Пути предупреждения взрывов метана и угольной пыли в шахтах Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Ножкин Н.В. Заблаговременная дегазация угольных месторождений. - М., Недра, 1979. 272с.

2. Хренкова Т.М., Кирда B.C. Механическая активация углей. - Химия твердого топлива. - 1994, - №6. С.36-42.

3. Рубан А.Д., Забурдяев B.C., Сергеев ИВ., За-бурдяев Г.С., Козлов В.А. и др. Установка для генерации гидравлических импульсов давления. // Патент РФ № 2127364 С1, 6 Е 21 С 37/12, Е 21 F 5/GG, - 1999, бюл. №7.

4. Рубан А.Д., Забурдяев B.C., Сергеев ИВ., Забурдяев Г.С., Козлов В.А. и др. Способ дегазации надра-

батываемой угленосной толщи. // Патент РФ № 2152518 С1, 7 Е 21 F 7/00, - 2000, бюл. № 19.

5. Рубан АД., Забурдяев B.C., Сергеев И.В., Забурдяев Г.С., Брайцев А.В. Способ подготовки угольных пластов к отработке. // Патент РФ № 2166637 С2, 7Е 21 F7/00, - 2001, бюл. № 13.

6. Рубан АД., Забурдяев B.C., Забурдяев Г.С., Способ дегазации угольного пласта // Заявка № 2001133797 с приоритетом от 18.12.2001. Положительное решение Роспатента.

і— Коротко об авторах ----------------------------------------------------------

Забурдяев В. С. — кандидат технических наук, ННЦ ГП - Институт горного дела им. А.А. Скочинского.

ТЕКУЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ О ЗАЩИТАХ ДИССЕРТАЦИЙ ПО ГОРНОМУ ДЕЛУ И СМЕЖНЫМ ВОПРОСАМ Д Ш ^ ^ & Г 1 А Ц И И

Автор Название работы Специальность Ученая степень

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ОТКРЫТЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ПЕТРОВСКИЙ Разработка эффективных и безопасных технологий 25.GG.22 Д.т.н.

Борис и средств очистнои выемки сложноструктурных ка-

Иванович лийных пластов Старобинского месторождения

------------------------------------------- © B.C.Забурдяев, 2004

УДК 662.69 B.C. Забурдяев

ПУТИ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ ВЗРЫВОВ МЕТАНА И УГОЛЬНОЙ ПЫЛИ В ШАХТАХ

Семинар № 5

звестно, что в течение многих лет в угольных шахтах РФ и СНГ происходят взрывы газа метана, из них в среднем в 20 % принимает участие угольная пыль, при этом экономический ущерб в несколько раз превышает ущерб от взрывов метана. Так, например, экологический ущерб от взрыва метанопылевоздушной

смеси после катастрофы на шахте “Центральная” в Воркутском регионе Печорского бассейна составил 40,2 млн. рублей. Подавляющее большинство таких катастроф имеет место в шахтах с высокой метанообильностью, высоким удельным пылевыделением пласта и весьма низким нижним

пределом взрываемости угольной пыли (таблица).

В настоящее время на многих шахтах, разрабатывающих высокогазоносные пласты, возможности вентиляции исчерпаны. Одним из наиболее эффективных выходов из создавшегося положения является дегазация с дневной поверхности и подземная дегазация. Однако на шахтах не уделяется этому должного внимания. Так на шахтах Кузнецкого бассейна только 12,5 % очистных выработок работают с дегазацией, в Печорском -50 %, при этом эффективность дегазации невысокая и в среднем не превышает 40 % [1].

Для предварительного воздействия на дегазируемый пласт и надрабатываемую угленосную толщу с целью интенсификации процесса дегазации, снижения газообильности горных выработок и пылеобразования при выемке угля сотрудниками ННЦ ГП - ИГД им. А.А. Скочинского и Федерального центра двойных технологий “Союз” разработаны “Способ дегазации надрабатывае-мой угленосной толщи “[2] и “Установка для генерации гидравлических импульсов давления” [3]. Способ дегазации надрабатываемой угленосной толщи осуществляется следующим образом.

Из горной выработки до почвы угленосной толщи проводят две серии перекрестно расположенных скважин и герметизируют их. До начала разгрузки угленосной толщи в скважины первой серии последовательно вводят энерговыделяю-

щую систему с инициатором термораспада, нагнетают энерговыделяющую систему в трещины угленосной толщи, создают в скважинах давление не менее 12 МПа и инициируют энерговыделяющую систему, после чего отработанные скважины подключают к дегазационному трубопроводу. Затем в отработанную скважинами первой серии зону угленосной толщи позади очистного забоя проводят скважины второй серии, которые также подключают к дегазационному трубопроводу [2].

“Установка для генерации гидравлических импульсов давления” используется для создания в скважинах высокого давления (не менее 12 МПа) и инициирования энерговыделяющей системы. “Установка для генерации гидравлических импульсов давления” позволяет воздействовать на горный массив с величиной импульсов до 100 МПа. Она удобна в обслуживании, оперативна в перезарядке, технологична. Квазистатический режим нагнетания жидкости в горный массив, протекающий вслед за ударной волной, способствует увеличению зоны воздействия в радиусе до 10 м от скважины и повышает равномерность обработки массива. При необходимости “Установка для генерации гидравлических импульсов давления”, размещенная в горной выработке, способна осуществлять 5-10 циклов воздействия на каждой скважине.

Характеристика шахтопластов РФ и СНГ

Шахта Относительная Пласт Удельное Ннжннй предел взры-

метанообильность пылевыде- ваемости отложив-

шахты, м3/т ление пла- шейся угольной пы-

ста, г/т ли \ г/м3

Российская Федерация

“Центральная” 43,7 Мощный 1100 39

“Комсомольская” 57,5 Тройной 1053 41

“Воркутинская” 100,7 Четвертый 1100 42

“Комсомольская” 57,5 Четвертый 756 57

“Пионерка” 10,1 9 460 35

Им. 7 ноября 22,0 Байкаимский 750 34

“Зыряновская” 24,5 14 315 35

“Распадская” 31,0 6-6а 752 42

“Распадская” 31,0 10 449 38

Украина

Им. А.А. Скочинского 90,5 Ь7 730 42

Им. Н.П. Баракова 35,0 кн5 225 48

Им. А.Ф. Засядько 40,7 т3 120 35

Им. А.Ф. Засядько 40,7 І1 450 40

Казахстан

Им. 50-леіия 38,3 к12 400 41

Октябрьской революции

“Сокурская” 35,1 к7 260 48

) Диапазоны нижнего предела взрываемости отложившейся угольной пыли месторождений Российской Федерации - 34-113 г/м3, Украины - 34-124 г/м3 и Казахстана - 35-104 г/м3 горной выработки

С помощью импульсов высокого давления в пласте создаются искусственные трещины, что повышает газопроницаемость угольного массива. На первом этапе это обеспечивает интенсивную дегазацию пласта скважинами, пробуренными в пласте, на втором - глубокое насыщение угля жидкостью через уже имеющиеся дегазационные скважины. Такая гидравлическая обработка пласта до начала выемки угля существенно повышает эффективность дегазации, снижает пылеобра-зование в забоях, фрикционное искрообразование и отложение пыли в выработках по пути движения исходящего вентиляционного потока. Технико-экономические показатели метода гидроимпульсного воздействия на угольные пласты приведены в материалах конференции Российского

1. Забурдяев B.C., Забурдяев Г.С. Способы интенсификации газоотдачи неразруженных пластов угля в подземных условиях // Современные проблемы шахтного метана. - МГГУ-1999. С. 1G6-117.

2. Рубан А.Д., Забурдяев B.C., Сергеев И.В., Забурдяев Г.С., Козлов В.А. и др. Способ дегазации надра-батываемой угленосной толщи // Патент РФ на изобретение № 2152518 С1, 7E21F 7/GG, бюл. №19 2GGG.

3. Рубан А.Д., Забурдяев B.C., Сергеев И.В., Забурдяев Г.С., Козлов В.А. и др. Установка для генерации гидравлических импульсов давления // Патент РФ на изобретение №2127364 С1, 6Е21С 37/12, E21F 5/GG, бюл. №7 1999.

федерального центра по борьбе с природными и техногенными катаклизмами [4].

Не менее важным в предупреждении взрывов метана и угольной пыли является метод снижения пыле- и искрообразования, изложенный в работах [5-7]. Физическая сущность этого метода заключается в подаче орошающей жидкости в компактном виде непосредственно в источники пыле - и искрообразования в процессе разрушении горного массива. Кроме того, разрабатывается способ дегазации угольного пласта, основанный на кумулятивно-тепловом воздействии на массив угля, при этом кумулятивно-тепловое воздействие производят поэтапно с изменением температуры и давления.

---------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

4. Забурдяев B.C., Забурдяев Г.С., Козлов В.А., Сухорукое Г.И. Дегазация и увлажнение угольных пластов - эффективные методы повышения взрыво-безопасности и экологии метанообильных шахт // Двойные технологии. - 1999 - №2. С.36-40.

5. Забурдяев Г.С. Устройство для подачи орошающей жидкости к резцу горной машины // Патент СССР №1819326 A3, 5Е21С 25/38, 35/18, бюл. №20 1993.

6. Забурдяев Г.С. Устройство для подачи орошающей жидкости к резцу горной машины // Патент РФ № 2060387 С1, 6Е21С 35/187, бюл. №14 1996.

7. Забурдяев Г.С. Устройство для подачи орошающей жидкости к резцу горной машины // Патент РФ № 2068497 С1, 6Е21С 35/18, бюл. №30 1996.

Коротко об авторах ---------------------------------------------------------------------

Забурдяев В. С. — кандидат технических наук, ННЦ ГП - Институт горного дела им. А.А. Скочинского.

-----------© М.В. Писаренко, 2ии4

УДК 622.012 М.В. Писаренко

ОБЛАСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ РАЗЛИЧНЫХ СХЕМ УПРАВЛЕНИЯ ГАЗОВЫДЕЛЕНПЕМ

Семинар № 5

сновное направление технической политики развития шахтного фонда подземной добычи угля идет по пути концентрации производства, за счет применения современных механизированных комплексов с производительностью 4-10 тыс. т угля и более в сутки. Поддержание стабильно высокой производительности очистного забоя невозможно

без применения различных способов управления газовыделением. Повышение эффективности производства требует выявления для конкретных горно-геологических условий наиболее малозатратных и обеспечивающих необходимый уровень безопасности способов управления газовыделением.