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.