О целесообразности бурения дегазационных скважин из двух участковых выработок
По результатам шахтных исследований установлены особенности дегазации подрабатываемых источников скважинами, пробуренными из двух участковых выработок. Определены условия, при которых достигается одинаковая эффективность дегазации при бурении скважин из одной или двух выработок. За результатами шахт...
Saved in:
| Published in: | Розробка родовищ |
|---|---|
| Date: | 2014 |
| Main Authors: | , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
УкрНДМІ НАН України, Інститут геотехнічної механіки НАН України
2014
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/104532 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | О целесообразности бурения дегазационных скважин из двух участковых выработок / Ю.Ю. Крыжановский, Е.Н. Харин, Н.И. Антощенко, Р.Л. Гасюк // Розробка родовищ: Зб. наук. пр. — 2014. — Т. 8. — С. 67-77. — Бібліогр.: 1 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860008092019720192 |
|---|---|
| author | Крыжановский, Ю.Ю. Харин, Е.Н. Антощенко, Н.И. Гасюк, Р.Л. |
| author_facet | Крыжановский, Ю.Ю. Харин, Е.Н. Антощенко, Н.И. Гасюк, Р.Л. |
| citation_txt | О целесообразности бурения дегазационных скважин из двух участковых выработок / Ю.Ю. Крыжановский, Е.Н. Харин, Н.И. Антощенко, Р.Л. Гасюк // Розробка родовищ: Зб. наук. пр. — 2014. — Т. 8. — С. 67-77. — Бібліогр.: 1 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Розробка родовищ |
| description | По результатам шахтных исследований установлены особенности дегазации подрабатываемых источников скважинами, пробуренными из двух участковых выработок. Определены условия, при которых достигается одинаковая эффективность дегазации при бурении скважин из одной или двух выработок.
За результатами шахтних досліджень встановлено особливості дегазації підроблюваних джерел свердловинами, які пробурені з двох дільничних виробок. Визначено умови, при яких досягається однакова ефективність дегазації при бурінні свердловин з однієї або двох виробок.
According to the results of mine investigations were established features of degassing undermined sources by boreholes that drilled from two stoping workings. Conditions under which the same degassing efficiency achieved during drilling from one or two mine workings are determined.
|
| first_indexed | 2025-12-07T16:40:35Z |
| format | Article |
| fulltext |
67
УДК 622.411.332:622.261 © Ю.Ю. Крыжановский, Е.Н. Харин, Н.И. Антощенко, Р.Л. Гасюк
Ю.Ю. Крыжановский, Е.Н. Харин, Н.И. Антощенко, Р.Л. Гасюк
О ЦЕЛЕСООБРАЗНОСТИ БУРЕНИЯ ДЕГАЗАЦИОННЫХ
СКВАЖИН ИЗ ДВУХ УЧАСТКОВЫХ ВЫРАБОТОК
По результатам шахтных исследований установлены особенности дегазации подра-
батываемых источников скважинами, пробуренными из двух участковых выработок.
Определены условия, при которых достигается одинаковая эффективность дегазации
при бурении скважин из одной или двух выработок.
ПРО ДОЦІЛЬНІСТЬ БУРІННЯ ДЕГАЗАЦІЙНИХ СВЕРДЛОВИН З ДВОХ
ДІЛЬНИЧНИХ ВИРОБОК
За результатами шахтних досліджень встановлено особливості дегазації підроблюва-
них джерел свердловинами, які пробурені з двох дільничних виробок. Визначено умови,
при яких досягається однакова ефективність дегазації при бурінні свердловин з однієї
або двох виробок.
ABOUT FEASIBILITY OF DEGASIFICATION BOREHOLES DRILLING FROM TWO
STOPING WORKINGS
According to the results of mine investigations were established features of degassing under-
mined sources by boreholes that drilled from two stoping workings. Conditions under which
the same degassing efficiency achieved during drilling from one or two mine workings are
determined.
ВВЕДЕНИЕ
При отработке газоносных угольных
пластов для создания безопасных условий
часто возникает необходимость снижения
метановыделения в горные выработки пу-
тем усиления дегазации подрабатываемых
источников. Возникновение таких ситуа-
ций обусловлено тем, что в большинстве
случаев выделение основного количества
газа происходит из подрабатываемых
сближенных угольных пластов и вмещаю-
щих пород. Одним из вариантов повыше-
ния эффективности дегазации указанных
источников, по мнению многих инженер-
но-технических работников шахт и со-
трудников научных организаций, является
бурение скважин из нескольких участко-
вых выработок. Как правило, одновремен-
ное бурение скважин производят из выра-
боток соответственно с исходящей и све-
жей вентиляционными струями воздуха.
Кроме этого, эти выработки поддержива-
ются в разных условиях, что связано с по-
рядком отработки выемочных участков. По
указанным причинам следует ожидать не-
одинаковую эффективность эксплуатации
скважин, пробуренных из разных вырабо-
ток. Рекомендации по бурению скважин из
двух участковых выработок в настоящее
время отсутствуют [1], поэтому такое ре-
шение принимается без должного обосно-
вания возможной эффективности дегаза-
ции подрабатываемых источников. Рас-
сматриваемый вопрос является актуаль-
ным для предприятий угольной промыш-
68
ленности, так как от его успешного реше-
ния зависят не только безопасность горных
работ, но и технико-экономические пока-
затели добычи угля.
Цель работы – установить целесооб-
разность одновременного бурения скважин
для дегазации подрабатываемых источни-
ков из двух участковых выработок и опре-
делить условия, при которых может дости-
гаться ее необходимая эффективность пу-
тем бурения скважин только из одной вы-
работки.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
Методикой проведения экспериментов
предусматривалось сравнение среднемесяч-
ных показателей эксплуатации дегазацион-
ных скважин в одних горно-геологических
и горнотехнических условиях при бурении
их соответственно из одной ли двух выра-
боток. Дополнительно к анализу привлека-
лись данные о метановыделении в участко-
вые выработки.
Экспериментальная часть работы про-
ведена при отработке газоносных уголь-
ных пластов шахтами «Суходольская-
Восточная» ПАО «Краснодонуголь» и им.
газеты «Известия» ГП «Донбассантрацит».
В условиях шахты «Суходольская-
Восточная» при отработке пласта 3i′ на
глубине около 1000 м наблюдения прове-
дены на пяти выемочных участках. Выни-
маемая мощность разрабатываемого пласта
в разных блоках составляла соответствен-
но 1,20 и 2,20 м. Лавы длиной 170 – 270 м
отрабатывались длинными столбами по
простиранию. Они проветривались с при-
менением прямоточных схем. Другие све-
дения об условиях эксплуатации выемоч-
ных участков приведены в табл. 1.
При отработке 24-й восточной лавы на-
блюдали четыре характерных периода экс-
плуатации дегазационных скважин. В на-
чальный период до и после осадки основ-
ной кровли дегазация производилась сква-
жинами, пробуренными из 25-го вентиля-
ционного восточного штрека. Их охрана
осуществлялась целиком угля (рис. 1). Та-
кое расположение скважин позволило эф-
фективно дегазировать подрабатываемые
источники и обеспечить относительно не-
высокое среднее газовыделение ( вI ) в вы-
работки (13,5 м3/мин) даже после осадки
основной кровли. Среднее количество ме-
тана, каптируемое скважинами ( дI ), соста-
вляло 25,2 м3/мин, а максимальное ( m
дI ) –
35,6 м3/мин.
В следующий период отработки вы-
емочного участка (01.07 – 31.12.2010 г.) де-
газация осуществлялась скважинами пробу-
ренными из 24-го конвейерного штрека.
Среднесуточная добыча угля ( А ) остава-
лась примерно одинаковой по сравнению с
начальным периодом эксплуатации вы-
емочного участка и составляла 2202 т. Зна-
чения дI и m
дI несколько уменьшились и
были соответственно равны 21,2 и 28,5
м3/мин. Среднее газовыделение в выработ-
ки ( вI ) увеличилось с 13,5 до 19,2 м3/мин.
Снижение эффективности дегазации было
вызвано изменением условий эксплуата-
ции дегазационных скважин. В первом
случае они охранялись целиком угля, а во
втором – выкладкой костров.
В период с 01.01 по 31.05.2011 г. в рабо-
те находились скважины, пробуренные из
двух участковых выработок (рис. 1, табл. 1).
Поддержание 24-го конвейерного штрека
производилось со стороны выработанного
пространства кострами, а с другой стороны
выработка примыкала к массиву угля. Ох-
рана 24-го вентиляционного штрека осуще-
ствлялась с обеих сторон кострами. Средне-
суточная добыча угля сократилась до 1702
т, что отразилось на метанодобываемости
скважин ( =дI 18,3 и =m
дI 24,4 м3/мин). Га-
зовыделение в выработки осталось пример-
но на прежнем уровне ( =вI 19,0 м3/мин).
При снижении добычи угля и газовыделе-
ния в скважины наблюдался постоянный
уровень метановыделения в выработки. Это
указывает на то, что одновременное буре-
ние скважин из двух участковых выработок
не привело к усилению дегазации.
69
СВЕДЕНИЯ ОБ УСЛОВИЯХ ЭКСПЛУАТАЦИИ ВЫЕМОЧНЫХ УЧАСТКОВ ШАХТОЙ
«СУХОДОЛЬСКАЯ-ВОСТОЧНАЯ» ПРИ ОТРАБОТКЕ ПЛАСТА i3’
Таблица 1
Условия эксплуатации скважин Показатели эксплуатации выемочных участков
Газовыделение в
скважины, м3/мин Период
наблюдений
Выработка, из
которой про-
бурены сква-
жины
охрана
от
разру-
шения
располо-
жение
выработки
вид венти-
ляционной
струи
среднесу-
точная
добыча
угля Ᾱ, т
среднее газо-
выделение в
выработки
участка Ῑв,
м3/мин
макси-
мальное
т
дI
среднее
дI
24-я восточная лава
1.04.2010 –
30.06.2010
25-й восточ-
ный вентиля-
ционный
штрек
цели-
ками
угля
в массиве свежая 2271 13,5 35,6 25,2
1.07.2010 –
31.12.2010
24-й восточ-
ный конвей-
ерный штрек
кост-
рами
примыкает
к массиву
свежая 2202 19,2 28,5 21,2
24-й восточ-
ный конвей-
ерный штрек
кост-
рами
примыкает
к массиву
свежая
1.01.2011 –
31.05.2011 24-й восточ-
ный вентиля-
ционный
штрек
кост-
рами
примыкает
к вырабо-
танному
простран-
ству
исходящая
1702 19,0 24,4 18,3
1.06.2011 –
30.06.2012
24-й восточ-
ный вентиля-
ционный
штрек
кост-
рами
примыкает
к вырабо-
танному
простран-
ству
исходящая 1148 13,6 16,9 13,8
25-я западная лава
09.08.2012 –
31.12.2013
25-й запад-
ный вентиля-
ционный
штрек
кост-
рами
примыкает
к вырабо-
танному
простран-
ству
исходящая 1408 14,8 16,5 13,2
12-я бис восточная лава
1.01.2011 –
31.12.2013
12-й восточ-
ный конвей-
ерный штрек
кост-
рами
примыкает
к вырабо-
танному
простран-
ству
исходящая 862 12,4 4,8 3,7
34-я восточная лава
1.03.2012 –
31.12.2013
34-й восточ-
ный конвей-
ерный штрек
кост-
рами
примыкает
к вырабо-
танному
простран-
ству
свежая 580 7,6 5,2 4,1
37-я западная лава
1.01.2010 –
31.10.2010
37-й конвей-
ерный штрек
кост-
рами
примыкает
к вырабо-
танному
простран-
ству
свежая 842 7,5 7,1 5,7
1.11.2010 –
30.10.2011
37-й вентиля-
ционный
штрек
кост-
рами
примыкает
к вырабо-
танному
простран-
ству
исходящая 773 6,2 2,7 2,0
70
Рис. 1. Выкопировка с плана горных работ при отработке пласта i3’ 24-й восточной уклонной лавы шахты
«Суходольская-Восточная» ПАО «Краснодонуголь» и изменение динамики газовыделения (I) и добычи угля (A)
по мере удаления (L) очистного забоя от разрезной печи: 1, 2, 3, 4 – кривые метановыделения в выработки,
дегазационные скважины, пробуренные соответственно из горных выработок и с земной поверхности и
суммарного газовыделения; 5 – кривая изменения месячной добычи угля; – дегазационные скважины;
, – соответственно свежая и исходящая вентиляционные струи воздуха
При доработке выемочного участка 24-
й восточной лавы (01.06.2011 – 30.06.2012)
среднесуточная добыча угля уменьшилась
до 1148 т. В этот период дегазация осуще-
ствлялась скважинами, пробуренными из
одной выработки (24-го вентиляционного
штрека). Значительное уменьшение добы-
чи угля вызвало снижение газовыделения
как в выработки ( =вI 13,6 м3/мин), так и в
скважины ( =дI 13,8 и =m
дI 16,9 м3/мин).
Если исходить из соотношения средне-
го газовыделения в скважины ( дI ) и выра-
ботки ( вI ), то наиболее высокая эффек-
тивность достигалась при бурении сква-
жин из одной выработки (25-го вентиляци-
онного штрека) и охране их целиком угля.
Соотношение дI / вI для этого периода со-
ставляло 25,2/13,5 = 1,87. Для других пе-
риодов отработки выемочного участка, в
том числе и при бурении скважин из двух
выработок, эти показатели были значи-
тельно ниже и находились в диапазоне
0,96 – 1,10. Меньшее значение (0,96) полу-
чено при одновременном бурении скважин
из двух выработок. Это является подтвер-
ждением того, что осуществление дегаза-
ции из двух выработок не всегда имеет
решающее значение для достижения мак-
симальной эффективности. В рассматри-
ваемом случае факторами, повлиявшими в
большей степени на эффективность дега-
зации, были охрана скважин от разруше-
ния (целиком угля) и примыкание выра-
ботки к массиву угля хотя бы с одной сто-
71
роны. Влияние вида вентиляционной струи
воздуха при отработке этого выемочного
участка не было установлено.
Лучшим вариантом для обеспечения
высокой эффективности дегазации была
охрана скважин целиком угля, когда ими
каптировалось газа почти в два раза боль-
ше по сравнению с его выделением в гор-
ные выработки. Опыт отработки других
лав (табл. 1) показал, что наиболее непод-
ходящим вариантом является бурение
скважин из выработок, примыкающих с
одной стороны к выработанному про-
странству действующей лавы, а с другой –
к выработанному пространству ранее от-
работанных. При охране скважин выклад-
кой костров, в некоторых случаях (12-я бис
восточная и 37-я западная лавы), ими от-
водилось более чем в три раза газа меньше
по сравнению с его выделением в горные
выработки.
Рис. 2. Выкопировка с плана горных работ при отработке пласта l2
в 2-й западной лавой шахтой им. газеты
«Известия» ГП «Донбассантрацит» и изменение динамики газовыделения (I), добычи (A) и газоносности разра-
батываемого пласта (q) по мере удаления (L) очистного забоя от разрезной печи: 1, 2, 3, 4, 5 – кривые метано-
выделения соответственно в исходящую вентиляционную струю воздуха выемочного участка, скважины №201
и 202, скважины 2-го западного конвейерного уклона и 3-го западного вентиляционного уклона и суммарного
газовыделения в пределах выемочного участка; 6, 7 – соответственно кривые изменения средней газоносности
разрабатываемого пласта и среднесуточной добычи угля; 8 – изолинии газоносности разрабатываемого
пласта; – дегазационные скважины
К аналогичным выводам пришли после
анализа экспериментальных данных, полу-
ченных в условиях шахты им. газеты «Из-
вестия» при отработке антрацитового пла-
ста вl2 мощностью 0,9 м на глубине около
300 м. Выемочные участки отрабатывались
длинными столбами по восстанию, вслед-
ствие этого изменялась глубина ведения
очистных работ. В этой связи газоносность
разрабатываемого и сближенных подраба-
тываемых пластов уменьшалась по мере
72
удаления очистных забоев от разрезных
печей (см. рис. 2). Длина лав находилась в
диапазоне 180 – 240 м. Проветривание вы-
емочных участков в начальный период от-
работки пласта в крыле шахтного поля
(2-я, 3-я, 4-я и 5-я западные лавы) произво-
дилось по прямоточной схеме с подсвеже-
нием исходящей вентиляционной струи
воздуха. В последующем применялись воз-
вратноточные схемы проветривания (6-я,
7-я, 8-я и 9-я западные лавы). На период
первичной осадки основной кровли во всех
случаях бурились скважины над разрезны-
ми печами, которые охранялись целиками
угля. Из участковых выработок (уклонов)
скважины на всех выемочных участках бу-
рили в кровлю до сближенных пластов на-
встречу подвиганию очистных забоев. В
зависимости от ситуаций, связанных с ус-
ловиями поддержания этих выработок, в
одних случаях они сохранялись после про-
хода очистного забоя, в других – погаша-
лись. Участковые выработки поддержива-
лись при примыкании их к массиву угля.
Они повторно использовались при отра-
ботке следующего выемочного столба. Ес-
ли же выработка примыкала с двух сторон
соответственно к выработанному про-
странству эксплуатируемой и отработан-
ной лав, то возникали трудности ее под-
держания после прохода очистного забоя и
она погашалась.
При отработке первой в крыле шахтно-
го поля 2-й западной лавы оба уклона (2-й
и 3-й западные) находились в одинаковых
условиях. С одной стороны они примыка-
ли к массиву угля, с другой – к выработан-
ному пространству эксплуатируемой лавы.
Это дало возможность сохранять эти выра-
ботки на протяжении всего времени экс-
плуатации выемочного участка и бурить
скважины из двух выработок. Четыре
скважины, пробуренные из 3-го уклона,
охранялись целиком угля (рис. 2). Экс-
плуатацию выемочного участка 2-й запад-
ной лавы можно разделить на два периода.
Первый период (01.10.1978 – 19.03.1979)
связан с работой скважин, пробуренных
только из 2-го западного уклона, а второй
(20.03.1979 – 31.12.2010) с одновременной
эксплуатацией скважин, расположенных во
2-й и 3-м западных уклонах (см. табл. 2).
Для предотвращения загазирования вы-
работок в период первичной осадки основ-
ной кровли из 2-го западного уклона над
разрезной печью было пробурено две
скважины (№201 и 202, рис. 2). Они эф-
фективно каптировали газ (до 15,4 м3/мин)
при отходе очистного забоя от разрезной
печи на расстояние 200 м. Метановыделе-
ние в исходящую вентиляционную струю
воздуха в этот период составляло 7,0 – 8,5
м3/мин. После прекращения газовыделения
в скважины №201 и 202 своевременно не
были пробурены скважины навстречу очи-
стному забою. В результате этого газовы-
деление в исходящую вентиляционную
струю воздуха увеличилось до 31 м3/мин.
Усиление дегазации за счет увеличения
количества скважин, пробуренных из 2-го
западного уклона позволило увеличить
объем каптируемого метана до 42,9 м3/мин
и снизить газовыделение в выработки до
11,0 – 13,5 м3/мин. После этого производи-
лась совместная эксплуатация скважин из
двух выработок, что не привело к умень-
шению газовыделения в выработки. Это
подтверждается примерно одинаковым
средним количеством газа, отводимым
скважинами, соответственно из одной
(16,3 м3/мин) и двух (17,5 м3/мин) вырабо-
ток. Снижение среднего метановыделения
(до 7,9 м3/мин) в исходящую вентиляцион-
ную струю воздуха наблюдалось за счет
уменьшения в этот период газоносности
разрабатываемого и сближенных пластов
(рис. 2). Опыт отработки 2-й западной ла-
вы свидетельствует о возможности дости-
жения одинаковой эффективности дегаза-
ции при бурении скважин из одной или
двух выработок. Необходимым условием
этого является сохранение выработки по-
сле прохода очистного забоя и примыка-
ние ее к массиву угля. Аналогичного эф-
фекта можно достичь при охране скважин
от разрушения целиками угля.
73
СВЕДЕНИЯ ОБ УСЛОВИЯХ ЭКСПЛУАТАЦИИ ВЫЕМОЧНЫХ УЧАСТКОВ ШАХТОЙ им.
ГАЗЕТЫ «ИЗВЕСТИЯ» ПРИ ОТРАБОТКЕ ПЛАСТА i2
в
Таблица 2
Условия эксплуатации скважин Показатели эксплуатации выемочных участков
Газовыделение в
скважины, м3/мин Период
наблюдений
Выработка,
из которой
пробурены
скважины
охрана от
разрушения
расположе-
ние выработ-
ки
вид
венти-
ляци-
онной
струи
средне-
суточ-
ная
добыча
угля Ᾱ,
т
среднее
газовыде-
ление в
выработки
участка Ῑв,
м3/мин
макси-
мальное
т
дI
среднее
дI
2-я западная лава
целиками
угля
в массиве
угля
01.10.1978 –
19.03.1979
2-й запад-
ный кон-
вейерный
уклон
впереди забоя
массив, поза-
ди – костры
примыкает к
массиву
исхо-
дящая
907 13,9 42,9 16,3
2-й запад-
ный кон-
вейерный
уклон
впереди забоя
массив, поза-
ди – костры
примыкает к
массиву
исхо-
дящая
31,2 9,6
20.03.1979 –
31.12.2010 3-й запад-
ный венти-
ляционный
уклон
кострами
примыкает к
массиву
свежая
1206 7,9
17,7 7,9
3-я западная лава
3-й и 4-й
западные
уклоны над
разрезной
печью
массив угля в массиве
исхо-
дящая
24,3 7,0
3-й запад-
ный венти-
ляционный
уклон
целиками
угля
примыкает к
выработан-
ному про-
странству
исхо-
дящая
30,5 15,5
01.09.1979 –
30.04.1980
4-й запад-
ный кон-
вейерный
уклон
впереди забоя
массив, поза-
ди – костры
примыкает к
массиву
свежая
1119 8,0
15,5 4,4
4-я западная лава
дренажный
штрек
массив угля в массиве
исхо-
дящая
25,3 6,7
01.11.1980 –
31.07.1981
5-й запад-
ный кон-
вейерный
уклон
впереди забоя
массив, поза-
ди – костры
примыкает к
массиву
исхо-
дящая
999 8,4
35,1 13,7
5-я западная лава
дренажный
штрек
массив угля в массиве
исхо-
дящая
34,9 10,8
01.01.1982 –
31.07.1982
5-й запад-
ный кон-
вейерный
уклон
впереди забоя
массив, поза-
ди – костры
примыкает к
массиву
исхо-
дящая
1105 9,8
37,5 19,8
6-я западная лава
6-й запад-
ный венти-
ляционный
уклон
впереди забоя
массив, поза-
ди – костры
примыкает к
выработан-
ному про-
странству
исхо-
дящая
22,1 4,3
01.09.1982 –
31.05.1983 7-й запад-
ный кон-
вейерный
уклон
впереди забоя
массив, поза-
ди – костры
примыкает к
выработан-
ному про-
странству
свежая
1001 21,9
21,7 9,1
7-я западная лава
01.08.1983 –
30.04.1983
7-й запад-
ный кон-
вейерный
уклон
впереди забоя
массив, поза-
ди - костры
примыкает к
массиву
исхо-
дящая
1047 10,3 23,7 9,9
74
Продолжение таблицы 2
Условия эксплуатации скважин Показатели эксплуатации выемочных участков
Газовыделение в
скважины, м3/мин Период
наблюдений
Выработка,
из которой
пробурены
скважины
охрана от
разрушения
расположе-
ние выработ-
ки
вид
венти-
ляци-
онной
струи
средне-
суточ-
ная
добыча
угля Ᾱ,
т
среднее
газовыде-
ление в
выработки
участка Ῑв,
м3/мин
макси-
мальное
т
дI
среднее
дI
8-я западная лава
8-й запад-
ный венти-
ляционный
уклон
впереди забоя
массив, поза-
ди – костры
примыкает к
выработан-
ному про-
странству
исхо-
дящая
3,0 1,1
01.06.1984 –
31.01.1985 9-й запад-
ный кон-
вейерный
уклон
впереди забоя
массив, поза-
ди – костры
примыкает к
массиву
свежая
1028
13,4
20,2*
18,9 5,8
9-я западная лава
9-й запад-
ный венти-
ляционный
уклон
впереди забоя
массив, поза-
ди – костры
примыкает к
выработан-
ному про-
странству
исхо-
дящая
8,0 0,5
01.06.1984 –
31.01.1985 10-й за-
падный
конвейер-
ный уклон
впереди забоя
массив, поза-
ди – костры
примыкает к
массиву
свежая
607
8,9
20,2*
4,8 2,2
Примечание: * – суммарное газовыделение в выработки выемочных участков и за их пределами
из выработанного пространства ранее отработанных лав.
Решающее влияние этих факторов под-
твердилось при отработке 3-й западной ла-
вы (табл. 2). Среднее газовыделение в ис-
ходящую вентиляционную струю состав-
ляло 8,0 м3/мин при одновременной экс-
плуатации скважин, пробуренных из двух
выработок.
При удалении очистного забоя от сква-
жин 3-го западного уклона и выходе их из
зоны эффективной работы произошло
снижение количества каптируемого мета-
на. Параллельно с этим началось увеличе-
ние газовыделения в скважины, пробурен-
ные из 4-го западного уклона (рис. 3). За-
висимость газовыделения в скважины 4-го
уклона от эффективности дегазации сква-
жинами, пробуренными из 3-го уклона,
подтверждается высокой корреляционной
зависимостью ( =r –0,96) изменения газо-
выделения в эти скважины.
Опыт отработки 3-й западной лавы дли-
ной 210 м и бурении скважин из двух уча-
стковых выработок при разновременной их
эксплуатацией подтвердил возможность
обеспечения нормальной газовой обстанов-
ки в горных выработках при расположении
скважин только в одном из уклонов.
Рис. 3. Зависимость изменения газовыделения в
скважины 4-го западного уклона (I4) от дебита
метана в скважины 3-го западного уклона (I3) на
участке 3-й западной лавы пласта l2
в: – экспе-
риментальные данные; 1 – осредняющая прямая
Возможность достижения аналогичной
эффективности дегазации скважинами,
пробуренными из одной выработки под-
тверждается также опытом эксплуатации
4-й и 5-й западных лав (см. табл. 2). Сред-
75
нее газовыделение в горные выработки
этих участков составляло соответственно
8,4 и 9,8 м3/мин, а скважинами отводилось
более значительное количество метана
( =m
дI 35,1 – 37,5 м3/мин). Необходимым
условием достижения требуемой эффек-
тивности дегазации было поддержание
участковой выработки в удовлетворитель-
ном состоянии после прохода очистного
забоя и примыкание ее к массиву угля.
Бурение скважин из двух участковых
выработок и применение возвратноточной
схемы проветривания не обеспечивало
нормальной газовой обстановки в исходя-
щей вентиляционной струе воздуха 6-го
западного уклона. Эта выработка примы-
кала к выработанному пространству ранее
отработанной лавы и ее сложно было под-
держивать в нормальном состоянии после
прохода очистного забоя. Вследствие этого
скважины работали неэффективно
( =дI 4,3 м3/мин) даже при условии распо-
ложения исходящей вентиляционной струи
воздуха на 6-м западном уклоне.
Более эффективными ( =дI 9,1 м3/мин)
были скважины, пробуренные из 7-го кон-
вейерного уклона. По этой выработке пода-
валась свежая струя воздуха, и после про-
хода очистного забоя она оставалась в
удовлетворительном состоянии, так как
примыкала к массиву угля. Полученные ре-
зультаты указывают на то, что эффектив-
ность работы скважин в большей степени
зависит от их расположения по отношению
к границе массива угля и выработанного
пространства, чем от вида вентиляционной
струи воздуха, проходящей по выработке. В
рассматриваемом случае, исходя из влияю-
щих факторов (погашение выработки, при-
мыкание ее к выработанному пространству
ранее отработанной лавы, расположение
свежей вентиляционной струи воздуха, ох-
рана скважин кострами и т.д.), не были оп-
тимальными для дегазации подрабатывае-
мых пород и сближенных пластов скважи-
нами, пробуренными из 6-го и 7-го уклонов.
В большей степени на газовыделение в ис-
ходящую вентиляционную струю выемоч-
ного участка оказывали утечки воздуха, на-
правленные к 6-му западному уклону, через
выработанное пространство ранее отрабо-
танных лав. Подтверждением этому явля-
ется результаты продольной газовой съем-
ки и распределение концентрации метана в
6-м западном уклоне (рис. 4). На участке
этой выработки длиной около 650 м впере-
ди очистного забоя происходил рост мета-
новыделения с 5,0 до 35,0 м3/мин, обу-
словленный поступлением газа со стороны
выработанного пространства ранее отрабо-
танных лав.
а
б
Рис. 4. Изменение уровня (Iв) газовыделения (а) и
расположение концентрации метана (б) в 6-м
западном уклоне от расстояния (L) до очистного
забоя: – экспериментальные данные; 1 – осред-
няющая прямая
При отработке 7-й западной лавы была
исключена возможность поступления газа
под воздействием общешахтной депрессии
76
в исходящую вентиляционную воздуха вы-
емочного участка из выработанного про-
странства ранее отработанных лав. Это по-
зволило обеспечить нормальную газовую
обстановку при бурении скважин из одной
участковой выработки. Среднее газовыде-
ление в выработки выемочного участка со-
ставляло 10,3 м3/мин.
Отработка 8-й и 9-й западных лав про-
изводилась в одинаковых горно-геоло-
гических и горнотехнических условиях.
Они проветривались по возвратноточным
схемам с направлением утечек воздуха че-
рез выработанное пространство отрабо-
танных лав под воздействием общешахт-
ной депрессии от участковых выработок.
Это оказалось решающим фактором в
обеспечении нормальной газовой обста-
новки в выработках выемочных участков.
Бурение дегазационных скважин произво-
дилось из двух участковых выработок, но
их эффективность была достаточно низкой
( =дI 0,5 – 5,8 м3/мин). Лучшие показатели
( =дI 2,2 – 5,8 м3/мин) имели скважины,
пробуренные из выработок со свежей
струей воздуха, примыкавшие к массиву
угля и поддерживаемые после прохода
очистного забоя. Скважины, пробуренные
из выработок с исходящей вентиляционной
струей, практически не оказывали влияние
на газовую обстановку. Ими отводилось в
среднем 0,5÷1,1 м3/мин метана (табл. 2).
Опыт отработки рассматриваемых лав
подтвердил преимущественное влияние
фактора условий поддержания выработок
по сравнению с влиянием вида вентиляци-
онной струи воздуха.
ВЫВОДЫ
На основании проведенных исследова-
ний установлено, что во всех рассмотрен-
ных случаях не было необходимости бу-
рить дегазационные скважины из двух
участковых выработок. Это объясняется
наличием гидравлической связи между
скважинами, пробуренными из выработок
одного выемочного участка при длине ла-
вы не более 270 м. Исключение составляет
дополнительное бурение скважин над раз-
резной печью для снижения газовыделения
в выработки при первичной осадке основ-
ной кровли.
Для достижения допустимых норм со-
держания метана в вентиляционных струях
воздуха и бурении скважин из одной уча-
стковой выработки необходимо учитывать
некоторые основные особенности их экс-
плуатации и проветривания выемочных
участков. К ним относятся:
– охрана скважин от разрушения. Наи-
более высокие показатели дегазации дос-
тигаются при их охране целиками угля;
– если нет возможности оставлять це-
лики угля, то выработка должна хотя бы с
одной стороны примыкать к массиву угля.
При нахождении участковой выработки с
обеих сторон в выработанном пространст-
ве эффективность дегазации будет мини-
мальной;
– вид вентиляционной струи воздуха
(свежая, исходящая), проходящей по выра-
ботке, оказывает меньшее влияние на
эффективность дегазации подрабатывае-
мых источников скважинами по сравне-
нию с расположением выработок по отно-
шению к массиву угля и выработанному
пространству;
– выработка должна не погашаться по-
сле прохода очистного забоя;
– направление утечек воздуха через вы-
работанное пространство остановленных
лав должно быть направлено под воздейст-
вием депрессии от участковых выработок к
выработке с общешахтной исходящей вен-
тиляционной струей воздуха.
77
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. СОУ 101.00174088.001 – 2004. Дегазация уголь-
ных шахт. Требования к способам и схемы дегазации. –
К.: Минтопэнерго Украины, 2005. – 161 с.
ОБ АВТОРАХ
Крыжановский Юрий Юрьевич – аспирант кафедры
охраны труда Донбасского государственного техниче-
ского университета.
Харин Евгений Николаевич – аспирант кафедры
охраны труда Донбасского государственного техниче-
ского университета.
Антощенко Николай Иванович – д.т.н., профессор,
зав. кафедрой охраны труда, ректор Донбасского госу-
дарственного технического университета.
Гасюк Родион Леонидович – аспирант кафедры
охраны труда Донбасского государственного техниче-
ского университета.
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-104532 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 2415-3435 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T16:40:35Z |
| publishDate | 2014 |
| publisher | УкрНДМІ НАН України, Інститут геотехнічної механіки НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Крыжановский, Ю.Ю. Харин, Е.Н. Антощенко, Н.И. Гасюк, Р.Л. 2016-07-12T11:29:38Z 2016-07-12T11:29:38Z 2014 О целесообразности бурения дегазационных скважин из двух участковых выработок / Ю.Ю. Крыжановский, Е.Н. Харин, Н.И. Антощенко, Р.Л. Гасюк // Розробка родовищ: Зб. наук. пр. — 2014. — Т. 8. — С. 67-77. — Бібліогр.: 1 назв. — рос. 2415-3435 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/104532 622.411.332:622.261 По результатам шахтных исследований установлены особенности дегазации подрабатываемых источников скважинами, пробуренными из двух участковых выработок. Определены условия, при которых достигается одинаковая эффективность дегазации при бурении скважин из одной или двух выработок. За результатами шахтних досліджень встановлено особливості дегазації підроблюваних джерел свердловинами, які пробурені з двох дільничних виробок. Визначено умови, при яких досягається однакова ефективність дегазації при бурінні свердловин з однієї або двох виробок. According to the results of mine investigations were established features of degassing undermined sources by boreholes that drilled from two stoping workings. Conditions under which the same degassing efficiency achieved during drilling from one or two mine workings are determined. ru УкрНДМІ НАН України, Інститут геотехнічної механіки НАН України Розробка родовищ Розробка вугільних родовищ О целесообразности бурения дегазационных скважин из двух участковых выработок Про доцільність буріння дегазаційних свердловин з двох дільничних виробок About feasibility of degasification boreholes drilling from two stoping workings Article published earlier |
| spellingShingle | О целесообразности бурения дегазационных скважин из двух участковых выработок Крыжановский, Ю.Ю. Харин, Е.Н. Антощенко, Н.И. Гасюк, Р.Л. Розробка вугільних родовищ |
| title | О целесообразности бурения дегазационных скважин из двух участковых выработок |
| title_alt | Про доцільність буріння дегазаційних свердловин з двох дільничних виробок About feasibility of degasification boreholes drilling from two stoping workings |
| title_full | О целесообразности бурения дегазационных скважин из двух участковых выработок |
| title_fullStr | О целесообразности бурения дегазационных скважин из двух участковых выработок |
| title_full_unstemmed | О целесообразности бурения дегазационных скважин из двух участковых выработок |
| title_short | О целесообразности бурения дегазационных скважин из двух участковых выработок |
| title_sort | о целесообразности бурения дегазационных скважин из двух участковых выработок |
| topic | Розробка вугільних родовищ |
| topic_facet | Розробка вугільних родовищ |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/104532 |
| work_keys_str_mv | AT kryžanovskiiûû ocelesoobraznostibureniâdegazacionnyhskvažinizdvuhučastkovyhvyrabotok AT harinen ocelesoobraznostibureniâdegazacionnyhskvažinizdvuhučastkovyhvyrabotok AT antoŝenkoni ocelesoobraznostibureniâdegazacionnyhskvažinizdvuhučastkovyhvyrabotok AT gasûkrl ocelesoobraznostibureniâdegazacionnyhskvažinizdvuhučastkovyhvyrabotok AT kryžanovskiiûû prodocílʹnístʹburínnâdegazacíinihsverdlovinzdvohdílʹničnihvirobok AT harinen prodocílʹnístʹburínnâdegazacíinihsverdlovinzdvohdílʹničnihvirobok AT antoŝenkoni prodocílʹnístʹburínnâdegazacíinihsverdlovinzdvohdílʹničnihvirobok AT gasûkrl prodocílʹnístʹburínnâdegazacíinihsverdlovinzdvohdílʹničnihvirobok AT kryžanovskiiûû aboutfeasibilityofdegasificationboreholesdrillingfromtwostopingworkings AT harinen aboutfeasibilityofdegasificationboreholesdrillingfromtwostopingworkings AT antoŝenkoni aboutfeasibilityofdegasificationboreholesdrillingfromtwostopingworkings AT gasûkrl aboutfeasibilityofdegasificationboreholesdrillingfromtwostopingworkings |