Введение к работе
Дкгпуадьноояь работ.
Современное состояние подземной разработки угольных пластов Донецкого бассейна характеризуется ростом общего числа и плотности суфлярных выделений.
Суфляроопасность горных выработок является одним из главных факторов, препятствующих увеличению нагрузки на очистной забой, повышению темпов подготовки и отработки выемочных полей, обеспечению безопасных условий труда шахтёров. В настоящее время дебиты суфлярных выделений в шахтах Донбасса колеблятся от нескольких десятых до десятков кубических метров в минуту. В зависимости от горно-геологических и горнотехнических условий на шахтах применяются различные меры и способы борьбы с суфлярами. Основным мероприятием на шахтах является каптаж суфлярного газа дегазационными скважинами из подземных горных выработок.
Перспективным способом борьбы с суфлярными выделениями может являться способ заблаговременной дегазации угленосной толщи. Данный способ лишён многих недостатков применяемых в настоящее время способов предотвращения суфляровыделений и в определённых условиях является единственным экономически обоснованным.
Для эффектиного проведения работ по заблаговременному снижению суфляроопасности угольных пластов путём управляющих инженерных воздействий через специальные скважины с поверхности в первую очередь необходимо решить задачу по совершенствованию технологии активных воздействий с учётом указанной целевой направлености.
В связи с изложенным совершенствование технологии снижения суфляроопасности угольных пластов является актуальной задачей.
Цель работ — определение целесообразности применения активных управляющих воздействий через скважины с поверхности, исследование и оценка их эффективности для заблаговременного предотвращения суфляроопасности угольных пластов.
идея работы заключается в возможности снижения суфляроопасности угленосного массива при пневмогидровоздействии (ПГВ) на угольные пласты в процессе предварительной дегазации последних с поверхности.
Научные положения, разработаны лично соискателем, и их новизна:
-
Усовершенствованная технология заблаговременной дегазации угольных месторождений является эффективным средством создания безопасных условий труда при отработке угольных пластов в условиях суфляропроявлений.
-
Механизм возникновения суфляроопасности при отработке свиты высокогазоносных угольных пластов на базе модели образования пустот и трещин эксплуатационного происхождения, учитывающий процессы сдвижения горных пород с выделением свободного метана в рабочее пространство горных выработок отрабатываемого пласта.
-
Усовершенствованная технология гидропневмовоздействия (ГПВ) на свиту пластов через скважины с поверхности для снижения суфляроопасности угольных пластов, базирующаяся на учёте горно-геологических условий залегания и порядке отработки пластов в свите. При заблаговременной дегазации должны обрабатываться все источники газовыделения в горные выработки отрабатываемого угольного пласта, причём нижележащие сближенные пласты в интенсивном і режиме. !
-
Расчёт основных параметров ГПВ на свиту угольных пластов, S обеспечивающих раскрытие трещин при отработке сближенных пластов ; с радиусом, учитывающим размеры зон сдвижения пород после отработки суфляроопасного угольного пласта.
і і
Обоснованность и достоверность научных полошений, выводов u . \ рекомендаций подтверждается:
анализом материалов и литературных источников по известным способам борьбы с суфлярными выделениями;
экспериментальными результатами по применению технологии заблаговременной дегазации с целью снижения суфлярных выделений в горные выработки;
результатами подземных наблюдений по оценке эффективности технологии предварительной дегазации скважинами с поверхности для снижения суфляроопасности отрабатываемых угольных пластов;
удовлетворительной сходимостью результатов натурного экспери-^ мента с аналитическими исследованиями по развитию суфлярных эксплуатационных трещин во время сдвижения массива горных пород при подработке и надработке угольных пластов и пород.
Научное значение работы состоит в:
Разработке механизма суфляроопасности угленосного массива и СНИлсКИИ Є8 ПОТсКЦИаЛЬКОГ 'о проявления при ведении горных работ путём 'заблаговременных активных воздействий на толщу через скважины с поверхности.
Практическая ценность работы заключается в:
Разработке технологической схемы и основных параметров ГПВ на углегазоносную толщу через скважины с поверхности при подготовке угольных пластов к отработке в условиях суфлярных газопроявлений.
Реализация выводов и рекомендаций. Результаты исследования по определению основных параметров ПГВ вошли во "Временное руководство по заблаговременной подготовке шахтных полей к эффективной разработке скважинами с поверхности с пневмогидровоздействием на свиту угольных пластов", М.:МГИ, 1991 г., утверждённое МУЛ СССР, а также в "Программу и методику шахтных испытаний технологии заблаговременной дегазации путем лневмогидродинамического воздействия через скважины с поверхности на шахтных полях Донецкого бассейна", М.:МГИ, 1992 г., "Проект на проведение работ по пневмо-гидро'воздействию на пласт Кз шахтоуправление "Зуевское" ПО "Шах-тёрскуголь" через скважины, пробуренные с поверхности" и "Проект по заблаговременной дегазации угольного пласта Кз путём пневмо-гидровоздействия через скважины с дневной поверхности на поле шахтоуправления "Зуевское" ПО "Октябрьуголь", согласованные и утверждённые в установленном порядке.
Апробация работы. Основное содержание диссертационной работы и её отдельные положения докладывались в составе научно-исследовательских отчётов по НИР, выполняемых согласно ОНТП Минуглепрома СССР в 1990-1991 годах, в отделе дегазации МакНИИ (1992-1993), в лаборатории вентиляции и дегазации шахт ПечорНШпроекта (1994+1995), на научной конференции "Неделя горняка" (МГГУ, 1997), на кафедре "Аэрологии и охраны труда" и кафедре "Инженерная заідита окружающей среды" в МГГУ.
- Публикации.. По результатам выполненных исследований опубликовано 5 научных работ.
Объём работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти .разделов, заключения, содержит 34 рисунка, 28.таблиц, список литературы из 71 наименования и приложения.
В диссертации изложены результаты научных исследований, вы-' полненные автором в 1989*1996 годах. Автор выражает искреннюю признательность заведующему кафедрой "Аэрологии и охраны труда" докт.техн.наук К.З.Ушакову, канд.техн.наук А.А.Форсюку и коллективу этой кафедры за методические и научные консультации, а также вед. научн. сотр. отдела дегазации МакНИИ канд.техн.наук А.И.Бу-ханцову За участие в подготовке и проведении трудоёмких шахтных экспериментов.
