3. Управление метановыделением средствами дегазации

3.1 Общие положения по дегазации угольных шахт

Основными источниками метана в угольных шахтах являются разрабатываемые пласты, подрабатываемые, надрабатываемые пласты и пропластки, а также вмещающие породы. Долевое участие каждого из этих источников отражается в газовом балансе выемочных участков и зависит от горно-геологических и горнотехнических условий

Дегазация шахт это совокупность мероприятий, направленных на извлечение и улавливание метана, выделяющегося из всех источников, с изолированным отводом его на поверхность (каптаж), а также предусматривающих физическое или химическое связывание метана до поступления его в горные выработки.

Критерием, определяющим необходимость проведения дегазации, является повышение метанообильности выработок I_ф сверх допустимой по фактору вентиляции I_р

I_ф > I_р=, м³/мин (3.1)

V-допустимая по ПБ максимальная скорость движения воздуха в лаве, м/с;

S-минимальная площадь сечения лавы по паспорту крепления, свободная для прохода воздуха, м².

Коэффициент эффективности дегазации, при котором, обеспечиваются нормальные по фактору метановыделения условия, определяется по формуле

К_Д≥ 1-(3.2)

Эффективность дегазации во многом зависит от того, какие пласты и вмещающие породы дегазируются, разгруженные или неразгруженные от горного давления. При частичной разгрузке пластов и вмещающих пород от горного давления газ из сорбированного состояния переходит в свободное состояние и дегазация эффективна.

3.2 Способы дегазации неразгруженных от горного давления пластов и вмещающих пород.

3.2.1 Дегазация при проведении капитальных и подготовительных выработок

Дегазацию вмещающих пород и окружающего выработки массива угля в процессе проведения капитальных горных выработок необходимо применять при метановыделении в выработку 3 м³/мин и более.

П

ри проведении вертикальных выработок стволов, гезенков, шурфов, дегазационные скважины длиной 30-100 м и диаметром 80-100 мм бурятся с поверхности или из специальных буровых камер, устраиваемых по сторонам проходимой выработки. Защищенная зона при этом на 7-8 м превышает диаметр ствола или другой вертикальной выработки. При бурении скважин метаноносный угольный пласт или слой газосодержащей породы должен перебуриваться на полную мощность.

При бурении скважин с поверхности бурятся 6-9 скважин по окружности, диаметр которой на 5-6 м больше диаметра ствола. Скважины герметизируются, подсоединяются к дегазационному газопроводу и вакуум-насосу. В дегазационных скважинах создается разряжение 150-200 мм рт. ст. и происходит дегазация пластов и газосодержащих пород.

При дегазации из забоя ствола из буровых камер бурят 9 скважин в виде веера. Направление скважин выбирается с таким расчетом, чтобы забои скважин пересе­кали газосодержащий слой по окружности, диаметр которой должен быть больше диаметра ствола на 7-8 м. Скважины подсоединяются к дегазационному трубопроводу, и производится дегазация угленосной толщи.

При вскрытии квершлагами слоя газосодержащей породы или метаноносного угольного пласта дегазационные скважины диаметром 80-100 мм бурятся через газосодержащий слой или угольный пласт до полного их пересечения. Скважины бурятся из камер, проходимых по бокам выработки на расстоянии 3-5 м по нормали от этого слоя или пласта. Число скважин 5-10. Направление бурения выбирается с таким расчетом, чтобы скважины пересекали газоносные породы по окружности диаметром не менее полутора и не более трех диаметров проводимой выработки. Скважины обсаживаются на глубину не менее 2-2.5 м и подсоединяются к газопроводу. Отсос газа должен производится под разряжением 100-200 мм.рт.ст.

А

Рис. 3.1 Схема расположения скважин при вскрытии пласта квершлагом