Низконапорное увлажнение угольных пластов

СПОСОБЫПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ВНЕЗАПНЫХ ВЫБРОСОВ

УГЛЯ И ГАЗА

Исходные данные к расчету параметров способов предотвращения внезапных выбросов угля и газа:

Общие сведения о локальных способах предотвращения внезапных выбросов угля и газа

Локальные способы предотвращения внезапных выбросов угля и газа предназначены для приведения призабойной части массива в невыбросоопасное состояние. Их осуществляют непосредственно в очистных и подготовительных забоях.

К локальным способам относятся:

· низконапорное увлажнение угольных пластов;

· низконапорная пропитка;

· гидрорыхление угольного пласта;

· гидроотжим призабойной части пласта;

· бурение опережающих скважин;

· гидровымывание опережающих полостей;

· образование разгрузочных пазов;

· образование разгрузочной щели по длине очистного забоя;

· торпедирование угольного массива.

Расчет параметров и описание способов низконапорного увлажнения, гидрорыхления, бурения опережающих скважин и гидровымывания опережающих полостей приведены в п.3.2.

Низконапорная пропитка применяется в подготовительных и очистных забоях аналогично низконапорному увлажнению и отличается параметрами скважин.

Гидроотжим призабойной части пласта применяется при проведении подготовительных выработок. Расчет параметров и описание гидроожима для удароопасных пластов приведены в п.2.2.4. Гидроотжим выбросоопасных пластов отличается параметрами нагнетания воды.

Разгрузочные пазы образуются с помощью специальных машин с дистанционным управлением и применяются как в подготовительных, так и в очистных выработках. Разгрузочный паз представляет собой полость шириной 6-8 см, расположенную перпендикулярно почве (кровле) пласта.

Разгрузочная щель прорезается по всей длине очистного забоя с помощью специальных нарезных или врубовых машин. Высота щели принимается не менее 12 см.

Торпедирование угольного массива производится путем взрывания зарядов ВВ в скважинах и применяется как в подготовительных, так и в очистных забоях. Торпедирование может осуществляться как с предварительным нагнетанием воды в угольный пласт, так и без предварительного нагнетания.

Расчет параметров локальных способов предотвращения внезапных выбросов угля и газа

Низконапорное увлажнение угольных пластов

Низконапорное увлажнение применяется при проведении подготовительных выработок и осуществляется через передовую скважину, пробуренную по оси выработки или через барьерные скважины, пробуренные по бокам выработки из специальных ниш. Расположение скважин для низконапорного увлажнения пласта приведено на рисунке 3.1.

Рисунок 3.1 – Схема низконапорного увлажнения угольного пласта

К параметрам способа относятся:

· длина скважин L_c, м;

· диаметр скважин d, мм;

· глубина герметизации скважин L_г, м;

· величина неснижаемого опережения L_но, м;

· норма подачи воды на 1 т угля q, м³/т;

· давление нагнетания P, МПа;

· количество воды для закачивания в скважины Q, м³;

· продолжительность нагнетания t, ч.

Длина скважин L_c не ограничивается (обычно принимается 20-40м). Принимаем L_c =30м.

Диаметр скважин d составляет 45 или 60 мм.

Глубина герметизации скважин L_г должна составлять не менее 5м.

Неснижаемое опережение увлажненной зоной забоя выработки L_но должно составлять не менее 5 м.

Норму подачи воды q (м³/т) устанавливают из расчета достижения величины влажности угля не менее 6%. Для расчета можно принимать 20-30 л/т (0,02-0,03 м³/т).

Давление нагнетания воды Р принимается из соотношения

(3.1)

где g_п – объемный вес горных пород, g_п =2,5 т/м³;

Н – глубина горных работ, м.

Количество воды Q (м³), которое необходимо закачать в скважины, определяется по формуле

(3.2)

где а – ширина подготовительной выработки, м;

m – мощность пласта, м;

g – объемный вес угля, g =1,3 т/м³.

Продолжительность нагнетания воды t определяется по формуле

(3.3)

где q _н - производительность насосной установки:

· для УН-35 - 2,1 м³/ч;

· для НВУ-30М - 1,8 м³/ч.

Увлажнение считается законченным после подачи в скважины расчетного количества воды.