АНАЛИЗ ВНЕЗАПНЫХ ВЫБРОСОВ УГЛЯ И ГАЗА НА ШАХТАХ КАРАГАНДИНСКОГО УГОЛЬНОГО БАССЕЙНА

 

Первый внезапный выброс угля и газа был зарегистрирован еще в 1834 году во Франции на шахте “Исаак”, затем в Белгии, Венгрии и Канаде. С тех пор, не смотря на прошедшие два века, борьба с внезапными выбросами угля и газа, остается самой актуальной среди проблем связанных с добычей угля.

За всю историю Карагандинского бассейна произошло 57 внезапных выбросов. Анализ происшедших внезапных выбросов в бассейне показывает, что в период с 1959 по 1971 гг. внезапные выбросы происходили в Промышленном и Саранском участках Карагандинского района. Лишь с 1971 г. внезапные выбросы стали происходить в новых районах: Шерубай - Нуринском и Тентекском (шахты «Шахтинская», «Топарская», им. Ленина, «Казахстанская»). С 1976 г. выбросы происходили только в Тентекском районе («Казахстанская», им. Ленина). В 1976 - 1996 гг. еще продолжалась интенсивная разработка угольных пластов Карагандинского района,  однако  внезапных  выбросов  не происходило. ВВУГ по районам бассейна распределяются следующим образом: наибольшее количество внезапных выбросов приходится на Карагандинский район, в том числе на Промучасток – 19 (36%), на Саранский – 16 (30%), затем на Тентекский район - 15 (28%) и на Шерубай-Нуринский - 3 (6%) (рисунок 1) [1, 2].

1 – Карагандинский район (Промышленный участок), 2 – Карагандинский район

(Саранский участок), 3 -  Шерубай-Нуринский район; 4 – Тентекский район.

Рисунок 1 – Распределение ВВУГ по районам

Газоносность выбросоопасных пластов на глубине проявления выбросов угля и газа колеблется от 10,7 до 22,1 м3/т [1].

С увеличением глубины залегания угольных пластов и повышением газоносности угля увеличивается количество внезапных выбросов (линия 1), особенно в интервале глубин 200 - 400 м, а также происходит явный рост количества выброшенного угля и количества выделившегося газа (линия 3), приходящихся на один выброс [1, 3 - 5].

В Карагандинском бассейне накоплен достаточно большой опыт по применению региональных и локальных способов предотвращения внезапных выбросов.

Из локальных способов основным является гидроотжим угольного массива и бурение опережающих скважин, с которыми ежегодно проводится по 22 – 25 км выработок (рисунок 2).

1 – с гидроотжимом пласта; 2 – с увлажнением пласта; 3 – с бурением

опережающих скважин.

Рисунок 2 - График удельного распределения различных способов

борьбы с ВВУГ при проведении выработок

 

В последние годы для борьбы с ВВУГ на шахтах бассейна резко возросло применение опережающих скважин. Такие скважины применяются в наиболее выбросоопасных зонах, при проведении выработок по пластам, имеющим слабые перемятые пачки пласта и в зонах тектонических нарушений, где гидроотжим и увлажнение трудноприменимы и не эффективны.

Опыт применения показывает, что способ борьбы с ВВУГ путём бурения опережающих скважин, наиболее эффективен.

В качестве регионального предотвращения ВВУГ в бассейне достаточно широко используются предварительная надработка выбросоопасных и угрожаемых шахтопластов. Этот способ одним из первых был применен на шахтах им. Кузембаева и им. Костенко при разработке защитного пласта К-12 и опасного пласта К-10 (расстояние между ними 25 - 40 м). В целом по бассейну использование предварительной отработки защитных пластов не превышает 10 – 15%, что обусловлено значительной мощностью пород междупластья.

Из всех выбросоопасных пластов только пласт К-10 имеет защитный пласт К-12, но только в пределах Промышленного участка. Однако и сам защитный пласт К-12 является одним из наиболее опасных по внезапным выбросам угля и газа. Из региональных мероприятий в бассейне все большее распространение получает предварительная дегазация разрабатываемых пластов, опасных по внезапным выбросам, восстающими и нисходящими скважинами, дегазация и увлажнение угольного массива через передовые скважины, пробуренные по оси выработки и через барьерные скважины.

Дегазацию выбросоопасных пластов восходящими и нисходящими скважинами, с перебуриванием выемочного столба и контура будущей выработки, применяют в бассейне относительно недавно [6]

Несмотря на широкие исследования, объясняющие природу и механизм ВВУГ, наличия методов прогнозирования и предупреждения их, а также имеющиеся геотехнологические и геомеханические схемы предупреждения опасных ГДЯ, в горном деле до настоящего времени надежных способов и методов их предупреждения в процессе разработки месторождений полезных ископаемых нет. В этом направлении еще имеется обширное поле для проведения научных изысканий с целью поиска новых технических и технологических решений.

 

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1.         Каталог внезапных выбросов угля и газа, происшедших на шахтах Карагандинского бассейна. – Караганда: ДГП «КазГНИБГП», «Национальный научно-исследовательский центр по проблемам промышленной безопасности», Агентство Республики Казахстан по чрезвычайным ситуациям, 2003 . – 155 с.

2.        Исабек Т.К, Исабеков Е.Т., Хуанған Н., Батталова М. Қарағанды көмір бассейніндегі орын алған газ бен көмірдің кенеттен лақтырысы мәселесі жайында. – Караганда: КарГТУ, Материалы научно-практической конференции «Актуальные проблемы горно-металлургического комплекса Казахстана» (23 -25 декабря 2009), 2009. - с. 268 – 270.

3.        Фоминых Е. И. Эффективность дегазации выбросоопасных угольных пластов // Безопасность труда в промышленности. - М.: «Недра», № 11, 1977. - с. 27-28.

4.        Фоминых Е. И., Карев Н. А. Изменение газового давления в угольных пластах с глубиной //Безопасность труда в промышленности. - М.: «Недра», № 12, 1979. - с. 28.

5.        Типовые схемы вскрытия и подготовки новых горизонтов на действующих шахтах  Карагандинского бассейна//Караганда, КНИУИ, ИГД им. А.А. Скочинского, "Карагандагипрошахт", 1986. - 97 с.