Повышение эффективности дегазации почвы отрабатываемого пласта
Представлено схему дегазації газонасиченого масиву, яка передбачає проведення газозбірної виробки у підошві виїмкового стовпа, що відпрацьовується, застосування якої дозволяє відокремити у просторі та часі процеси видобутку вугілля і дегазації масиву та підвищити ефективність дегазації підошви пласт...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Геотехническая механика |
|---|---|
| Дата: | 2010 |
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України
2010
|
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/33476 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Повышение эффективности дегазации почвы отрабатываемого пласта / С.А. Курносов // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2010. — Вип. 88. — С. 106-112. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860165980889546752 |
|---|---|
| author | Курносов, С.А. |
| author_facet | Курносов, С.А. |
| citation_txt | Повышение эффективности дегазации почвы отрабатываемого пласта / С.А. Курносов // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2010. — Вип. 88. — С. 106-112. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Геотехническая механика |
| description | Представлено схему дегазації газонасиченого масиву, яка передбачає проведення газозбірної виробки у підошві виїмкового стовпа, що відпрацьовується, застосування якої дозволяє відокремити у просторі та часі процеси видобутку вугілля і дегазації масиву та підвищити ефективність дегазації підошви пласта, що відпрацьовується.
The scheme of degasification of the rock mass, which provides driving gas-collecting mine working in a soil of a fulfilled panel, application of which allows to divide in space and time the 
processes of mining and degassing of array and to raise efficiency of degasification of soil of a fulfilled layer.
|
| first_indexed | 2025-12-07T17:56:14Z |
| format | Article |
| fulltext |
106
4. Андреев М. М. Формирование петли гистерезиса давления / М. М. Андреев // Разраб. месторождений
полез. ископаемых: Респ. межвед. науч.-техн. сб. – 1989. – Вып. 84. – С. 14 – 23.
5. Андреев М. М. Технология управления термодинамикой угленосного массива / М. М. Андреев // Уголь
Украины, 2004. – № 6. – С. 16 – 22.
6. Горное давление – основной фактор развития динамических явлений угленосного массива / М. М. Андреев,
В. В. Камышан, М. М. Андреев, Р. И. Мануйленко // Труды ИПММ НАН Украины. – 2008. – Т.16. – С. 3 – 12.
7. Курс физической химии. // Под ред. Я. И. Герасимова. – М. :Мир – 1971. – 224 с.
8. Ходот В. В. Теория и практика борьбы с внезапными выбросами угля и газа / В. В. Ходот // Сб. «Борьба
с внезапными выбросами в угольных шахтах. – М. : ГОСГОРТЕХИЗДАТ. – 1962. – С. 3 – 39.
9. Бобров И. В. Работы МакНИИ в области борьбы с внезапными выбросами угля и газа за 1956 – 1960 гг. /
И. В. Бобров, Р. М. Кричевский // Там же. – С. 39 – 174.
10. Выполнить исследования и разработать проект руководства по дегазации угленосной толщи барьерны-
ми и экранирующими скважинами // Отчет о научно-исследовательской работе №0186000051846 (рук. Андреев
М. М., Гершун О. С.). – Донецк: Донуги. – 1988. – 84 с.
11. Андреев М. М. Водородный баланс макромолекулы угля при образовании метана и воды в горючей
массе / М. М. Андреев, В. В. Камышан, М. М. Андреев // Материалы международной конференции «Форум
горняков – 2007». – Д. : Национальный горный университет, 2007. – С. 107 – 110.
12. Андреев М. М. О причинах некоторых воспламенений метана в горных выработках шахт / М. М. Анд-
реев // Разраб. месторождений полез. ископаемых: Респ. межвед. науч.-техн. сб. – 1987. – Вып. 77. – С. 95 – 101.
13. Термодинамика угленосного массива в аспекте пассивной магнитно-резонансной локации недр /
М. М. Андреев, В. В. Камышан, М. М. Андреев [и др.] // Уголь Украины, 2006. – № 10. – С. 36 – 39.
14. Руководство по проектированию вентиляции угольных шахт. – К. : Основа. – 1994. – 312 с.
15. Способ каптирования метана скважинами на пути его движения из источников поступления к выработ-
кам / М. М. Андреев, О.С. Гершун, В.К. Колюпанов, Н.Н. Гатауллин // Совершенствование технологии произ-
водства на шахтах Донбасса. – Донецк: Донуги. – 1987. – С. 137 – 145.
16. Андреев И. М., Андреев М. М. и др. Способ многостадийного воздействия на призабойную зону угле-
носной толщи для борьбы с газовыделением, пылеобразованием, выбросами, обрушениями и температурой.
// Бюллетень изобретений СССР (а.с. № 1548467). – М. : ВНИИГПЭ – 1990. – №9. – С. 44 – 47.
17. Андреев М М. Критерии применения дегазации по способу и параметрам / М. М. Андреев // Уголь Ук-
раины, 2000. – № 8. – С. 46 – 49.
УДК 622.831.325
Канд. техн. наук С. А. Курносов,
(ИГТМ НАН Украины)
ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ДЕГАЗАЦИИ ПОЧВЫ
ОТРАБАТЫВАЕМОГО ПЛАСТА
Представлено схему дегазації газонасиченого масиву, яка передбачає проведення
газозбірної виробки у підошві виїмкового стовпа, що відпрацьовується, застосування якої
дозволяє відокремити у просторі та часі процеси видобутку вугілля і дегазації масиву та
підвищити ефективність дегазації підошви пласта, що відпрацьовується.
INCREASE OF EFFICIENCY OF DEGASIFICATION OF SOIL OF A
FULFILLED LAYER
The scheme of degasification of the rock mass, which provides driving gas-collecting mine
working in a soil of a fulfilled panel, application of which allows to divide in space and time the
processes of mining and degassing of array and to raise efficiency of degasification of soil of a ful-
filled layer.
В настоящее время шахты Украины отрабатывают угольные пласты, распо-
ложенные на глубинах, превышающих 1000 м. В данных условиях создаются
дополнительные трудности, связанные с повышенным горным давлением, ко-
107
торые усугубляются высокой газообильностью угольных пластов и вмещаю-
щих пород. Кроме того, на передовых угольных шахтах внедряется новое про-
грессивное оборудование, позволяющее повысить суточную нагрузку на очист-
ной забой до 5 тыс. т. Такие высокие темпы подвигания лавы создают условия
для возникновения опасных газодинамических явлений. Существующие обору-
дование и схемы проветривания не в состоянии обезопасить по газовому фак-
тору проведение горных работ. В таких условиях требуется осуществление эф-
фективных дегазационных мероприятий как до, так и в процессе отработки
угольного пласта.
В разрабатываемом углепородном массиве существуют зоны, из которых
наиболее эффективно извлекать метан. Это, прежде всего, области перегиба и
зависания разгруженных вмещающих пород, в которых скапливается газ (пере-
текает из спутников и газоносных пород), влияющий на газообильность добыч-
ного участка. На газообильность участка, в основном, влияют газовые коллек-
торы, расположенные в кровле разрабатываемого пласта на расстоянии от него
не более 30 m (m - мощность разрабатываемого пласта). Перспективными, с
точки зрения забора метана, являются зоны временной разгрузки, которые
формируются в выработанном пространстве и перемещаются вслед за забоем
лавы. Время существования этих зон зависит от шага посадки основной кровли.
Зоны повышенной раскрытой трещиноватости увеличиваются по мере зависа-
ния основной кровли и уменьшаются в результате ее посадки и активизации
сдвижений подработанного массива.
В зоне разгрузки располагается зона защиты, в которой уровень горного и
газового давления ниже критических значений, за счет чего исключаются усло-
вия формирования газодинамических явлений. Исследованиями [1, 2] установ-
лено, что в зонах защиты (в кровле и почве) создаются наиболее благоприятные
условия для дегазации угольных пластов, пропластков и газосодержащих слоев
пород, особенно в зонах активного перераспределения горного давления позади
движущегося очистного забоя на расстоянии до 150 - 200 м.
Высота зоны беспорядочного обрушения пород кровли отрабатываемого
пласта мощностью m составляет (4-6) m [1]. В толще пород на высоту, равную
(10-20) m, формируется зона трещинообразования. Вышерасположенные слои
пород прогибаются, обычно, без разрыва сплошности. Следовательно, в резуль-
тате отработки угольного пласта, повышается проницаемость подработанного
массива и создаются благоприятные условия для дегазации пород и угля с по-
мощью дегазационных скважин.
Для дегазации таких источников газовыделения разработаны эффективные
схемы с размещением полевой газосборной выработки (ГСВ) в кровле или поч-
ве ранее отработанного угольного пласта, а также в кровле отрабатываемого
пласта [3-5].
Также очень сложная газовая обстановка в выработанном пространстве ла-
вы возникает в тех случаях, когда газосодержащий источник располагается в
почве отрабатываемого пласта на расстоянии, не превышающем 6-ти вынимае-
мых мощностей. В такой ситуации после отработки пласта большой объем газа
108
из почвы практически сразу поступает в выработанное пространство лавы и
вентиляционная система оказывается не в состоянии вовремя разбавить метан
до безопасной концентрации. Для дегазации данных источников газовыделения
известные схемы [3-5] малоэффективны, так как требуют проведения ниспа-
дающих скважин, бурение которых весьма затруднительно, а производитель-
ность очень низкая из-за обводнения их газоприемных частей.
В этом случае полевую газосборную выработку следует располагать в почве
отрабатываемого пласта (рис. 1). Основным недостатком такой схемы располо-
жения ГСВ является то, что в результате отработки пласта, она попадает в зону
временного и стационарного опорного давления. Согласно [6] высота h безо-
пасной надработки полевой выработки и ее расстояние l от вентиляционного
штрека по линии залегания пласта имеют достаточно высокие значения и их
использование в таком виде, в большинстве случаев, может приводить к неоп-
равданно большому объему проведения вспомогательных выработок. В таких
ситуациях ГСВ приходится закладывать в пределах зон повышенного горного
давления с применением средств дополнительного усиления крепи, а расстоя-
ния h и l определяются согласно номограмме, приведенной на рис. 2.
ГСВ соединяется с вентиляционным штреком лавы сбойками для вентиля-
ции и дегазации выработанного пространства, а также для обособленного про-
ветривания.
На первом этапе дегазационных работ осуществляется предварительная де-
газация почвы отрабатываемого столба на глубину до 15-ти вынимаемых мощ-
ностей пласта и самого угольного пласта до начала его отработки с использова-
нием методов искусственного стимулирования газоотдачи, а также разгружен-
ной от горного давления кровли в зоне сопряжения ранее отработанного и под-
готовленного к отработке выемочных столбов на высоту до 30-ти вынимаемых
мощностей пласта. При этом дегазационные скважины бурят без разворота от-
носительно линии падения пласта.
Угол наклона к горизонту 1 и длина 1cl скважин для предварительной де-
газации сопряжения ранее отработанного и подготовленного к отработке вы-
емочных столбов определяются по формулам:
ctgMl
hM
arctg 1
1 , (1)
)sin(
1
1
1
hM
l
c . (2)
109
1 – разрабатываемый пласт; 2 – подрабатываемый пласт; 3 – вентиляционный штрек; 4 –
ГСВ; 5 – дегазационная скважина; 6 – выработанное пространство; 7 – газопровод; 8 – га-
зоотводной трубопровод; 9 – изолирующая перемычка; 10 – переносная перемычка; 11 –
сбойка; 12 – шлюз; – угол падения пласта; М – наименьшее расстояние от кровли раз-
рабатываемого пласта до газоносного источника, на который бурят скважину; – угол
разгрузки пород от горного давления; cr – расстояние между скважинами; b – расстояние
от очистного забоя до дегазационных скважин; 1 , 2 – углы разворота скважин от ли-
нии падения пласта; 1h – расстояние по нормали от места начала бурения скважины до
кровли разрабатываемого пласта; l – расстояние от ГСВ до вентиляционного штрека по
линии залегания пласта; 1 , 2 , 3 – углы наклона скважин при предварительной дега-
зации; 4 , 5 , 6 – углы наклона скважин при текущей дегазации; 1cl , 2cl , 3cl – длина
дегазационных скважин при предварительной дегазации; 4cl 5cl 6cl – длина дегазацион-
ных скважин при текущей дегазации
Рис. 1 – Схема дегазации с проведением ГСВ в почве отрабатываемого пласта
на всю длину выемочного столба
110
1 – при креплении ГСВ жесткой крепью;
2 – при креплении ГСВ крепью с податливостью до 300 мм;
3 – при креплении ГСВ крепью с податливостью до 500 мм
Рис. 2 – Номограмма расчета параметров заложения ГСВ
Углы наклона 2 , 3 и длина 2cl , 3cl скважин для предварительной дегаза-
ции отрабатываемого пласта и почвы выемочного столба определяются по
формулам:
2
1
2
cоч rll
h
arctg , (3)
0
3 90 , (4)
)sin(
2
1
2
h
l
c , (5)
Граничная линия
заложения ГСВ
111
13 hlc . (6)
На втором этапе дегазационных работ при текущей дегазации подработан-
ного массива во избежание среза дегазационных скважин, извлечение метана из
газоносных источников, залегающих в кровле отрабатываемого пласта, осуще-
ствляют восходящими скважинами, пробуренными позади забоя лавы, с отста-
ванием не менее шага посадки основной кровли.
При этом дегазация выработанного пространства в зоне разгрузки на сопря-
жении ранее отработанного и отрабатываемого выемочных столбов осуществ-
ляется скважинами, пробуренными с разворотом от линии восстания пласта (в
сторону вентиляционного штрека) под углом 2 , принимаемым в пределах
60-70. Угол наклона к горизонту 4 и длина 4cl данных скважин определяют-
ся согласно выражений:
ctgMl
hM
arctg 1
4 , (7)
42
4
coscos
ctgMl
lc . (8)
В сторону конвейерного штрека разрабатываемого столба дегазационные
скважины бурят без разворота от линии падения пласта (параллельно очистно-
му забою) с параметрами 5 и 5cl , определяемыми из выражений:
ctgМll
hМ
arctg
оч
1
5 , (9)
51
1
5
sinsin
hM
lc . (10)
Кроме того, позади забоя лавы скважины бурят в зоны разгрузки над сред-
ней частью очистного забоя параллельно оси газосборной выработки. Парамет-
ры данных скважин 6 и 6cl определяют из выражений:
ctgМb
hМ
arctg 1
6 , (11)
6
1
6
sin
hM
lc
. (12)
Представленная схема дегазации газонасыщенного углепородного массива
обладает рядом существенных достоинств:
112
– разделение в пространстве и во времени процессов добычи угля и дегаза-
ции массива;
– опережающая дегазация почвы отрабатываемого пласта и самого угольного
пласта с использованием методов искусственного стимулирования газоотдачи;
– опережающая дегазация разгруженной зоны на сопряжении ранее отрабо-
танного и подготовленного к отработке выемочных столбов;
– высокая устойчивость и долговечность скважин для текущей дегазации,
пробуренных вслед за прохождением забоя лавы.
Применение данной схемы дегазации углепородного массива при отработке
угольных пластов, имеющих в почве газосодержащие источники, позволит по-
высить безопасность ведения горных работ и увеличить нагрузку на очистной
забой.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Петухов И. М. Теория защитных пластов/ И. М Петухов, А. М. Линьков. – М. : Недра, 1976. – 224 с.
2. Анциферов А. В. Эффективность использования защитных пластов для предотвращения газодинамиче-
ских явлений / А. В. Анциферов, Д. И. Ходырев, В. А. Канин, А. В. Кузнецов // Уголь Украины. – 2002. – № 11.
– С. 10 – 12.
3. Булат А. Ф. Концепция комплексной дегазации углепородного массива на шахте им. А. Ф. Засядько //
Геотехническая механика: Межвед. сб. научн. тр. / ИГТМ НАН Украины. – Днепропетровск, 2003. – Вып. № 42.
– С. 3 – 9.
4. Курносов С. А. Дегазация газонасыщенного углепородного массива при столбовой системе разработки
пологих угольных пластов // Геотехническая механика: Межвед. сб. научн. тр. / ИГТМ НАН Украины. – Днеп-
ропетровск, 2008. – Вып. № 74. – С. 215 – 222.
5. Курносов С. А. Дегазация массива с повторным использованием газосборной выработки / С. А. Курно-
сов, И. Н. Слащев, В. Н. Сапегин, П. Е. Филимонов // Геотехническая механика: Межвед. сб. научн. тр. / ИГТМ
НАН Украины. – Днепропетровск, 2009. – Вып. № 83. – С. 15 – 158.
6. Указания по рациональному расположению, охране и поддержанию горных выработок на угольных
шахтах СССР. – Л. : ВНИМИ, 1986. – 126 с.
УДК 622.831:622.261
Канд. техн. наук И. Н. Слащев,
(ИГТМ НАН Украины)
МЕТОД УЧЕТА ИЗБЫТОЧНЫХ ГАЗОВЫХ ДАВЛЕНИЙ ПРИ
РЕШЕНИИ ГЕОМЕХАНИЧЕСКИХ ЗАДАЧ СОВРЕМЕННЫМИ
КОМПЬЮТЕРНЫМИ ТЕХНОЛОГИЯМИ
У статті запропонований метод урахування газових тисків у газонасиченому породному
масиві і нова технологія комп’ютерного чисельного аналізу для його реалізації.
METHOD OF ACCOUNT THE EXCESS GAS PRESSURE WHEN
SOLVING GEOMECHANICAL PROBLEMS USING MODERN COMPUTER
TECHNOLOGIES
The authors propose method of account the gas pressures in massif gas-saturated rock and new
technology of the computer numerical analysis for its implementation.
С переходом горных работ на глубины ниже зоны газового выветривания
влияние фактора избыточных газовых давлений на напряженно-
деформированное состояние породного массива существенно возрастает. Это
связано, во-первых, с частичным ограничением или невозможностью выхода
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-33476 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T17:56:14Z |
| publishDate | 2010 |
| publisher | Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Курносов, С.А. 2012-05-28T14:28:56Z 2012-05-28T14:28:56Z 2010 Повышение эффективности дегазации почвы отрабатываемого пласта / С.А. Курносов // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2010. — Вип. 88. — С. 106-112. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/33476 622.831.325 Представлено схему дегазації газонасиченого масиву, яка передбачає проведення газозбірної виробки у підошві виїмкового стовпа, що відпрацьовується, застосування якої дозволяє відокремити у просторі та часі процеси видобутку вугілля і дегазації масиву та підвищити ефективність дегазації підошви пласта, що відпрацьовується. The scheme of degasification of the rock mass, which provides driving gas-collecting mine working in a soil of a fulfilled panel, application of which allows to divide in space and time the 
 processes of mining and degassing of array and to raise efficiency of degasification of soil of a fulfilled layer. ru Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України Геотехническая механика Повышение эффективности дегазации почвы отрабатываемого пласта Increase of efficiency of degasification of soil of a fulfilled layer Article published earlier |
| spellingShingle | Повышение эффективности дегазации почвы отрабатываемого пласта Курносов, С.А. |
| title | Повышение эффективности дегазации почвы отрабатываемого пласта |
| title_alt | Increase of efficiency of degasification of soil of a fulfilled layer |
| title_full | Повышение эффективности дегазации почвы отрабатываемого пласта |
| title_fullStr | Повышение эффективности дегазации почвы отрабатываемого пласта |
| title_full_unstemmed | Повышение эффективности дегазации почвы отрабатываемого пласта |
| title_short | Повышение эффективности дегазации почвы отрабатываемого пласта |
| title_sort | повышение эффективности дегазации почвы отрабатываемого пласта |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/33476 |
| work_keys_str_mv | AT kurnosovsa povyšenieéffektivnostidegazaciipočvyotrabatyvaemogoplasta AT kurnosovsa increaseofefficiencyofdegasificationofsoilofafulfilledlayer |