Способ управления газовыделением при проведении подготовительной выработки по высокогазоносному пласту

 

Изобретение относится к горному делу. Цель - повышение эффективности управления газовыделением путем исключения загазирования выработки при проведении противовыбросных мероприятий и обеспечения отвода каптируемой смеси с заданной концентрацией метана. До проведения противовыбросных мероприятий призабойное пространство подготовительной выработки изолируют эластичной перемычкой. Максимальный объем заперемыченного пространства определяют из математического выражения. Сооружают трубопровод, проходящий через перемычку, и соединяют его со средствами вакуумирования. Перемычку перемещают непосредственно к забою и бортам выработки. При достижении метановоздушной смесью в заперемыченном пространстве заданной концентрации метана отсасывают ее средствами вакуумирования. Режим отсоса - минимальный, определяемый интенсивностью поступления метана. При проведении противовыбросных мероприятий заданную концентрацию метана поддерживают путем последовательного увеличения до максимальных величин производительности средств вакуумирования. Объем заперемыченного пространства уменьшают дистанционно управляемым перемещением перемычки при снижении концентрации метана ниже заданной, доводя его до минимальных значений. Далее уменьшают производительность средств вакуумирования. 1 з.п.ф-лы, 2 ил. « Ё VJ СО ел ел ч VI

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (l9) (И) (51)5 E 21 F 7/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

k (21) 4759209/03 (22) 17.11.89 (46) 23.05.92. Бюл. М 19 (71) Восточный научно-исследовательский институт по безопасности работ в горной промышленности (72) Г.Г.Стекольщиков, В.С.Черкасов, С.Ю.Ерохин, В.С.Лудзиш и В.И.Дубровский (53) 622.817 (088.8) (56) Руководство по применению безопасного и контролируемого способов интенсивной дегазации призабойной части пласта для предотвращения внезапных выбросов угля и газа с использованием эффекта гидроотжима и аппаратуры контроля метана (регулируемый отжим). ВостНИИ. Кемерово, 1987.

Авторское свидетельство СССР

hL 1437506, кл. Е 21 F 1/00, 1986. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ГАЗОВЫДЕЛЕНИЕМ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ПОДГОТОВИТЕЛЬНОЙ ВЫРАБОТКИ ПО

ВЫСОКОГАЗОНОСНОМУ ПЛАСТУ (57) Изобретение относится к горному делу.

Цель — повышение эффективности управления газовыделением путем исключения эагазирования выработки при проведении противовыбросных мероприятий и обеспеИзобретение относится к горной промышленности, а именно к области охраны . труда при проведении подготовительной выработки по высокогазоносному пласту.

Известен способ борьбы с интенсивным газовыделением при проведении выработок по высокогазоносным пластам. Так регулируемый гидроотжим позволяет снизить инчения отвода каптируемой смеси с заданной концентрацией метана. До проведения противовыбросных мероприятий призабойное пространство подготовительной выработки изолируют эластичной перемычкой. Максимальный объем заперемыченного пространства определяют из математического выражения. Сооружают трубопровод, проходящий через перемычку, и соединяют.его со средствами вакуумирования. Перемычку перемещают непосредственно к забою и бортам выработки. При достижении метановоздушной смесью в эаперемыченном пространстве заданной концентрации метана отсасывают ее средствами вакуумирования.

Режим отсоса — минимальный, определяемый интенсивностью поступления метана.

При проведении противовыбросных мероприятий заданную концентрацию метана поддерживают путем последовательного увеличения до максимальных величин производительности средств вакуумирования.

Объем эаперемыченного- пространства уменьшают дистанционно управляемым перемещением перемычки при снижении концентрации метана ниже заданной, доводя его до минимальных значений. Далее уменьшают производительность средств вакуумирования. 1 з.п.ф-лы, 2 ил. тенсивность газовыделения в выработку посредством растягивания процесса газовыделения во времени. Уменьшение объема выделившегося газа достигается за счет увеличения неснижаемого опережения и отключения электропривода насосной установки с помощью установленного на определенном расстоянии (15-20 м) от забоя датчика контроля концентрации метана

1735597

55 при достижении заданного порога срабатывания в пределах 0,6 — 1,3 метана, Применение регулируемого гидроотжима позволяет во многих случаях избежать загазирований выработок, однако в значительном диапазоне условий проведения выработок регулируемый гидроотжим не обеспечивает приемлемого газового режима при его выполнении, Наиболее близким техническим решением к предлагаемому способу является техническое решение, которое включает изолированием призабойного пространства эластичной перемычкой, проведение противовыбросных мероприятий в призабойной части пласта и отвод газовоздушной смеси из заперемыченного пространства по изолированному трубопроводу, соединенному со средствами вакуумирования, Однако известное техническое решение в силу того, что оно приемлемо лишь для проветривания забоев с опасностью газодинамического проявления при ведении взрывных работ, не может быть рекомендовано для забоев, проходимых с применением противовыбросных мероприятий.

Целью изобретения является повышение эффективности управления газовыделением, исключение загазирования выработки при проведении противовыбросных мероприятий и обеспечение отвода каптируемой смеси с заданной концентрацией метана.

Поставленная цель достигается тем, что до проведения противовыбросных мероприятий перемычку перемещают непосредственно к забою и бортам выработки, и при достижении метановоздушной смесью в замеремыченном пространстве заданной концентрации метана отсасывают ее средствами вакуумирования в режиме минимального дебита, определяемого интенсивностью поступления метана, а при проведении противовыбросных мероприятий поддерживают заданную концентрацию метана в метановоздушной смеси путем последовательного увеличения до максимальных величин производительности средств вакуумирования и объема заперемыченного пространства дистанционно управляемым перемещением перемычки, максимальная величина которого определяется из математического выражения:

Одег + 0,01 Сд Оз.п.

Ч=сго (1—

go з Одег + 0,01 Сд Оз.п.) ) gо

45 где оо — запасы газа в зоне гидроотжима перед началом импульса газовыделения, м; з.

go — начальное (максимальное) газовыделение при импульсе, м /мин; з

Q3.п. — расход воздуха в забое, м /мин; з

Одег- производительность отсоса (вакуумирования), м /мин;

Сд — допустимое содержание метана в забое, 2,0, Другое отличие состоит в том, что при снижении концентрации метана в метановоздушной смеси заперемыченного пространства ниже заданной объем заперемыченного пространства уменьшают дистанционно управляемым перемещением перемычки, доводя его до минимально возможного, а затем уменьшают производительность средств вакуумирования в соответствии с заданной концентрацией метана в метановоздушной смеси.

На фиг. 1 приведена схема размещения перемычки до гидроотжима в проводимой выработке; на фиг. 2 — то же, при гидроотжиме призабойной части пласта, Изобретение осуществляется следующим образом.

Перед очередным циклом профилактических работ по интенсивной дегазации и разгрузке призабойной части пласта путем гидроотжима со стороны забоя к первой от него раме закрепляют предохранительный щит 1, выполненный из досок, размещенных по забою вразбежку. Перемычку 2 из воздухонепроницаемой эластичной ткани накладывают на поверхности щита 1 и закрепляют ее края на второй от забоя крепежной раме (не показано). При размещении перемычки 2 обеспечивают расположение кондуктора 3, который со средствами вакуумирования обеспечивает, с одной стороны, герметичность соединения газоотсасывающего трубопровода 4 с телом перемычки 2 по неподвижному трубопроводу 4.

Забой проветривают по нагнетательному трубопроводу 5. Контроль за.концентрацией метана в заперемычен нам пространстве осуществляют по датчику метана, вмонтированному в трубопровод 4, Перед началом гидроотжима, осуществляемого через скважину 6, в газоотсасывающем трубопроводе 4, а следовательно, и в заперемыченном объеме, создают разрежение.

При атом перемычка 2 прижимается к поверхности щита 1 и к бортам выработки.

Формируют в образующемся объеме заперемыченного пространства каптируемую смесь с заданной концентрацией метана (70-80%). Формирование метановоздуш1735597 ной смеси с концентрацией метана выше

90 — 95 нежелательно, так как в этом случае не исключается переток газа из заперемыченного пространства в выработку, что может привести к неконтролируемому загазированию атмосферы выработки.

Отсос каптируемой смеси начинают в режиме минимального дебита, определяемого интенсивностью поступления метана.

При проведении противовыбросных мероприятий поддерживают заданную концентрацию в .метановоздушной смеси путем последовательного увеличения до максимальных величин производительности средств вакуумирования и объема заперемыченного пространства дистанционно управляемым перемещением перемычки.

При снижении концентрации метана в метановоздушной смеси заперемыченного пространства ниже заданной объем заперемыченного пространства уменьшают дистанционно управляемым перемещением перемычки, доводят его до минимально возможного, а затем уменьшают производительность средств вакуумирования в со. ответствии с заданной концентрацией метана в метановоздуш ной смеси.

Пример. Выработка поперечным сечением S =10 м проводится по высокогазоносному угольному пласту. Прогнозируемые запасы газа в зоне гидроотжима перед началом импульса газовыделения

oo = 1000 м Начальное (максимальное газ. зовыделение при импульсе go = 30 м /мин, допустимое содержание метана в забое в соответствии с "Правилами безопасности

Сд = 2,0 ; расход воздуха в призабойной части выработки Оа,n. = 100 м /мин; произз водительность газоотсасывающей системы

Одег = 20 M /мин. з

Определяют максимальный объем аккумулированного газа согласно приведенной формуле:

\/= 1 Одег+ 0,01 Оз.п Сд

1/ =

go Одег + 0,01 Оз.п Сд ) ) 3

Яо

V = 1000 (1 — — (1 — (г — )) = 39,2 м .

22 и 22 з

30 30

Время tp, в течение которого достигается аккумулируемый объем, т.е. время, за которое наступает равновесие между интенсивностью поступления газа g(t) и его удалениум g(tp), определяется из выражения;

< о Одег + 0,010 Q з.п. Сд тр= — — мин, 9о go

1000 а 22

tp = 30 30

pp — = 10 MMH.

Пои поперечном сечении выработки S =

=10 м для максимальной длины заперемыченного призабойного пространства имеем:

V 39,2 (-макс = — = — = 3,92 4 M.

S 10

Очевидно, что при Одег+ 0,01Оа.п Сд >

>go, аккумулируемый объем заперемыченного пространства. равен нулю.

При использовании способа управления газовыделением при проведении выработки по высокогазоносному пласту повышается эффективность и надежность проветривания путем исключения загазирования выработки при проведении противовыбросных мероприятий, обеспечивается изолированный отвод каптируемой смеси с заданной концентрацией метана, улучшаются санитарно-гигиеническине условия труда и повышается безопасность работ (так как резко снижается поступление метана в приэабойное пространство проводимой выработки), а также сокращается время на проведение противовыбросных мероприятий, что обеспечивает высокие темпы проведения подготовительных выработок, проводимых по высокогазоносным угольным пластам.

Формула изобретения

1. Способ управления газовыделением при проведении подготовительной выработки по высокогазоносному пласту, включающий изолирование призабойного пространства эластичной перемычкой, отвод газовоздушной смеси иэ заперемыченного пространства по изолированному газопроводу, соединенному со средствами вакуумирования, контроль за концентрацией метана в отсасываемой смеси, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности управления газовыделением путем исключения загазирования выработки при проведении противовыбросных мероприятий и обеспечения отвода каптируемой смеси с заданной концентрацией метана, до проведения противовыбросных мероприятий перемычку перемещают непосредственно к забою и бортам выработки и при достижении метановоздушной смесью в заперемыченном пространстве заданной концентрации метана отсасывают ее средствами вакуумирования в режиме минимального дебита, определяемого интенсивностью поступления метана, а при проведении противовыбросных мероприятий поддерживают заданную концентрацию метана в метановоздушной смеси путем последовательного увеличения до максимальных величин производительно1735597 р Одег + 0,01 Сд Оз.п q q

Яо где сг — запасы газа в зоне гидроотжима перед началом импульса газовыделения, м; з.

g0 — начальное (максимальное) газовыделение при импульсе, м /мин; з

Q3.ï — расход воздуха в забое, м /мин; з

Составитель Г. Смирнов

Редактор И. Ванюшкина Техред М.Моргентал Корректор Э. Лончакова

Заказ 1804 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 сти средств вакуумирования в объеме заперемыченного пространства дистанционно управляемым перемещением перемычки, максимальная величина V которого определяется из математического выражения:

Одег + 0,01 Сд Оз.п

Ч=op(1 х

9о

Одег- производительность отсоса (вакуумирования), м /мин;

Сд = 2,0; — допустимое содержание метана в забое, 5

2. Способ поп.1,отлича ю щи йся тем, что при снижении концентрации метана в метановоздушной смеси заперемыченного пространства ниже заданной, объем

10 заперемыченного пространства уменьшают дистанционно управляемым перемещением перемычки, доведя его до минимально возможного, а затем уменьшают производительность средств вакуумирования в

15 соответствии с заданной концентрацией метана в метановоздушной смеси,