способ дегазации сближенного угольного пласта на участках ведения очистных работ

Формула изобретения

Способ дегазации сближенного угольного пласта на участках ведения очистных работ, включающий проведение из горной выработки скважин до пересечения ими сближенного угольного пласта, герметизацию устьев скважин от рудничной атмосферы, подсоединение скважин к дегазационному трубопроводу, установление шага посадки пород основной кровли и местоположения зоны повышенного метановыделения в скважины относительно забоя лавы и извлечение газов, отличающийся тем, что дополнительно устанавливают местоположение зоны начала метановыделения в скважины и текущее положение забоя скважины после очередной посадки пород основной кровли, причем текущее положение забоя скважины устанавливают на пересечении плоскостей разгрузки пород кровли от неподвижной и подвижной границ выработанного пространства лавы.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для извлечения газов из сближенных пластов и выработанного пространства в условиях отработки метаноносных пластов угля с целью снижения метанообильности выемочных участков за счет продуктивности дегазационных скважин, пробуренных из участковых выработок на сближенные угольные пласты в кровле/почве отрабатываемого пласта.

Известен способ дегазации сближенного угольного пласта на участках ведения очистных работ скважинами, пробуренными из участковых выработок на сближенные пласты угля (Управление газовыделением в угольных шахтах при ведении очистных работ / И.В. Сергеев, В.С. Забурдяев и др. - М.: Недра, 1992. - 256 с.), включающий бурение скважин из выработок до пересечения сближенного пласта, герметизацию устьев скважин от рудничной атмосферы, подсоединение скважин к дегазационному трубопроводу и извлечение газов.

Недостатком этого способа дегазации сближенного угольного пласта является то, что извлечение газов осуществляют без учета местоположения зоны повышенного метановыделения в скважины относительно забоя лавы.

Известен другой способ дегазации сближенного угольного пласта скважинами, пробуренными из участковых выработок (Метан в шахтах и рудниках России: прогноз, извлечение и использование / А.Д. Рубан, В.С. Забурдяев, Г.С. Забурдяев и др. - М.: ИПКОН РАН, 2006. - 312 с.), включающий бурение скважин из участковых выработок на сближенные пласты угля, герметизацию устьев скважин от рудничной атмосферы, подсоединение скважин к дегазационному трубопроводу и извлечение газов с учетом местоположения зоны повышенного метановыделения в скважины относительно очистного забоя лавы.

Недостатком этого способа дегазации является то, что извлечение метана из сближенного угольного пласта осуществляют без учета местоположения зон метановыделения в скважины на участках очистных работ до и после зоны повышенного извлечения метана.

Наиболее близким способом дегазации сближенного угольного пласта скважинами, пробуренными из участковых выработок, является нормативный способ (Инструкция по дегазации угольных шахт. Серия 05. Выпуск 22. - М.: Закрытое акционерное общество «Научно-технический центр исследований проблем промышленной безопасности», 2012. - 250 с., прототип), включающий бурение из участковой выработки скважин на сближенные пласты угля, герметизацию устьев скважин от рудничной атмосферы, подсоединение скважин к дегазационному трубопроводу, установление местоположения зоны повышенного метановыделения в скважины относительно очистного забоя лавы и извлечение газов.

Недостатком данного способа является то, что извлечение метана из сближенных пластов угля ведут без учета местоположения зоны начала метановыделения в скважины, шага посадки пород основной кровли, текущего положения забоя скважины относительно лавы и без оптимального режима управления потоками каптируемых метановоздушных смесей от начала метановыделения в скважины до окончания ее работы.

Целью изобретения является повышение безопасности ведения подземных горных работ по газовому фактору за счет более полного извлечения метана из сближенного угольного пласта и оптимального режима управления потоками каптируемых метановоздушных смесей, обеспечивая в смесях кондиционное содержание метана, то есть более 25% по объему.

Согласно изобретению поставленная цель достигается тем, что в способе дегазации сближенного угольного пласта, включающем проведение из горной выработки скважин до пересечения ими сближенного пласта, герметизацию устьев скважин от рудничной атмосферы, подсоединение скважин к дегазационному трубопроводу, установление местоположения зоны повышенного метановыделения в скважины относительно забоя лавы и извлечение газов, дополнительно устанавливают местоположение зоны начала метановыделения в скважины, шаг посадки пород основной кровли и текущее положение забоя скважины после посадки пород кровли, при этом создают оптимальный режим управления потоками каптируемых смесей по содержанию в них метана от начала метановыделения в скважину до окончания ее работы. Зоны начального и повышенного метановыделения в скважины устанавливают экспериментально путем анализа данных о метановыделениях из скважин по мере подвигания очистного забоя лавы. Текущее положение забоя скважины после очередной посадки пород основной кровли устанавливают на пересечении плоскостей разгрузки пород кровли от неподвижной и подвижной границ выработанного пространства лавы. Режим управления потоками каптируемых метановоздушных смесей осуществляют величиной разрежения на устьях скважин, обеспечивая в смесях кондиционное содержание метана.

Способ осуществляют следующим образом.

Применительно к конкретным горно-геологическим условиям разработки пластов угля из горной выработки проводят скважины до пересечения ими сближенного угольного пласта, герметизируют устья скважин от рудничной атмосферы, подсоединяют скважины к дегазационному трубопроводу, устанавливают местоположение зоны повышенного метановыделения относительно забоя лавы по данным о метановыделениях из дегазационных скважин или по зависимостям, при этом дополнительно устанавливают местоположение зоны начала метановыделения в скважины, шаг посадки пород основной кровли и текущее положение забоя скважины после посадки пород кровли и создают оптимальный режим управления потоками каптируемых смесей, измеряя содержание в них метана от начала метановыделения в скважину до окончания ее работы. Зоны начального и повышенного метановыделения в скважины устанавливают экспериментально путем анализа данных о метановыделениях из скважин по мере подвигания очистного забоя лавы. Текущее положение забоя скважины после очередной посадки пород основной кровли устанавливают на пересечении плоскостей разгрузки пород кровли от неподвижной и подвижной границ выработанного пространства лавы, а режим управления потоками каптируемых метановоздушных смесей осуществляют путем регулирования величины разрежения на устьях скважин, обеспечивая в смесях кондиционное содержание метана не менее 25% по объему.

Технология ведения дегазационных работ по извлечению метана из сближенных угольных пластов изложена в Инструкции по дегазации угольных шахт (2012 г.).

Внедрение способа позволит повысить безопасность ведения горных работ по газовому фактору за счет более полного извлечения метана из сближенного угольного пласта и выработанного пространства, оптимального режима управления потоками каптируемых метановоздушных смесей, обеспечивая в них кондиционное содержание метана с возможностью его утилизации.