Результаты гидродинамической обработки крутого угольного пласта в нижней части лавы
Наведено результати обробки крутого вугільного пласта в нижній частині щитової лави гідродинамічним способом. Визначено радіус зони дезінтегрованого вугілля та коефіцієнт її дегазації за середньодобовою концентрацією метану у струмені повітря, що витікає з ділянки....
Gespeichert in:
| Datum: | 2012 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України
2012
|
| Schriftenreihe: | Геотехническая механика |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/54152 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Результаты гидродинамической обработки крутого угольного пласта в нижней части лавы / В.И. Гаврилов, В.В. Власенко // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2012. — Вип. 103. — С. 82-87. — Бібліогр.: 2 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-54152 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-541522025-02-10T01:33:48Z Результаты гидродинамической обработки крутого угольного пласта в нижней части лавы Results of hydrodynamic treatment of steep coal bed in botom of longwall Гаврилов, В.И. Власенко, В.В. Наведено результати обробки крутого вугільного пласта в нижній частині щитової лави гідродинамічним способом. Визначено радіус зони дезінтегрованого вугілля та коефіцієнт її дегазації за середньодобовою концентрацією метану у струмені повітря, що витікає з ділянки. The results of treatment of steep coal bed in bottom of shield longwall by a hydrodynamic method. Defined radius of the disintegrated coal and its degassing coefficient on average daily methane concentration in the stream of air coming from area. 2012 Article Результаты гидродинамической обработки крутого угольного пласта в нижней части лавы / В.И. Гаврилов, В.В. Власенко // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2012. — Вип. 103. — С. 82-87. — Бібліогр.: 2 назв. — рос. 1607-4556 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/54152 622.411.33:622.279 ru Геотехническая механика application/pdf Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| description |
Наведено результати обробки крутого вугільного пласта в нижній частині щитової лави гідродинамічним способом. Визначено радіус зони дезінтегрованого вугілля та коефіцієнт її дегазації за середньодобовою концентрацією метану у струмені повітря, що витікає з
ділянки. |
| format |
Article |
| author |
Гаврилов, В.И. Власенко, В.В. |
| spellingShingle |
Гаврилов, В.И. Власенко, В.В. Результаты гидродинамической обработки крутого угольного пласта в нижней части лавы Геотехническая механика |
| author_facet |
Гаврилов, В.И. Власенко, В.В. |
| author_sort |
Гаврилов, В.И. |
| title |
Результаты гидродинамической обработки крутого угольного пласта в нижней части лавы |
| title_short |
Результаты гидродинамической обработки крутого угольного пласта в нижней части лавы |
| title_full |
Результаты гидродинамической обработки крутого угольного пласта в нижней части лавы |
| title_fullStr |
Результаты гидродинамической обработки крутого угольного пласта в нижней части лавы |
| title_full_unstemmed |
Результаты гидродинамической обработки крутого угольного пласта в нижней части лавы |
| title_sort |
результаты гидродинамической обработки крутого угольного пласта в нижней части лавы |
| publisher |
Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України |
| publishDate |
2012 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/54152 |
| citation_txt |
Результаты гидродинамической обработки крутого угольного пласта в нижней части лавы / В.И. Гаврилов, В.В. Власенко // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2012. — Вип. 103. — С. 82-87. — Бібліогр.: 2 назв. — рос. |
| series |
Геотехническая механика |
| work_keys_str_mv |
AT gavrilovvi rezulʹtatygidrodinamičeskoiobrabotkikrutogougolʹnogoplastavnižneičastilavy AT vlasenkovv rezulʹtatygidrodinamičeskoiobrabotkikrutogougolʹnogoplastavnižneičastilavy AT gavrilovvi resultsofhydrodynamictreatmentofsteepcoalbedinbotomoflongwall AT vlasenkovv resultsofhydrodynamictreatmentofsteepcoalbedinbotomoflongwall |
| first_indexed |
2025-12-02T12:41:42Z |
| last_indexed |
2025-12-02T12:41:42Z |
| _version_ |
1850400364790022144 |
| fulltext |
Выпуск № 103 82
8. Теоретическое обоснование формирования технологических комплексов по добыче руд и вскрытия
глубоких горизонтов с учетом использования пространств отработанных карьеров: отчет о НИР (заключит.) /
ИГТМ НАН Украины ; рук. М.С. Четверик; исполн. О.А. Медведева [и др.]. – Днепропетровск, 2007. – 129 с.
- № ГР 0105Г002475. Инв. № 4765.
9. Четверик, М.С. Производственная мощность и технологические комплексы при доработке карьеров,
использование их выработанных пространств / М.С.Четверик, О.А.Медведева, Е.А. Ворон // Горный инфор-
мационно-аналитический бюллетень. – Москва, 2006. - № 11. - С. 209-229.
10. Зарубин, Г.П. Гигиена города / Г.П. Зарубин, Ю.В. Новиков. – М.: Медицина, 1986. – 272с.
УДК622.411.33:622.279
В.И. Гаврилов, ст.науч.сотр.,
В.В. Власенко, асп.
(ИГТМ им. Н.С. Полякова НАН Украины)
РЕЗУЛЬТАТЫ ГИДРОДИНАМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ КРУТОГО
УГОЛЬНОГО ПЛАСТА В НИЖНЕЙ ЧАСТИ ЛАВЫ
Наведено результати обробки крутого вугільного пласта в нижній частині щитової ла-
ви гідродинамічним способом. Визначено радіус зони дезінтегрованого вугілля та коефіці-
єнт її дегазації за середньодобовою концентрацією метану у струмені повітря, що витікає з
ділянки.
RESULTS OF HYDRODYNAMIC TREATMENT OF STEEP
COAL BED IN BOTOM OF LONGWALL
The results of treatment of steep coal bed in bottom of shield longwall by a hydrodynamic
method. Defined radius of the disintegrated coal and its degassing coefficient on average daily
methane concentration in the stream of air coming from area.
Результаты изучения геомеханических процессов, протекающих в массиве
при ведении очистных и подготовительных работ, показывают возможность
значительного повышения степени дегазации угольных пластов при приме-
нении способов интенсификации газовыделения, в результате которых про-
исходит увеличение зон дренирования газа вокруг скважин при одновремен-
ном уменьшении времени на дегазацию [1].
Применение разработанного в ИГТМ НАНУ гидродинамического способа
воздействия на выбросоопасные угольные пласты для предупреждения газо-
динамических явлений позволяет получать коэффициент дегазации обрабо-
танной зоны 0,4÷0,6 [2].
Однако, имеется еще целый ряд нерешенных задач, в том числе по совер-
шенствованию параметров гидродинамического воздействия на нижнюю
часть выбросоопасного угольного пласта для снижения выбросоопасности
при очистной выемке в различных горно-геологических и горнотехнических
условиях.
Целью данной работы является совершенствование параметров гидроди-
намического воздействия на нижнюю часть выбросоопасного угольного пла-
ста m3 - «Толстый» для снижения ее выбросоопасности при вскрытии отка-
точным промежуточным квершлагом.
"Геотехническая механика" 83
Основные задачи работы:
- разработать схему проведения работ по дегазации угольного пласта в
нижней части полосы №13;
- подготовить оборудование для проведения гидродинамического воздей-
ствия;
- выполнить работы по гидродинамическому воздействию на угольный
пласт;
- выполнить анализ результатов гидродинамического воздействия.
Горно–экспериментальные работы по совершенствованию параметров
гидродинамического способа воздействия на нижнюю часть полосы щитовой
лавы для ее дегазации и снижения газодинамической активности проводились
в условиях отработки угольного пласта m3 – «Толстый» шахты
им. Ф.Э. Дзержинского ГП «Дзержинскуголь».
Мощность пласта: геологическая – 1,70-1,85 м, полезная – 1,45-1,75 м, вы-
нимаемая – 1,85-2,30 м. Угол падения пласта и пород 60-62º.
Угольный пласт на всем протяжении выемочного поля выдержан по мощ-
ности и строению. Строение пласта сложное. Пласт состоит из одной пачки
угля мощностью 1,45-1,75 м, уголь полублестящий слоистый, с включением
линз сернистого колчедана, трещиноватый (азимут падения кливажных тре-
щин 205-285º, угол падения 75º). Уголь пласта хрупкий, излом неровный.
Контакт по почве четкий. Уголь легко отслаивается. Тип нарушенности угля
I-ІІ.
Выше залегает сланец глинистый, плотный, мощность 0,02-0,07 м. Выше –
сланец углистый, чешуйчатый, слабый.
Гипсометрия пласта спокойная, уголь коксующийся, марки Ж. Природная
газоносность 15-18 м
3
/т с.б.м, выход летучих веществ 29,0–32,5 %, зольность
угля 2,2-16,6 %, содержание серы 1,0-1,2 %, влажность 2,2-2,5 %, объемный
вес 1,3-1,4 т/м
3
. Крепость угля по шкале проф. Протодьяконова 1,0-1,2.
Пласт опасен по внезапным выбросам угля и газа, опасен по обрушению
угля, опасен по взрывчатости угольной пыли, к самовозгоранию склонен, по
горным ударам не опасен. Выработки, проходимые по пласту m3 не опасные
по прорыву метана из почвы.
Пласт отрабатывается одиночным. Зоны повышенного горного давления
(ПГД) от смежных пластов отсутствуют. Вышележащий горизонт отработан
АНЩ до верхняков промквершлага.
Для дегазации пласта m3
- «Толстый» гор.1146 м с промквершлага №14
ПК2+8 м была пробурена на пласт технологическая скважина под углом 65
0
к
углу падения пласта согласно рис. 1. Общая длина скважины составила 6,7 м.
Бурение скважины осуществлялось станком НКР-100М в два этапа:
- бурение скважины диаметром 76 мм с перебуриванием пласта;
- разбуривание скважины с диаметра 76 мм до диаметра 150 мм на глуби-
ну герметизации.
Породная часть скважины длиной 4,5 м была обсажена металлическими
трубами диаметром 114 мм. Общая длина труб става обсадки - 6,3 м. Выход
Выпуск № 103 84
кондуктора из скважин составил 0,6 м, на нем устанавливалось устройство
гидродинамического воздействия (УГВ). Герметизация произведена
цементно-песчаным раствором (в соотношении Ц:В:П=1:1:2) на глубину
5,4 м.
Рис. 1 - Расположение скважины в нижней части полосы для гидродинамического
воздействия
У пульта управления и на исходящей струе воздуха из выработки для кон-
троля содержания метана устанавливались датчики автоматического газового
контроля.
Комплект оборудования для гидродинамического воздействия на уголь-
ный пласт, состоящий из устройства гидродинамического воздействия и
смонтированных на шахтной платформе насосов с приводом от пневмодвига-
телей, испытывался в гидроцехе ЭМО шахты имени Ф.Э. Дзержинского. По-
сле испытаний оборудование доставлялось к месту проведения работ и про-
изводился его монтаж и наладка.
Работы по гидродинамическому воздействию на угольный пласт через
скважину осуществлялись в следующей последовательности: закрывалась за-
движка УВГ и насосом НВУ создавалось давление в технологической сква-
жине 3-7 МПа, затем производился сброс давления за время 0,1-1 с и осуще-
ствлялся выпуск воды с углем и газом. Во время гидродинамического воздей-
ствия велись замеры расхода воды и состояния газовой обстановки в выра-
ботке.
Насосная установка включалась с пульта дистанционного управления.
Давление воды в системе управления задвижкой и в системе нагнетания в
скважину контролировалось манометрами, установленными на пульте управ-
ления. Расход воды контролировался расходомером.
Эффективность гидродинамического воздействия определялось по коэф-
фициенту дегазации в соответствии с «Методикой проведения горно-
экспериментальных работ по совершенствованию параметров гидродинами-
ческого способа воздействия на угольные пласты, склонные к газодинамиче-
"Геотехническая механика" 85
ским явлениям, перед их вскрытием, через подземные скважины в условиях
шах Центрального района Донбасса».
Воздействие производилось 10.11.2011 г. Первый цикл воздействия был
произведен в 9 ч 23 мин, последний в 13 ч 04 мин. Всего было проведено 19
циклов.
За время воздействия из скважины было выбрано 12,0 т угля. Объѐм ис-
пользуемой воды для гидродинамического воздействия составил 7,0 м
3
.
Наблюдение за концентрацией метана в исходящей струе воздуха при от-
работке панели №13 проводились с 1 ноября по 31 декабря 2011 г.
Показатели среднесуточной концентрации метана в исходящей струе воз-
духа из участка №41-1146 м представлены в таблице 1.
Таблица 1 - Показатели среднесуточной концентрации метана в
исходящей струе воздуха из щитовой лавы №41-1146 м
Числа
месяца
Месяц
ноябрь декабрь
1 0,59 0,77
2 0,57 0,70
3 0,56 0,73
4 0,48 0,76
5 0,54 0,77
6 0,49 0,90
7 0,53 0,83
8 0,59 0,82
9 0,74 0,77
10 0,71 0,68
11 0,70 0,83
12 0,65 0,52
13 0,67 0,70
14 0,68 0,69
15 0,72 0,74
16 0,69 0,81
17 0,61 0,92
18 0,60 0,89
19 0,62 0,93
20 0,66 0,95
21 0,64 0,88
22 0,71 0,72
23 0,69 0,59
24 0,65 0,50
25 0,74 0,45
26 0,69 0,46
27 0,74 0,44
28 0,77 0,42
29 0,71 0,38
30 0,67 0,42
31 - 0,39
Выпуск № 103 86
Анализ таблицы показывает, что среднесуточная концентрация метана
увеличивается с 9 ноября, т.е. с момента бурения скважины, а, следовательно,
газовыделение метана в период с 1 по 8 ноября можно считать фоновым.
Средняя концентрация за 8 суток составляла 0,54 %. Повышенное среднесу-
точное газовыделение продолжалось до вскрытия угольного пласта промежу-
точным квершлагом №14 - 24 декабря.
Результаты гидродинамической обработки полосы №13 представлен в
таблице 2.
Таблица 2 - Результаты гидродинамической обработки полосы №13 лавы №41-1146 м
Показатели
Месяц
11 12
Сутки
8/22 23
Среднемесячная суточная концентрация
метана на исходящей струе участка Сс, %
0,54/0,68 0,76
Фоновая средне суточная концентрация
метана на исходящей струе участка Сф.ср.с, %
0,54
Сумма средне суточных концентраций
метана на исходящей струе участка ∑С, %
8,26
Количество воздуха на исходящей струе участ-
ка Qи.с., м
3
/сут
665280
Фактический объем выхода газа из обработан-
ной зоны Vф, м
3
54952
Расчетный радиус обработки Rф, м 27,0
Радиус обработки по выходу угля Rу, м 29,0
Площадь обработки Sо, м
2
2641
Расчетный объем газа в обрабатываемой
зоне Vр, м
3
94644
Масса угля в обрабатываемой зоне, м
3
, т 5915
Расчетная масса извлечения угля из обрабаты-
ваемой зоны Мр, т
9,5
Фактическая масса извлеченного угля из обра-
батываемой зоны Мф, т
12,0
Коэффициент дегазации обработанной зоны, kд 0,58
Коэффициент интенсификации дегазации, kи 1,34
В результате воздействия на пласт m3
- «Толстый» гор. 1146 м извлечено
из обработанной зоны 12,0 т угля и 54952 м
3
метана.
Выполненные исследования свидетельствуют об интенсивном разрушении
"Геотехническая механика" 87
угольного пласта и развитии деформаций в результате гидродинамического
воздействия, что снизило газодинамическую активность угольного пласта в
зоне воздействия и позволило дегазировать угольный пласт на площади
2641 м
2
с коэффициентом дегазации 0,58 и коэффициентом интенсификации
дегазации - 1,34 на 23.12.2011 года.
Таким образом, на основании полученных результатов можно сделать
следующие выводы:
1) по результатам замеров среднесуточной концентрации метана в исхо-
дящей из добычного участка струе воздуха определены следующие парамет-
ры гидродинамического воздействия:
- радиус обработки составил 29 м;
- коэффициент дегазации 0,58 при нормативном kд ≥ 0,45;
- коэффициент интенсификации дегазации kи = 1,34;
- извлечено фактически Мф = 12,0 т угля при расчетном Мр ≥ 9,5 т, что по-
зволило дегазировать угольный пласт на площади 2641 м
2
и извлечь 54952 м
3
метана.
2) ведение постоянного мониторинга показателей среднесуточной концен-
трации метана в исходящей струе участка позволило установить рациональ-
ные параметры заложения технологической скважины:
- при воздействии на полосу через одну технологическую скважину высо-
та обработки по падению пласта должна составлять 35-40 м, при длине тех-
нологической скважины 10-15 м.
3) в процессе проведения работ установлена эффективность гидродинами-
ческого воздействия как способа интенсификации дегазации и снижения вы-
бросоопасности в зоне обработки – признаков проявления газодинамических
явлений в нижней части панели №13 и при вскрытии угольного пласта отка-
точным промежуточным квершлагом №14 не наблюдалось.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Павленко, М.В. Вибрационное воздействие как метод увеличения газоотдачи из массива для подго-
товки к безопасной отработке угольного пласта // М.В. Павленко / Тем. прил. Аэрология, ГИАБ, 2005. –
С. 74 – 81.
2. Гаврилов, В.И. Управление газодинамическими процессами при отработке крутых выбросоопасных
пластов посредством гидродинамического воздействия через подземные скважины // В.И. Гаврилов,
Е.Н. Криворучко, В.В. Власенко, В.М. Волков / Геотехническая механика: Межвед. сб.научн. тр.. – Дніпро-
петровськ, 2010. – Вип. 90. – С. 45 – 49.
Выпуск № 103 88
УДК 621.165:697.34:620.92
И.Л. Дякун, мл.науч.сотр.,
И.Ю. Козарь, асп.
(ИГТМ им. Н.С. Полякова НАН Украины)
СХЕМА КОГЕНЕРАЦИИ С РАЗМЕЩЕНИЕМ
ПРОТИВОДАВЛЕНЧЕСКОЙ И ГИДРОПАРОВОЙ ТУРБИН
НА ОБЩЕМ ВАЛУ С ГАЗОПОРШНЕВОЙ УСТАНОВКОЙ
Показана перспективність використання когенераційних технологій для підвищення
рентабельності вугільних підприємств. Розглянуто схему з розміщенням турбіни з проти-
вотиском і гідропарової турбіни на одному валу з газопоршневою установкою. Викорис-
тання даної схеми для утилізації надлишкового тепла шахтних енергокомплексів дозво-
лить отримати коефіцієнт корисної дії 64 % та зменшити витрати палива.
THE COGENERATION SCHEME WITH SETTING BACK-
PRESSURES
AND STEAM-WATER TURBINES ON ONE SHAFT OF GAS ENGINE
In this paper the perspective use of cogeneration technology enhance the profitability of coal
enterprises was discussed. The scheme with setting back-pressures and steam-water turbines on
one shaft of gas engine was considered. Using this scheme for utilization of surplus heat mine
energy complexes will provide efficiency of 64% and reduce fuel.
Самообеспечение угольных шахт тепловой и электрической энергий на
базе местных дешевых теплоносителей, высокозольных углей и шахтного ме-
тана, является актуальной проблемой, решение которой позволит существен-
но повысить рентабельность угледобывающих предприятий [1].
Наиболее прогрессивным решением данной проблемы является примене-
ние когенерационных технологий, когда энергоблок, входящий в состав шах-
ты, одновременно вырабатывает, как тепловую, так и электрическую энергию
за счет последовательного использования термодинамического потенциала
рабочего тела. К основным вариантам использования когенерационных тех-
нологий относятся шахтные энергокомплексы, реализующие когенерацион-
ные технологии на базе паровых турбин или на базе газовых двигателей [1 -
3]. Так, например, создание шахтного когенерационного энергокомплекса на
базе газопоршневой когенерации позволить обеспечить КПД по выработке
тепловой и электрической энергий до 80-90 % против 33 % в базовых энерго-
блоках. При этом себестоимость вырабатываемых тепловой и электрической
энергий в 2-3 раза ниже действующих тарифов.
Ранее в работе [4] была представлена комбинированная система когене-
рации с использованием тепла энергетического модуля. В данной когенера-
ционной системе повышение КПД использования тепла достигается за счет
уменьшения потерь тепловой энергии в котле по сравнению с теплообменни-
ком перегрева рабочего тела и дополнительным энергетическим модулем. В
работе [5] была исследована принципиальная схема силовой установки, со-
стоящей из газопоршневой установки (ГПУ), на валу которой установлена ре-
активная гидропаровая турбина (ГПТ). Установка гидропаровой турбины,
|