- •Основные понятия
- •Требования, предъявляемые к технологическим схемам угольных шахт
- •Классификация качественных характеристик технологических схем угольных шахт
- •Количественные характеристики технологической схемы шахты
- •Подсистемы в системе «шахта»
- •Анализ технологической схемы шахты
- •Подсистема «Вентиляция и дегазация»
- •Средства вентиляции
- •Средства дегазации
- •Проектная документация шахты по дегазации
- •Некоторые требования к работе дегазационной системы
- •Эффективность дегазации
- •Способы развития шахтного фонда
Средства вентиляции
Основным мероприятием, обеспечивающим предотвращение опасных скоплений метана, является вентиляция, которая будет эффективной, если по всей сети действующих выработок шахты поддерживается допустимое содержание метана.
Проектирование вентиляции осуществляется в тесной увязке с проектированием технологии добычи полезных ископаемых, что позволяет уточнять ранее рассчитанные параметры как вентиляции, так и технологии. В условиях сильногазовых и глубоких шахт фактор вентиляции может оказаться определяющим при выборе ряда технологических решений.
Газовым балансом шахты называется её абсолютная метанообильность, представленная суммой метанообильностей источников метановыделения. В настоящее время газообильность выработанных пространств достигает 80 % от газообильности выемочного участка, а при использовании дегазации или изолированного отвода метана из выработанных пространств – 90 % и более.
Источниками газовыделения на выемочном участке являются (газовый баланс выемочного участка):
i) метановыделение в выработанное пространство
- подрабатываемые пласты-спутники;
- надрабатываемые пласты спутники;
- вмещающие породы;
- эксплуатационные потери угля;
ii) метановыделение из разрабатываемого пласта
- очистной забой;
- стенки подготовительных выработок;
- отбитый уголь.
Основные нормативные документы по вентиляции
- руководство по проектированию вентиляции угольных шахт / Кол. авторов. - Макеевка-Донбасс: МакНИИ, 1989. – 319 с.
- инструкция по применению схем проветривания выемочных участков угольных шахт с изолированным отводом метана из выработанного пространства с помощью газоотсасывающих установок / Кол. авторов. – М.: 2009. – 101 с.
- правила безопасности в угольных шахтах (ПБ 05-618-03). Серия 05. Выпуск 11 / Кол. авторов. – М.: Государственное унитарное предприятие «Научно-технический центр по безопасности в промышленности Госгортехнадзора России», 2003. – 296 с.
Дополнительные материалы по вентиляции
- Аэрология горных предприятий: учебник для вузов / К.З. Ушаков [и др.] / 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Недра, 1987. - 421 с.
- Guidelines for the prediction and control of methane emissions on longwalls [2008]. National Institute for Occupational Safety and Health, Pittsburgh Research Laboratory, Pittsburgh, Pa. March 2008.
- Handbook for methane control in mining [2006]. National Institute for Occupational Safety and Health, Pittsburgh Research Laboratory, Pittsburgh, Pa. June 2006.
Средства дегазации
С ростом глубины и интенсификации горных работ во многих случаях метанообильность угольных шахт увеличивается в такой степени, что поддерживать содержание метана в выработках в допустимых пределах средствами одной вентиляции невозможно, т.к. существует ограничение по максимальной скорости воздуха. Согласно п. 235 ПБ превышение скорости движения воздуха в призабойных пространствах очистных забоев более 4 м/с в отдельных случаях допускается, когда иными способами невозможно обеспечить поддержание в исходящей струе концентрации метана в пределах нормы (1 %).
Дегазация шахт – совокупность технических решений, направленных на извлечение и улавливание метана, выделяющегося из различных источников, с изолированным отводом его на поверхность или в горные выработки, в которых возможно разбавление метана до допустимых концентраций.
Действующим нормативным документом по дегазации является:
Методические рекомендации о порядке дегазации угольных шахт. (РД-15-09-2006), утвержденные приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору, от 24.08.06 № 797.
Согласно «Методическим рекомендациям…» дегазация разрабатываемых пластов должна применяться во всех случаях, когда на участках ведения очистных и подготовительных работ метаноносность пласта составляет 9 м3/т и более.
Дегазация включает в себя следующие мероприятия:
- мероприятия по снижению газоносности пород;
- мероприятия по консервации газа в пласте или существенное замедление его выделения из пласта без существенного уменьшения газоносности;
- каптаж суфляров. Каптаж газа – процесс улавливания газа в скважины и вывод собранного газа по трубам на поверхность.
Различают следующие виды искусственной дегазации:
- заблаговременная – дегазация пластов до начала ведения горных работ, бурение скважин с поверхности;
- предварительная – применяется при строительстве шахты, скважины бурятся в зависимости от расположения запланированного для отработки участка пласта (неразгруженный от горного давления пласт до начала подготовительных или очистных работ);
- сопутствующая (текущая) – применяется при отработке выемочного столба очистным забоем (разгружаемого от горного давления угленосных толщ);
- последующая – применяется для дегазации выработанных пространств, как действующих очистных забоев, так и уже отработанных участков.
При этом дегазационные скважины могут быть пробурены из подземных горных выработок или с земной поверхности.
При проведении горных выработок – используется барьерная дегазация, суть которой заключается в оконтуривании выработки скважинами и снижении газоносности близлежащего массива.
Также выделяют естественную дегазацию:
– метановыделение с обнажённых поверхностей пласта;
– выделение метана из отбитого угля.