выработанное пространство обеспечивают два источника -это очистной забой и отбитый уголь. Что касается притока метана, поступающего из кровли и почвы, то его величина не превышает 2%. Горизонтальной линией на рис.2 показан допустимый по требованиям ТБ приток метана в очистной забой, составляющий 17,35 м3/мин. Из графика следует,- что допустимый предел выделения метана в призабойное пространство достигается при нагрузке на очистной забой более 40 тыс. т в сутки.

На рис.3 представлены для сопоставления расчетные значения различных методик расчета:

- зависимость 1, построенная в соответствии с действующим Руководством;

- зависимость 2 - это допустимое по нормам ТБ газовыделение в очистной забой, рассчитанное по разработанной методике.

Отметим, что зависимость 1, построенная по базовой Методике, отражает ситуацию с большой погрешностью и не может быть использована при проектировании добычных работ в условиях шахты «Котанская» с высокими нагрузками на очистной забой. Так, например, базовая Методика прогнозирует, что нагрузка на очистной забой для лавы 5203 не должна превышать 18 тыс.т/сут, при которой газовыделение достигает критической величины 17,35

м3/мин. Как показывает производственный опыт безопасные нагрузки могут быть в 2-3 раза выше.

Суточная нагрузка на очистной забой, 7ыс.т/сут

Рис.2. Приток метана в очистную выработку в зависимости от нагрузки на очистной забой лавы 5203

1- допустимое по нормам ТБ газовыделение; 2 - суммарное

газовыделение от всех источников; 3 -приток из очистного забоя;

4 - приток из отбитого угля; 5 - приток из пород кровли и почвы.

1=23Ом; т=4,35м,ру= 1310 кг/м"1; С=0,5-10"пм2; С,=м"; ¿7=0.207*10"

6Па"1; £=50,445кг/мэ; дг=110,9 м3/т; т=4,23 м; дг=\ 1 нм3/т; Г=300 К; х=0,6;2; /71=0,02; Л2= Я3=0,03; я=1,0810"5Па сек; ДЛ=0,9 м; 50ч=9,б4 м2; Ктм= 4 м/с;

гП№=1200 сек.

По аналогии с произведенными расчетами нами выполнен прогноз нагрузки на очистные забои для лав 5207, 5208, 5209. По сравнению с лавой 5203 отличие заключается в том, что газоносность пласта выше и составляет для этих лав соответственно - 11,25; 12,6; 13,05 м3/т. Расчетная нагрузка составляла соответственно 38,2; 32,4 и 30 тыс. т/сут.

Полученные результаты показывают необходимость на современном этапе прогноз газообильности добычного участка осуществлять по разработанной модели или на базе лав-аналогов, а не только на основании действующего Руководства. При этом следует совершенствовать систему контроля и прогноза газообильности. Одним из принципиальных условий является обеспечение стабильных и равномерных темпов ведения горных работ. В первую очередь это относится к подготовительным работам, так как в этом случае анализ газовыделения подготовительных выработок позволяет получить четкую картину распределения газоносности угольного пласта в пределах подготавливаемого участка.

В условиях высокой эффективности способов текущей дегазации и интенсивной отработки запасов угля даже на шахтах третьей категории ограничивающим нагрузку фактором становится газовыделение из разрабатываемого пласта. Обеспечить безопасные условия отработки возможно только при снижении его газоносности. Важным вопросом в этом случае является оценка требуемой глубины дегазации разрабатываемого пласта.

Результаты расчета требуемого уровня снижения газоносности в зависимости от нагрузки и величины газовыделения из разрабатываемого пласта представлены в табл. 1.

Представленные результаты показывают, что только при газовыделении до 1 м3/т практически отсутствует ограничение нагрузки по фактору газовыделения из разрабатываемого пласта, при газовыделении 2 м3/т уже требуется предварительная дегазация разрабатываемого пласта, однако, как показывает опыт её использования, она уже не обеспечит нагрузку в 25000 и тем более 35000 т/сут. Для достижения таких нагрузок эффективность дегазации разрабатываемого пласта должна быть не менее 50%, что на сегодняшний день может обеспечить только заблаговременная или комплексная дегазация в варианте использования пластовых скважин в зонах гидрорасчленения.

Таблица 1

Требуемая глубина дегазации в зависимости от нагрузки и прогнозного

газовыделения из разрабатываемого пласта

Газовыделение из пласта, м3/т Степень дегазации пласта при нагрузках на лаву А, т/сут

5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000

1 - - - - - - 0,01

2 - - — 0,135 0,31 0,425 0,5

3 - - 0,23 0,42 0,54 0,62 0,67

4 - 0,135 0,425 0,57 0,66 0,71 0,75

. 5 . - 0,31 0,54 0,65 0,72 0,77 0,8

Для корректного решения данного вопроса необходима оценка потенциального уровня метаноизвлекаемости в зонах гидродинамического воздействия. Эта задача рассматривалась в работах Ю.Ф.Васючкова, С.В.Сластунова, Г.Г.Каркашадзе, Ю.С. Гуревича и ряда других специалистов. Однако в данных работах не учитывалось поступление метана из прилегающих к зоне расчленения областей. Оценка уровня метаноизвлекаемости скважин гидрорасчленения нами осуществлена с учетом следующих потоков: сорбированного метана из зоны гидрорасчленения (дезинтеграции); свободного метана из прилегающих к зоне дезинтеграции участков угольного пласта; свободного метана из пород кровли и почвы в зону дезинтеграции.

Физическая модель зоны дезинтеграции угольного пласта представляет собой среду с двойной проницаемостью. По этой модели процесс дегазации угольного пласта реализуется в совокупности двух физических процессов: диффузии по закону Фика в монолитных матрицах угля и свободной фильтрации по закону Дарси по магистральным трещинам, которые имеют аэродинамическую связь с продуктивной скважиной.

С небольшой погрешностью при 7<о>0,3 для расчета дебита метана можно использовать следующую приближенную формулу:

16

я о,д„

,2

(10)

где Сь - массовая концентрация метана на границе блоков, кг/кг;

Б - коэффициент диффузии угольной монолитного угольного блока, м2/с; <5* бу - поперечные размеры монолитных угольных блоков, м;

, - числа Фурье: I - время.

Основная проблема при использовании данной модели для прямых расчетов дебита скважин связана с определением размеров блоков. Выходом из существующей ситуации является использование усредненных показателей, значения которых можно определить из сопоставления теоретической модели с

фактическими результатами на производственном объекте хотя бы на начальной стадии эксплуатации скважины.

На рис.4 представлен прогнозируемый дебит скважины при пластовом давлении 1,2 МПа. Анализ этих потоков показал, что определяющим является приток сорбированного метана из зоны гидрорасчленения.

Для условий шахты «Котинская» прогнозный съем метана в течение 2,5 лет составляет 1161 тыс. м3 метана. Эта величина соответствует снижению природной газоносности пласта в зоне дегазации на 6,8 м3/т при эффективном радиусе 100 м. Проблема заключается в том, что реализация технологии заблаговременной дегазации с учетом продолжительности согласования, сооружения и обработки скважин требует не менее 4-5 лет, что при высокопроизводительной отработке запасов в большинстве случаев не обеспечивается.

1.6 1 " I <10) 1 08 0.4

0.1 0.68 1.26 1.84 2.42 « Время, годы

Рис.4 Прогнозируемый дебит метана из скважины

Природное пластовое давление 1,2 МПа

В связи с этим необходимо рассмотреть возможность применения комплексной схемы дегазационной подготовки угольного пласта, предусматривающей бурение пластовых скважин в зонах гидродинамического воздействия. Анализ практики применения данной схемы показывает, что в этом случае может быть обеспечено 50-процентное снижение природной газоносности. Основным параметром, определяющим эффективность дегазации, является расстояние между пластовыми скважинами, которое устанавливается с учетом прогнозного дебита пластовых скважин.

Дебит метана из скважины радиусом г о на участке угольного пласта длиной / определяется по формуле: К с1Р

е = -2яг0/р0

/л аг

,кг/с, (11)

1

где р0 - плотность газа на границе со стенкой скважины, кг/м3, /-длина пластовой скважины, м; К- коэффициент проницаемости угля, м2, ц - динамическая вязкость метана, Па с.

На основе решения обратной задачи - по требуемому съему метана на тонну угля (табл. 1) и времени функционирования скважины определяется оптимальное расстояние между скважинами.

В соответствии с этими положениями была разработана проектная документация на комплексную дегазационную подготовку лавы 5208 шахты «Котинская», предусматривающая гидрообрабопсу пласта 52 без освоения скважин ГРП. Извлечение метана при применении данной технологической схемы осуществляется через пластовые скважины. При расстоянии между ними 14-16 м расчетный съем метана позволяет обеспечить нагрузку на очистной забой 30-35 тыс.т/сут.

Основными параметрами воздействия являются радиус обработай, темп и объем закачки рабочей жидкости. Первые два параметра определены для условий шахты в соответствии с рекомендациями «Отраслевого руководства по заблаговременной дегазационной подготовке • высокогазоносных угольных

пластов к безопасной и эффективной отработке». Последний параметр определен исходя из условия заполнения магистральных трещин для прогнозных значений размеров блоков и раскрытия трещин по формуле

2 дД2Ы ^ Ь

где Я - радиус влияния скважины;

И - мощность пласта;

с1 - раскрытие трещин;

Ь - средний размер блока.

Для условий шахты Котинская проектные показатели гидрорасчленения в схеме комплексной дегазации составляют: объем закачки рабочей жидкости -800 м3; темп закачки - 80 л/с.

Экономический эффект оценен по стандартной методике и учитывает следующие составляющие: от повышения нагрузки да очистной забой; утилизации извлекаемого газа; от снижения эмиссии метана в атмосферу, а также затраты на реализацию комплексной дегазации. Определяющими являются первая и последняя составляющие. Для условий шахты «Котинская» применение комплексной схемы дегазации экономически оправдано при повышении нагрузки на очистной забой более чем на 12%.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертация является научной квалификационной работой, в которой содержится решение актуальной для угольной отрасли задачи обеспечения необходимого уровня метанобезопасности на базе разработки технологических решений по комплексной дегазации разрабатываемого пласта при высокопроизводительной отработке газоносных угольных пластов.

Основные научные результаты, выводы и рекомендации, полученные автором в процессе исследований:

1. На базе применения законов газовой динамики разработана модель формирования газообильности очистной выработки, учитывающая

газовыделение разрабатываемого пласта и вмещающих пород и обеспечивающая оценку допустимой по газовому фактору нагрузки на очистной забой.

2. Установлена зависимость дебита метана из неразгруженных от горного давления угольных пластов на базе учета поступления метана из всех источников и вклада внутреннего источника в виде сорбированного газа, позволяющая определить величину метаноизвлекаемости.

3. Обоснованы технология и параметры комплексной дегазации разрабатываемого пласта с учетом величины прогнозного газовыделения, планируемой нагрузки на очистной забой и продолжительности дегазации.

4. Выполнена оценка требуемой глубины дегазации разрабатываемого пласта при их высокопроизводительной отработке, так при газовыделении из разрабатываемого пласта 2 м3/т и нагрузке 25-30 тыс.т/сут снижение газоносности должно быть более 30-40%.

5. Осуществлена технико-экономическая оценка комплексной дегазации угольных пластов, подтверждающая экономическую целесообразность комплексной дегазации выемочных . участков при обеспечении роста нагрузки более 12% для условий шахты «Котинская».

Основные положения диссертации опубликованы в следующих научных работах:

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

2. 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". -С. 146-152.

3. Сластунов C.B., Каркашадзе Г.Г., Лупий Г.М. Влияние газоносности, горного давления и пластового давления метана на выбросопасность угольного пласта. // Горный информационно-аналитический бюллетень. -2009. №ОВ-11 "Метан". -С. 37-44.

4. Коликов К.С., Лупий М.Г. Обоснование необходимой глубины дегазации разрабатываемого пласта. // Горный информационно-аналитический бюллетень. -2009. №ОВ-

12 "Безопасность". -С. 397-403.

5. Каркашадзе Г.Г., Лупий МТ., Мазаник Е.В. Модель фильтрации метала из • угольного пласта в очистной забой. // Горный информационно-аналитический бюллетень. -

2009. №ОВ-11 "Метан". -С. 297-300.

6. Лупий М.Г. Анализ структуры газового баланса высокопроизводительного выемочного участка для условий шахты «Котинская». Деп. рук. № 739/02-10 от 05 октября 2009 г. (5 стр.)// Горный информационно-аналитический бюллетень. -2010.

¿asc? 2010 г. _тираж 100 экз.

Подписано в печать Объем 1 п.л._

ОИУП МГГУ, Москва, Ленинский пр-т, 6

Формат 60^90/16 Заказ

ВВЕДЕНИЕ

1. Состояние вопроса. Цели и задачи исследования.

1.1 Извлечение метана из разгруженного от горного давления углегазоносного массива вертикальными скважинами.

1.2 Эффективность предварительной пластовой дегазации.

1.3 Комплексная технология дегазации угольных пластов - извлечение метана пластовыми скважинами в зонах ГРП.

1.4 Анализ информации о способах подземной дегазации.

1.4.1 Анализ патентной информации.

1.4.2 Анализ научно-технической информации об эффективности подземных способов скважинного извлечения шахтного метана.

1.4.3 Тенденции развития подземных способов дегазации.

1.5 Анализ применения схем управления газовыделением с использованием изолированного отвода метана.

1.6 Способы определения допустимой нагрузки на очистной забой по газовому фактору.

1.7 Цели и задачи исследований.

Выводы.

2 Аналитические исследования газового баланса высокопроизводительного выемочного участка и определение допустимой нагрузки на очистной забой.

2.1 Разработка модели формирования газового баланса высокопроизводительного выемочного участка и допустимой нагрузки на очистной забой по газовому фактору.;.

2.2 Исследования и анализ основных факторов, определяющих структуру газового баланса выемочного участка.

2.3. Прогноз газовыделения выемочного участка по данным фактического газовыделения в лаву-аналог.

Выводы

3 Оценка потенциального уровня извлекаемое™ метана из угольных пластов для обоснования эффективных параметров технологии снижения газовыделения при дегазационной подготовке угольных пластов.

3.1 Характеристика объекта исследований.

3.2 Исходные данные.

3.3 Параметры дегазации угольного пласта.

3.3.1 Обоснование величины пластового давления.

3.3.2 Определение проницаемости угольного пласта и эффективного радиуса зоны питания скважины.

3.3.3 Определение потока сорбированного метана из зоны дезинтеграции угольного пласта.

3.3.4 Определение потока свободного метана через границу зоны дезинтеграции угольного пласта.

3.3.5 Определение потока свободного метана из пород кровли и почвы в зону дезинтеграции угольного пласта.

3.3.6 Результаты расчета.

Выводы.

4 Выбор способа и обоснование параметров комплексной дегазации высокопроизводительного выемочного участка.

4.1 Оценка требуемой глубины дегазации разрабатываемого пласта.

4.2 Оценка эффективности пластовой дегазации разрабатываемого пласта.

4.3 Обоснование параметров комплексной дегазации разрабатываемого пласта.

4.3.1 Проектные параметры гидрообработки.

4.3.2 Оптимизация расстояния между пластовыми скважинами.

4.3.3 Описание работы программы.

4.4 Совершенствование системы контроля и прогноза газообильности горных выработок.

4.5 Методика расчета производительности вакуум-насоса для отсоса метановоздушной смеси из выработанного пространства.

4.5.1 Последовательность расчета.

4.5.2 Пример расчета.

Выводы.

5 Технико-экономическое обоснование комплексной технологии дегазационной подготовки газоносных угольных пластов.

5.1 Обоснование допустимой нагрузки на очистной забой по газовому фактору в условиях шахты «Котинская».

5.2 Аналитическая методика расчета допустимой нагрузки на очистной забой.

5.3 Оценка экономической эффективности комплексной дегазации.

Выводы.

Развитие угольной промышленности в последние годы характеризуется ростом эффективности производства, сопровождающимся существенным усложнением условий труда. Несмотря на значительный рост уровня механизации производственных процессов, угольная промышленность остается одной из наиболее трудоемких и опасных отраслей производства.

Применение высокопроизводительной техники позволило существенно увеличить нагрузку на очистные забои за последнее десятилетие (в 2008 г. она превысила 3000 т/сут), что, однако, в несколько раз меньше нагрузки достигнутой ведущими угледобывающими странами. Частично это объясняется более высокой газоносностью угольных пластов.

Современный уровень применяемой техники позволяет обеспечивать нагрузки на очистные забои в 10000-45000 и более тонн в сутки. При таких нагрузках даже в шахтах III категории газовыделение добычного участка может достигать 30-40 и более м /мин - в этих условиях возможности вентиляции практически исчерпаны. Метан, выделяющийся в горные выработки, сдерживает темпы добычи угля, повышает его себестоимость и снижает уровень безопасности труда шахтеров. Разработка угольных месторождений в современных условиях выдвигает необходимость поиска новых решений проблем по обеспечению безопасных условий эксплуатации шахт, комплексного освоения минеральных ресурсов и охраны окружающей среды.

Использование высокопроизводительной техники приводит к обострению проблем воспроизводства фронта очистных работ и метанобезопасности, так как сокращаются возможные сроки дегазации, снижается её эффективность. В условиях преобладания способов текущей дегазации, имеющих значительно более высокую эффективность, и значительного роста нагрузки на очистные забои ограничивающим фактором становится газовыделение из разрабатываемого пласта. Снижаются и темпы проведения подготовительных выработок, которые в ряде случаев (например, на выбросоопасных пластах) не превышают 30-50 м/мес, в то время как подвигание очистных забоев даже при нагрузке 5000 т/сут в зависимости от горно-геологических и технологических условий достигает 140-180 м/мес. До сих пор действующие нормативы предусматривают темпы подвигания очистного забоя до 6 м/сут, в то время как при имеющихся нагрузках они в 23 раза выше. Отсутствуют современные методы определения допустимой нагрузки на очистной забой по газовому фактору.

Основная проблема угольного метана — метанобезопасность угольных шахт. За постсоветский период (1991 - 2009 гг.) на шахтах России произошло более 200 взрывов, число пострадавших составило более 1400 человек. Взрывы и вспышки метана инициируют взрывы угольной пыли, сопровождаются тяжелым материальным ущербом и большим числом человеческих жертв.

Смертельный травматизм на газовых шахтах в нашей стране в десятки раз превышает аналогичные показатели в основных угледобывающих странах мира. Технико-экономические показатели работы газовых шахт на 40-50% ниже, чем не газовых в аналогичных горно-геологических и горнотехнических условиях. Следует отметить не только перспективы увеличения нагрузок на очистные забои, но и планируемый рост доли угля в топливно-энергетическом балансе страны.

В этих условиях обеспечение эффективного управления метановыделением разрабатываемого пласта при высокопроизводительной отработке газоносных угольных пластов на основе комплексной дегазации является актуальной научной задачей.

Целью работы является разработка рекомендаций по выбору технологии комплексной дегазации высокогазоносных угольных пластов на основе их предварительной дегазации для обеспечения необходимого уровня метанобезопасности при интенсивной угледобыче и ее адаптации к условиям газоносных высокопроизводительных участков шахт ОАО «СУЭК - Кузбасс».

Идея работы заключается в обосновании необходимости применения комплексной дегазации разрабатываемых угольных пластов на основе обеспечения интенсивного извлечения метана скважинами подземной пластовой дегазации в зонах гидродинамического воздействия с учетом требуемого съема метана и интенсивности отработки запасов.

Основные научные положения, выносимые на защиту: модель формирования газообильности очистной выработки, базирующаяся на использовании законов газовой динамики и обеспечивающая определение предельно допустимой нагрузки на очистной забой по газовому фактору;

- метаноизвлекаемость из неразгруженных от горного давления угольных пластов определяется на базе учета поступления метана из всех источников и вклада внутреннего источника в виде сорбированного газа;

- в условиях интенсивной отработки запасов газоносных угольных пластов метанобезопасность может быть обеспечена применением дегазации разрабатываемого угольного пласта с использованием пластовых скважин в зонах гидрорасчленения, параметры заложения которых определяются требуемым съемом метана и продолжительностью дегазации.

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

- корректным использованием методов математической статистики при обработке результатов исследований;

- удовлетворительной сходимостью результатов апробации методики определения предельно допустимой нагрузки на очистной забой по газовому фактору с практикой ведения добычных работ на шахте «Котинская».

Научное значение работы заключается в обосновании на базе разработанного методологического подхода к оценке уровня метаноизвлекаемости из неразгруженных угольных пластов усовершенствованной комплексной технологии дегазационной подготовки выемочных участков, включающей предварительную дегазационную подготовку неразгруженных от горного давления угольных пластов без освоения скважин и последующую предварительную подземную пластовую дегазацию для обеспечения безопасной и эффективной отработки высокогазоносных угольных пластов.

Практическая ценность работы состоит в следующем:

• разработана и утверждена основная технологическая документация на дегазационную подготовку угольных пластов для первоочередных объектов работ (шахта «Котинская», лава 5208).

• разработана и утверждена программа и методика работ по заблаговременной дегазационной подготовке пласта 52 шахты «Котинская» на участке лавы 5208.

• разработаны рекомендации по расчету параметров проветривания выемочного участка лавы 5207 пласта 52 шахты «Котинская»

Реализация работы. Утверждена и принята к реализации технологическая часть проекта заблаговременной дегазационной подготовки пласта 52 лавы 5208 на поле шахты «Котинская» ОАО «СУЭК - Кузбасс».

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

Публикации. Основные положения диссертации изложены в 6 печатных работах.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав и заключения, содержит 25 таблиц, 23 рисунка, список литературы из 112 наименований.

Выводы

1 Учитывая сокращенные сроки дегазации требуемая нагрузка на очистной забой может быть обеспечена при подземных пластовых скважин в зонах ГРП, что увеличивает их производительность (по опыту работ в Карагандинском бассейне) в 3-8 раз. После подработки скважины ГРП используются в качестве куполовых для извлечения метана из выработанных пространств.

2. На базе использования разработанной модели формирования газообильности очистной выработки установлена зависимость допустимой нагрузки на очистной забой от газоносности угольного пласта в условиях шахты «Котинская».

3. Осуществлена технико-экономическая оценка комплексной дегазации угольных пластов, подтверждающая экономическую целесообразность комплексной дегазации выемочных участков при обеспечении роста нагрузки более 12% для условий шахты «Котинская».

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертация является научной квалификационной работой, в которой содержится решение актуальной для угольной отрасли задачи обеспечения необходимого уровня метанобезопасности на базе разработки технологических решений по комплексной дегазации разрабатываемого пласта при высокопроизводительной отработке газоносных угольных пластов.

Основные научные результаты, выводы и рекомендации, полученные автором в процессе исследований:

5. На базе применения законов газовой динамики разработана модель формирования газообильности очистной выработки, учитывающая газовыделение разрабатываемого пласта и вмещающих пород и обеспечивающая оценку допустимой по газовому фактору нагрузки на очистной забой.

6. Установлена зависимость дебита метана из неразгруженных от горного давления угольных пластов на базе учета поступления метана из всех источников и вклада внутреннего источника в виде сорбированного газа, позволяющая определить величину метаноизвлекаемости.

7. Обоснованы технология и параметры комплексной дегазации разрабатываемого пласта с учетом величины прогнозного газовыделения, планируемой нагрузки на очистной забой и продолжительности дегазации.

8. Выполнена оценка требуемой глубины дегазации разрабатываемого пласта при их высокопроизводительной отработке, так о при газовыделении из разрабатываемого пласта 2 м /т и нагрузке 25-30 тыс.т/сут снижение газоносности должно быть более 30-40%.

9. Осуществлена технико-экономическая оценка комплексной дегазации угольных пластов, подтверждающая экономическую целесообразность комплексной дегазации выемочных участков при обеспечении роста нагрузки более 12% для условий шахты «Котинская».

1. Болгожин Ш.А. и др. Управление газовыделением на шахтах Карагандинского бассейна. —Алма-Ата: Наука КазССР, 1980. -180с.

2. Болгожин Ш.А., Клиновицкий Ф.И. Геомеханические условия охраны подготовительных выработок при отработке угольных пластов. Алматы, Наука, 1984.-86 с.

3. Носач А.К., Кольчик Е.И., Нестеренко B.H., Исаенков А.А. Влияние скорости подвигания лавы на метановыделение в очистном забое/ Известия Донецкого горного института. Донецк, ДонНТУ. 2002. С.32-34.

4. Баймухаметов С.К., Швец И.А. Организация дегазационных работ в Карагандинском бассейне// Уголь, 1985, № 3. С.3-6.

5. Галазов Р.А., Айруни А.Т., Сергеев И.В. и др. Газообильность каменноугольных шахт СССР. Эффективные способы искусственной дегазации угольных пластов на больших глубинах. М.: Наука, 1987. - 198с.

6. Мукаев М.Т. Разработка технологии интенсивной подготовки и отработки пологих газоносных угольных пластов на глубоких горизонтах шахт: Дисс. . канд. техн. наук. -М.: МГИ. 1988. -136с.

7. Шмидт М.В., Коликов К.С., Тонких В.И. Оценка эффективности гидрорасчленения мощных выбросоопасных пластов при их отработке с прямоточной схемой проветривания выемочного участка// ГИАБ. 2000. №7. С.231-233.

8. 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.

9. Ярунин С.А., Лукаш А.С. Поинтервальное гидродинамическое воздействие на углепородный массив через скважину с горизонтальным окончание ствола/Современные проблемы шахтного метана. М.: МГГУ. С.191-199.

10. Малышев Ю.Н., Трубецкой К.Н., Айруни А.Т. Фундаментально -прикладные методы решения проблемы метана угольных платстов.-М.: Изд-во АГН, 2000. -519с.

11. Красюк Н.Н. Повышение эффективности работы шахт на основе промышленного использования метана: Дисс. . докт. техн. наук. -М.: 1992. -412с.

12. Жмуровский Д.И. Проблемы эффективности и надежности производственных процессов в шахтах. -М.: Изд-во «ИСПИН». 2005. 326 с.

13. Малышев Ю.Н., Айруни А.Т. Комплексная дегазация угольных шахт. — М.: Изд-во АГН, 1999. -327с.

14. Морев A.M., Евсеев Н.И. Дегазация сближенных пластов. М.: Недра. 1975,- 168 с.

15. Мясников А. А., Рябченко А.С., Садчиков В. А. Управление газовыделением при разработке угольных пластов. -М.: Недра, 1987. -216с.

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

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

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

19. Шмидт М.В. Снижение эмиссии парниковых газов при метанобезопасной разработке углегазовых месторождений с энергетическимиспользованием метана. Дисс.докт. техн. наук. М.: МГГУ. -2005. 346с.

20. Нефедов П.П., Красюк Н.Н. Интенсивное комплексное освоение газоносных угольных месторождений. -Карагнада. 1996. -245с.

21. Инструкция по дегазации угольных шахт УД АО «МИТТАЛ СТИЛ ТЕМИРТАУ». Караганда, УД АО «Миттал Стил Темиртау». 2007. -119 с.

22. Гуревич Ю.С. Извлечение кондиционного метана при подземной разработке угольных месторождений и технологические решения по его использованию: Дисс. .д. т. н. -М.: МГИ, 1990-531с.

23. Презент Г.М. Повышение технической безопасности горных работ на основе региональных методов управления геомеханическими игазодинамическими процессами в угольных шахтах. Дисс.докт.техн.наук. -М.: МГГУ. 1998.-407с.

24. Айруни А.Т. Теория и практика борьбы с рудничными газами на больших глубинах. М.: Недра, 1981.- 332 с.

25. Баймухаметов С.К. Проблемы безопасности разработки высокогазоносных угольных пластов. -Караганда, «Полиграфия».2006.-206 с.

26. Концепция обеспечения метанобезопасности угольных шахт России на 2006-2010 гг./ Пучков Л.А., Сластунов С.В., Каледина Н.О. и др. М., изд-во МГГУ, 2006.- 18 с.

27. Забурдяев B.C. Обоснование способов и параметров извлечения метана при высокоинтенсивной отработке газоносных угольных пластов. Дисс. .докт. техн. наук. -М.: ИПКОН РАН. 2007. -349с.

28. Ерохин С.Ю., Зингерман Г.М., Стекольщиков Г.Г. Способы пожаро-взрывозащиты наземного газоотсасывающего комплекса шахты/ Сб. науч. трудов «Перспективы развития технологии разработки угольных месторождений». -М., МГИ, 1990. С. 91-94

29. Ерохин С.Ю., Стекольщиков Г.Г. способ проветривания добычного участка. Сб. науч. трудов «Интенсивная подготовка и отработка шахтного поля». -М.: МГИ, 1990. С. 109-112.

30. Устинов Н.И., Воронюк Ю.С., Щеголев С.П. Предельное раастояние между очистным забоем и газоотсасывающей установкой/Научные сообщения ННЦ ГП-ИГД им. А.А.Скочинского. №321/2002.С.42-49.

31. Бирюков Ю.М., Садчиков В.А. Способы и технологические схемы управления газовыделением на угольных шахтах средствами вентиляции и дегазации. -Калининград, Изд-во ФГОУ ВПО «КГТУ». -2009. -170с.

32. Рубан А.Д., Артемьев В.Б., Забурдяев B.C., Забурдяев Г.С., Руденко Ю.Ф. Проблемы обеспечения высокой производительности очистных забоев в метанообильных шахтах. -М.:-2009. -396 с.

33. Руководство по проектированию вентиляции угольных шахт. Макеевка-Донбасс. 1989.-311с.

34. Руководство по проектированию комбинированного проветривания выемочных участков и полей с применением газоотсасывающих вентиляторных установок для шахт ОАО «Компании «Кузбассуголь». — Кемерово. 2000.

35. Забурдяев B.C., Рубан А.Д. и др. Методические положения по выбору и применению новых технологий дегазации и управления метановыделением на угольных шахтах. —Люберцы. 2000.-117с.

36. Дмитриев A.M., Куликова Н.Н., Бодня Г.В. Проблемы газоносности угольных месторождений. -М.: Недра, 1982. -263с.

37. Забурдяев B.C., Забурдяев Г.С. Способы интенсификации газоотдачи неразгруженных пластов в подземных условиях / Современные проблемы шахтного метана. -М.: МГГУ, 1999. -С.106-117.

38. Забурдяев B.C. Новые методы дегазации и управления газовыделением в угольных шахтах. -М.: ЦНИЭИуголь, 1990, вып. 2. -65с.

39. Айруни А.Т., Галазов Р.А., Сергеев И.В. и др. Комплексное освоение газоносных угольных месторождений. -М.: Недра, 1990.-216 с.

40. Иофис М.А. Научные основы управления деформационными и дегазационными процессами при разработке полезных ископаемых. -М.: ИПКОН АН СССР, 1982. 230с.

41. Колмаков В.А. Метановыделение и борьба с ним в шахтах, М.: Недра, 1981 .-134с.

42. Пучков Л.А., Каледина Н.О. Динамика метана в выработанных пространствах угольных шахт. -М.: Изд-во МГГУ, 1995. -313с.

43. Сергеев И.В., Бухны Д.И., Фитерман А.Е. Теоретические и экспериментальные методы исследования газового состояния массива. —М.: Наука, 1988.-111с.

44. Черняк И.Л., Ярунин С.А. Управление состоянием массива горных пород М.: Недра, 1995. -395с.

45. Полевщиков Г.Я., Козырева Е.Н., Рычковский В.М., Пестриков В.Г. Природно-технологическая база комплексного извлечения ресурсов углеметановых месторождений Кузбасса. Кемерово: Институт угля и углехимии СО РАН, 2004. - 132 с.

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

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

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

49. Тарасов Б.Г., Колмаков В.А. Газовый барьер угольных шахт. —М.: Недра. 1978. -196с. .

50. Шмидт М.В., Тонких В.И. Опыт использования скважин гидрорасчленения для извлечения метана из выработанного пространства очистного забоя//ГИАБ. М.: МГГУ, ИАЦ ГН, 2000, с.215-216.

51. Коликов К.С. Повышение безопасности разработки угольныхместорождений и комплексное освоение их ресурсов на основезаблаговременного извлечения метана. Дисс.докт.техн.наук. -М : МГГУ.2002, 305 с.

52. Устинов Н.И., Пак B.C. Режимы извлечения кондиционного метана из угольных шахт/Современные проблемы шахтного метана. М.: МГГУ. С.158-165.

53. Пучков JI.A., Сластунов С.В., Баймухаметов С.К. Проблемы извлечения метана из угленосной толщи на полях действующих шахт для повышения безопасности горных работ. Уголь, 2001, № 11, с.56-60.

54. А.с. СССР № 609917. Способ дегазации угольных пластов/ Н.В.Ножкин. Опубл. в БИ 1978 №21.

55. Шмидт М.В., Тонких В.И., Швец А.И. Исследование структуры газового баланса подготавливаемого и разрабатываемого выемочного участка//ГИАБ. 2002, №6, с. 107-108.

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

57. Ярунин С.А., Дмитриев A.M., Бухны Д.И. Управление газовым состоянием угольного пласта. Обзор ЦНИЭИуголь. -М.: 1981, вып.5, 34 с.

58. Сластунов С.В. Проблемы угольного метана и их технологические решения. В кн. Современные проблемы шахтного метана. -М.; МГГУ, 1999, с.50-61.

59. А.с. СССР № 1548463. Способ дегазации угольного пласта/ Н.В.Ножкин, С.В.Сластунов, В.М.Карпов. Опубл. в БИ 1990 №91.

60. Мясников А.А., Рябченко А.С., Садчиков В.А. Управление газовыделением при разработке угольных пластов. М.: Недра, 19870, -374 с. 62. Баренблат Г.И., Ентов В.М., Рыжих В.И. Движение жидкостей и газов в природных пластах. - М.: Недра, 1984. -275с.

61. Сластунов С.В., Каркашадзе Г.Г., Коликов К.С. Обосновние нагрузки на очистной забой по газовому фактору/ Труды научного симпозиума «Неделя горняка-2009».ИД ООО «Роликс».2009. с. 151-159.

62. Каркашадзе Г.Г., Алексеев А.Д., Г.П. Стариков, В.А. Васильковский В.А. Спожакин А.И. Совершенствование расчета нагрузки на угольный забой с учетом давления метана в угольном пласте // Горный журнал. 2008. -№4. С. 47-50.

63. Инструкции по расчету количества воздуха, необходимого для проветривания действующих угольных шахт. —М.: «Недра», 1975.

64. Отчет ОАО «НЦ ВостНИИ». РЕКОМЕНДАЦИИ ПО РАСЧЕТУ ПАРАМЕТРОВ ПРОВЕТРИВАНИЯ ВЫЕМОЧНОГО УЧАСТКА ЛАВЫ 5207 ПЛАСТА 52 ШАХТЫ «КОТИНСКАЯ», 2009.

65. Устинов Н.И., Ворошок Ю.С. Газообильность и нагрузка очистных забоев при высокопроизводительной выемке газоносных угольных пластов Кузбасса//ГИАБ. 2001. С.49-54.

66. Тимошенко A.M. Прогноз газообильности выемочных участков привысокопроизводительной добыче угля. Автореф. Дисс.канд. техн. наук.-Кемерово. -2000. -25 с.

67. Кузнецов С.В., Кригман Р.И. Природная проницаемость угольных пластов и методы её определения. -М.: Наука, 1978. -122с.

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

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

70. Проект дегазации выемочного участка лавы 5203 пласта 52 ОАО «СУЭК -Кузбасс» шахта «Котинская». -Киселевск. 2008 г.

71. Сластунов С.В., Каркашадзе Г.Г., Коликов К.С. Аналитическая модельгидравлического расчленения угольного пласта //Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2002. -№6.

72. Пучков JI.A., Сластунов C.B., Коликов К.С. Извлечение метана из угольных пластов. М., МГГУ, 2002, -383с.

73. 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.

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

75. Винников В.А., Каркашадзе Г.Г. Гидромеханика: Учебник для вузов.- М.: Издательство МГГУ, 2003. 269 с.

76. Сысенко В.А. Снижение выбросов парниковых газов при разработке углегазовых месторождений на основе совершенствования технологиигидрорасчленения угольных пластов. Дисс.канд. техн. наук. -М.: МГГУ.2005. -164с.

77. Каркашадзе Г.Г., Коликов К.С., Алексеева В.А. Разработка аналитической модели гидрорасчленения угольного пласта. М.: ГИАБ, 2002, №6, С. 50-53.

78. The Development of Analytical Model for Hydraulic Treatment of Coal Bedand Determination of its Main Hydrodynamic Parameters L.A. Puchcov, S.V.t

79. Slastunov, G.G. Karkashadze and K.S. Kolilov (Moscow State Mining University, Russia). Публикация международной конференции. Алабамский университет. 2005.

80. 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.

81. Каркашадзе Г.Г., Коликов K.C. Оценка величины дегазируемых запасов по динамике газовыделения// ГИАБ. -2006. Тематическое приложение "Метан". С.326-332.

82. Каркашадзе Г.Г., Каркашадзе Л.Г. Осесимметричная задача фильтрации газа в скважину// ГИАБ. -2002. -№6. С. 54-57.

83. Инструкция по комплексному исследованию газовых и газоконденсатных пластов скважин. М.: Недра. 1980.- 301 с.

84. Зотов Г.А. Методика газодинамических исследований горизонтальных газовых скважин. -М.: ООО «ВНИИГАЗ». -2010. -114с.

85. Васючков Ю.Ф. Подготовка газоносных угольных месторождений к разработке. -М., МГИ. 1977. -92 с.

86. Георгиев Г.Д. Особенности нестационарной фильтрации газа в трещиновато-пористых коллекторах: Дисс. . канд. техн. наук. М., 1966.

87. Коликов К.С., Лупий М.Г. Обоснование необходимой глубины дегазации разрабатываемого пласта. // Горный информационно-аналитический бюллетень. -2009. №ОВ-12 "Безопасность". -С. 397-403.

88. Алиев З.С., Боидаренко В.В. Исследование горизонтальных скважин. — М.: Изд-во «Нефть и газ». -2004. -330с.

89. Лупий М.Г. Анализ структуры газового баланса высокопроизводительного выемочного участка для условий шахты «Котинская». Деп. рук. № 739/02-10 от 05 октября 2009 г. (5 стр.)// Горный информационно-аналитический бюллетень. -2010.

90. Векслер В.Ю. Разработка технологии интенсивной подготовки высокогазоносных пластов с использованием скважин из полевых выработок: Дисс. . канд. техн. наук. -М., МГИ. 1992. -157 с.

91. 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". -С. 146-152.

92. Шинкевич М.В. Метановыделение из отрабатываемого длинным очистным забоем угольного пласта под влиянием геомеханическихпроцессов во вмещающем массиве. Автореф.канд. техн. наук. -Кемерово.-2010. -21с.

93. Горбунов С.Н. Обоснование параметров комплексного управления геомеханическими процессами и газовыделением в призабойной части угольного пласта. Автореф.канд. техн. наук. -М.: -МГГУ. -1994. -19с.

94. Ибряшкин В.Я. Обоснование технологии интенсивной отработки газоносных низкопроницаемых угольных пластов с управлениемметановыделением системой скважин с поверхности. Автореф.канд.техн. наук. -М.: -МГГУ. -2001. -24с.

95. Королева В.Н. Научное обоснование и разработка технологических решений по повышению безопасности горных работ на базе эффективной дегазации с утилизацией метана на основе газогидратных процессов. Автореф.докт. техн. наук. -М.: -МГТУ. -2005. -24с.

96. Сластунов С.В., Каркашадзе Г.Г. , Лупий Г.М. Влияние газоносности, горного давления и пластового давления метана на выбросопасность угольного пласта. // Горный информационно-аналитический бюллетень. -2009. №ОВ-11 "Метан". -С. 37-44.

97. Баймухаметов С.К., Полчин А.И., Коликов К.С. Совершенствование управлением газовыделением шахт в Карагандинском бассейне// ГИАБ, ОВ "Безопасность", 2008, С. 337-341.

98. Каркашадзе 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. 297-300.

99. Егоров А.Г., Коликов К.С. Влияние глубины залегания угольных пластов на устойчивость раскрываемых трещин. -М.: ГИАБ; 1995. №4. С.66-68.

100. Коликов К.С., Тонких В.И. Особенности газодинамики горных выработок в зонах заблаговременной дегазации// -М.: ГИАБ, 2001, №5, с. 7277.

101. Терентьев Б.Д. Исследование влияния некоторых горногеологических факторов на процесс гидравлического расчленения угольного пласта, проводимого для дегазации угленосной толщи: Дисс. . канд. техн. наук. — М.-.МГИ. 1969.-171с.

102. Атыгаев Р.К., Коликов К.С., Николаев К.А. Изменение коллекторских свойств угольного пласта в зонах гидрорасчленения в процессе их освоения / Современные проблемы шахтного метана М.: Изд-во МГГУ, 1999. -С. 199203.

103. Векслер В.Ю. Разработка технологии интенсивной подготовки высокогазоносных пластов с использованием скважин из полевых выработок: Дисс. . канд. техн. наук. -М., МГИ. 1992.

104. Временная методика определения плановых и фактических показателей экономической эффективности внедрения научно-технических мероприятий в угольной промышленности. -М.: ЦНИЭИуголь.-1983.