Способ дегазации угольных пластов при добыче угля открытым способом

 

Изобретение относится к горному делу и м.б. использовано для дегазации угольных пластов. Цель - повышение безопасности ведения работ при добыче угля на разрезах и повышение эффективности дегазации угольных пластов при наличии подземных дренажных выработок. Из подземных камер дренажной выработки бурят вододренажные скважины (С). В дальнейшем эти С используют в качестве дегазационных. Извлечение метана из вододренажных С Осуществляют за счет общешахтной депрессии . Во время извлечения метана определяют метановыделение. На основании замеров с помощью математических соотношений определяют период актирной газоотдачи угольного пласта. С дневной поверхности на пласт бурят взрывные С. Последние бурят в районе расположения вододренажных С. По окончании периода активной газоотдачи пласта производят торпедирование взрывных С, рыхление угольного пассива и работы по добыче ynirf. После этого продолжают извлечение метана и контроль газоотдачи угольного пласта. 2 ил., 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Е 21 F 7/00

ГОсудАРственный кОмитет

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4736495/03 (22) 11.09:.89 (46) 15.03.92, Бюл. М 10 (71) Карагандинское отделение Восточного научно-исследовательского института по безопасности работ в горной промышленности (72) А,Д.Кизряков и А.С;До (53) 622.8, 831(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1051320, кл. Е 21 F 7/00, 1982.

Авторское свидетельство СССР

М 877071, кл. Е 21 F 7/00, 1980, (54) СПОСОБ ДЕГАЗАЦИИ УГОЛЬНЫХ

ПЛАСТОВ ПРИ ДОБЫЧЕ УГЛЯ ОТКРЫТЫМ

СПОСОБОМ (57) Изобретение относится к горному делу и м.б. использовано для дегазации угольных пластов. Цель — повышение безопасности ведения работ при добыче угля на разрезах

Изобретение относится к горной промышленности, преимущественно угольной, и может быть использовано для дегазации угольных пластов и ри добыче угля открытым сйособом.

Цель изобретения — повышение безопасности ведения работ при добыче угля на разрезах за счет повышения эффективности дегазации угольных пластов при. наличии подземных дренажных выработок.

На фиг.1 приведена схема осуществления способа; на фиг.2 — графики, На фиг.1 приведены: угольный пласт 1, подземная горная выработка 2 дренажной шахты, вододренажные скважины 3, взрывные скважины 4 рыхления.

„„5U „,1719658 А1 и повышение эффективности дегазации угольных пластов при наличии подземных дренажных выработок, Из подземных камер дренажной выработки бурят вододренажные скважины (С). В дальнейшем эти С используют в качестве дегазационных.

Извлечение метана из вододренажных С осуществляют за счет общешахтной депрессии. Во время извлечения метана определяют метановыделение. На основании замеров с помощью математических соотношений определяют период актирной газоотдачи " угольного пласта. С дневной поверхности на пласт бурят взрывные С, Последние бурят в районе расположения вододренажных С, По окончании периода активной газоотдачи ® пласта производят торпедирование взрывных С, рыхление угольного массива и работы по добыче угля. После этого продолжают извлечение метана и контроль газоотдачи угольного пласта, 2 ил., 2 табл.

Способ осуществляют в следующем порядке.

Из подземных камер дренажной шахты

2 производят бурение вододренажных скважин 3, которые используют также в качестве дегазационных. Отсос метана из. вододренажных скважин осуществляют за счет общешахтной депрессии, При этом производят не менее трех замеров расходе воздуха и концентрации метана, по результатам которых определяют метановыделение из вод дренажных скважин, устанавливают изменение интенсивности метановыделения во времени и определяют период активной газоотдачи угольного пласта по формуле

1719658

И-1

t = t1+ " В1 П(-Ц»), (1)

К=1 где ц» — интенсивность метановыделения из вододренажных скважин, м фч . суф, з

t1 — время, прошедшее после буровзрывных работ по рыхлению угля на поверхности до момента определения ф, сут;

N — количество значений соответственно q1 u ti в расчетах принимается не менее трех;

Bi — коэффициенты, определяемые по формулам, приведенным ниже: тз — t1 а1—

Чз -q1

t4 t1, аг

q4 Ц1

Вз= аз — Вг.

Ч4 — Цз а4 — В1. а5=

Ц5 — q2

a1 — Â1

В4= цз -цг

В1=

12 t1, Чг — Ч1 . Bra1 — В1. цз — Чг аг — В1, аз

q4 -Цг

t5 t1 а4—

Ц5 — q1 а5 — Вз ае=

q5 q4 (2) 20

По окончании периода активной газоотдачи угольного пласта производят бурение взрывных скважин рыхления 4 на поверхности в угольном разрезе в районе расположения вододренажных скважин, 30 осуществляют взрывные работы по рыхлению угольного массива и осуществляют технологические операции по добыче угля.

После производства технологического цикла по добыче угля выполняют вновь не 35 менее трех замеров расхода воздуха и концентрации метана, определяют метановыделение из вододренажных скважин, устанавливают интенсивность метановыделения и ее изменение во времени. спреде- 40 ляют период активной газоотдачи угольного пласта. По окончании периода активной газоотдачи угольного пласта вновь осуществляют работы по рыхлению угольного. массива и добычи угля в районе расположе- 45 ния вододренажных. скважин. Эту цикличность операции повторяют в указанной последовательности до полной отработки угольного массива, в котором пробурены вододренажные скважины. 50

Пример. Из подземных горных выработок? дренажной шахты были пробурены до поверхности вододренажные скважины

3. Общая длина скважин составила 1300 м, а их диаметр 0,1 м, 55

По ежемесячным замерам фактического метановыделения из вододрейажных скважин определили интенсивность метановыделения с обнаженных поверхностей пласта и ее изменение в течение 4 мес после

q(Ф

1440 I t л D Ic» где qi — интенсивность метановыделения в скважины, мз/{мг . сут);

lyi — фактическое метановыделение из скважин, м /мин;

Π— диаметр скважин, м;

1с» — общая длина скважин, м.

По формулам (2) определяют значения коэффициентов В

60 -30 — 3 5

9,17 — 17,63

90 — 30

434 — 17,63

В1—

tZ — t1

Ч2 — Ч1 тз — t1 цз -q1

Bza1 — В1

Чз — qz а2

t4 т1

Ц4 — q1 аг — В1 азq4 — Чг

Вз— тз В2

q4 цз

4,94 — 9,17

120 30

2,82 — 17,63

0,40;

2,82 — 9,17

0,40 — 0,28 - 0 06

2,82 — 4,94

Период активной газоотдачи угольного пласта в вододренажные скважины после их бурения составил

N-1

t=11+ g В1П(-ц,) =

К=1

= И+В1Ц1+Вг Ц! Ц2+Вз Ц1 q2 Цз =

=30+(-3,55) (-17,63)+0,28(-17,63)(-9,17)+

+(-0,06)(-17,63)(-9,17)(-4,94) = 186 сут.

После 186 сут, прошедших после бурения вододренажных скважин, когда практически прекратилось метановыделение из них, были осуществлены буровзрывные работы по рыхлению угольного массива в районе расположения вододренажних скважин. При этом общая длина скважин при высоте уступа 20 м уменьшилась до

1200 м, а метановыделение из водод ейажных скважин увеличилось до 4,0 м /мин.

После этого продолжали определять по ежемесячным замерам фактическое метановыделение из вододренажных скважин, интенсивность метановыделения с обнабурения вододренажных скважин, значения которых приведены в табл.1 и на графике 1 фиг.2.

При этом интенсивность метановыделения с обнаженных поверхностей пласта определяли по величине фактического метановыделения из вододренажных скважин по формуле

1719658

I торпедирования взрывных скважин и рых- ления угля, отвод газа через дегазационные скважины, от л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения безопасности ведения

5 работ при добыче угля на разрезах и повы-шения эффективности дегазации угольных пластов при наличии подэемныхдренажных выработок, используют в качестве дегазационных скважин вододренажные скважины, 10 при этом определяют интенсивность метановыделения из аододренажных скважин âî времени, устанавливают период активной газоотдачи угольного пласта в вододренажные скважины из выражения

Чз Ч2

М-1

t = t1 + г. Bi II(-Чк)1 к=1 где Ч» — интенсивность метановыделения из вододренажных скважин, м /(м *сут);

3 2, ti — время, прошедшее после буровзрывных работ по рыхлению угля на поверхности до момента определения qi, сут;

N — количество значений соответственносри t1, N 3, ед;

Bi — коэффициенты, определяемые по формулам

40 производят бурение взрывных скважин на дневной поверхности в районе расположения вододренажных скважин и рыхление угля после окончания периода активной газоотдачи угольного пласта в вододренаж45 ные скважины.

Таблица 1 женных, поверхностей и ее изменени@ в течение З.мес, значения которых приведейы в табл,2 и на графике 2 фиг.2.

По формулам (2) определяют значения коэффициентов В1

t2 — t1 60 — 30

Чг — Ч1 7,64 — 13,75 сз — t1 90 — 30

Чз — Ч1 4,58 — 13,75

81 — Bt -6 54 — -4,91

4,58 — 7,64

Период активной газоотдачи угольного пласта в вододренажные скважины после буровзрывных работ по рыхлению угольного массива на поверхности составил: й-1 i

t=t1+ $ Bi Ц(-Чк)= t1+B1 Ч 1+Вг q1 Чг =

К=1

= 30+(-4,91)(-13,75)+0,53(-13,75)(-7,64) =

= 153 сут.

Для повышения безопасности работ по добыче угля буровзрывные работы по рыхлению угля на поверхности проводились после 153 сут, когда закончится период активной газоотдачи угольного пласта.

Замеры- фактического метановыделения из вододренажных скважин, определение интенсивности метановыделения с обнаженных поверхностей пласта и ее изменение во времени, установление периода активной газоотдачи угольного пласта осуществлялись каждый раэ после проведения буровзрывных работ по рыхлению угольного массива на поверхности в районе расположения вододренажных скважин;

Формула изобретения

Способ дегазации угольных пластов при добыче угля открытым способом, цключающий бурение дегазационных и взрывных скважин, герметизацию дегазационных скважин, локальную разгрузку пласта путем

В1= сг — t1, Чг — Ч1

Вг= а1 — Ь1.

Чз Ч2 аг — Ь1 аз=

Ч4 Ч2

t5 — t1, аа=

Ч5 Ч1 а5 — Ьг

Ч5 Чз

ta -t1 . а1—

Чз.- q1

t4 t1 аг—

Ч4 qi

Вз= аз Ь2, Ч4 — Чз аа — Ь1 а5=

Ч5 q2

B4= а5 - Ьз.

Ч5 — Ч4

171 965S

Таблица 2

Я0 120 ð- 48

Редактор А. Долинич

Заказ 752 Тираж Подписное, ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Т0 ю /(Щуу

Ф Я

Составитель И. Федяева

Техред М.Моргентал Корректор Т, Малец