УДК 622.817.4

Мусин Р.А., Ахматнуров Д.Р., Кабирова С.В., Кәлiбекова ә.К.,

Ахматнуров Р.Р.

Карагандинский Государственный Технический Университет

СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ ШАХТНОЙ ДЕГАЗАЦИИ ПУТЕМ ИЗОЛЯЦИЕЙ ВЫЕМОЧНЫХ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК

На шахтах угольного департамента УД АО "АрселорМиттал Темиртау"большое распространение получил способ дегазации угольных пластов в зонах влияния частичной разгрузки пластов. При под- и надработке, предварительная дегазация разрабатываемых пластов, при проведении подготовительных выработок и очистной выемке, а также при комплексном способе дегазации с использованием гидрорасчленения пласта. Однако, практика показывает, при отработке пластов при глубине от 500 и более метров происходит снижение эффективности дегазации пластов вследствие увеличения поступающего воздуха в скважины через трещиноватый, либо разрущенный, вследствии работ, угольный массив. Поэтому поиск наиболее правильных параметров и способов снижения потока воздуха в дегазационные скважины и повышения эффективности дегазации, за счет увеличения концентрации метановоздушной смеси является актуальным.

На основании экспериментальных работ установлено, что для достижения эффективного снижения подсосов воздуха и повышения концентрации метана в из скважин барьерной дегазации метановоздушной смеси, при проведении подготовительных выработок целесообразно применение для их изоляции твердеющих составов на основе карбомидных смол.

Влияния изоляционных работ при проведении пластовых подготовительных выработок путем обработки пласта твердеющими составами на дебит метано-воздушной смеси из скважин барьерной дегазации, проведенные путем численного эксперимента показали, что показатели заполнения пустот и ширина зоны изоляции оказывают значительное влияние на дебит метано-воздушной смеси.

Проведенными исследованиями установлено, что наибольшими изолирующими свойствами обладают стенки из твердеющих материалов, а также комбинированные стенки с использованием твердеющего состава карбомидной смолы, имеющие величину сопротивления при отходе лавы на 150 м от 86даПа×с/м³ до 105даПа·с/м³. Сопротивление изолирующих чураковых стенок при аналогичном отходе лавы находится в пределах от 25даПа×с/м³ до 34даПа·с/м³; двойной органный ряд из деревянных стоек, обшитый вентиляционной трубой имеет сопротивление от 18даПа×с/м³ до 20 даПа·с/м³. Причем по мере роста расстояния от очистного забоя изолирующие свойства стенок падают, что в свою очередь способствует снижению концентрации метана в каптируемой метановоздушной смеси (рисунок).

Рисунок - Изменение концентрации метана в каптируемой метановоздушной смеси в зависимости от изолирующих свойств изоляционных стенок.

Для повышения эффективности дегазации выработанного пространства скважинами, пробуренными в купола обрушения пород кровли при отработке запасов угля с прямоточной схемой проветривания и поддержанием вентиляционной выработки, а также снижения подсосов воздуха в скважины барьерной дегазации при проведении пластовых подготовительных выработок на основе установленной зависимости между изолирующими свойствами стенок, возводимых вдоль поддерживаемых в выработанном пространстве выработок и утечками воздуха через выработанное пространство разработаны следующим практические рекомендации:

- для обеспечения приемлемой для утилизации метана в шахтную котельную концентрации метана в каптируемой газовоздушной смеси (свыше 20%) необходимо возведение в поддерживаемой выработке изолирующей стенки с ее изоляционными свойствами не менее 1000 даПа×/м²; таким условиям отвечают изолирующие стенки из твердеющих материалов, обеспечивающие кроме того минимальную конвергенцию пород кровли-почвы поддерживаемой выработки, а эффективность снижения подсосов воздуха в скважины барьерной дегазации составляет 32,5% при использовании в качестве изолирующей стенки полиэтиленовой пленки и на (71,9±13,2)% при применении для изоляции проводимой выработки твердеющих растворов на основе карбомидных смол.

Изоляция выработанного пространства путем возведения изолирующих стенок вдоль поддерживаемых выработок способствует за счет снижения подсосов воздуха в скважины повысить концентрацию метана в каптируемой метановоздушной смеси до 90 - 95%.