Файл: Савенко Л.В. Дегазация спутников угольных пластов.pdf

ОШИБКИ В ВЕДЕНИИ ПРОЦЕССА ДЕГАЗАЦИИ

Недостаточная разработка теории процес­ са дегазации спутников приводила к ряду оши­ бок в практике дегазации.

За границей вплоть до 1953 г. считали, что для дегазации следует бурить скважины и с откаточного и с вентиляционного штреков. Эта ошибка вызвана ложным представлением, будто метан попадает к скважинам за счет повышенной проницаемости, и одна скважина не может дегазировать всю лаву. В действи­ тельности же метан течет по свободному кана­ лу малого сопротивления и одной скважины совершенно достаточно.

Проводилось бурение на очень удаленные нижележащие спутники. Так, на руднике «Хейг» бурили скважины на спутник, располо: женный в 24,4 м ниже рабочего пласта. Дав­ ление было 4,9 ат, а газа выходило очень мало

у спутника была очень малой толщины и рав­ новесное давление очень близко к пластовому (см. выше). Поэтому не рекомендуется про­ ектировать бурение на спутники, лежащие ниже 18 м, так как газа будет мало, а опас­ ности для лавы они обычно не представляют и суфляров уже не дают (Рр < Р011).

Исключение составляет случай, когда ни­ же рабочего пласта залегает несколько спут­ ников, близких друг к другу. Так, например, на шахте № 1-2, треста Макеевуголь, бурят­

116

ся скважины до последнего спутника (с от­ носительным расстоянием до 40 лі) таким образом, чтобы они пересекли остальные два в зоне разгрузки. Как показал опыт, третий спутник дает газ в течение длительного вре­ мени.

Бурение скважин на расстоянии 10—35 м друг от друга проводили за границей и на ча­ сти наших шахт, где скважины не были защи­ щены целиками. Причиной этого является представление, что дегазация идет только из пустоты Вебера, которая, как уже упомина­ лось, закрывается в течение месяца. Кроме того, считают, что если редко бурить скважи­ ны, то не заберешь весь газ. В брошюре было показано, что даже при сравнительно неболь­ ших расстояниях до вышележащих спутников (где междупластье более трещиновато) потеря давления в полости в сотни раз меньше давле­

существует полость, расстояние между пра­ вильно пробуренными скважинами опреде­ ляется лишь ее сопротивлением.

Что же касается того, что из нескольких скважин пойдет больше газа, чем из одной, то эта разница очень невелика, так как обычно рост суммарного дебита сдерживается про­ пускной способностью трубопровода. Так, на­

9,1 м3/мин, а при одной скважине ближайшей к забою — 8,3 м31мин. На шахте «Анненская» при трех скважинах выделялось 7,41, а при

одной 6,82 мУмин метана, т. е. меньше всего

на 4%.

В литературе, особенно иностранной, часто появлялись высказывания, что скважины не должны быть соединены между собой. Однако именно тогда, когда скважины соединены сво­ бодным каналом, а не только за счет прони­ цаемости, они выдают максимальное количе­ ство газа, откачивая его со всей огромной пло­ щади обнажения угля.

Не следует бояться соединения скважин, а напротив, надо с помощью описанных в бро­ шюре простых опытов выяснить длину полости на данной шахте и не допускать ее пережатия (при длительных остановках лавы, при остав­ лении промежуточных целиков).

При методе «Гиршбах» первоначально бу­ рили целую серию скважин по углю спутника. Оказалось, что эти скважины на выход газа совершенно не влияют. Это связано с тем, что площадь обнажения скважин во много раз меньше площади обнажения пласта в полости и не может существенно повлиять на выход газа. Например, на руднике «Гиршбах» было с одного ив штреков пробурено около 1500 м скважин, площадь которых составила пример­ но 360 м2. В то же время площадь обнажения пласта оценивается тысячами квадратных мет­ ров.

При ведении горных работ не всегда учи­ тывается возможность выделения газа из спут­ ников. Как уже указывалось, поднятие пород над нижележащим спутником при небольшой толщине междупластья (до 6—8 м) происхо­ дит впереди лавы. Если породы трещинова­

118

ты, в забое откаточного штрека может воз­ никнуть очень мощный суфляр, который будет питать вся нижняя полость. Поэтому не реко­ мендуется иметь опережение штрека менее 60 м. Появление суфляров при малом опере­ жении наблюдалось, например, на той же шахте «Анненская».

Следует так же учитывать характер выде­ ления метана. Так, на шахте № 6-6-бис «Брянка», треста Кддиевуголь, ниже рабочего пла­

ста і\ лежит пропласток /г.

Пока штреки вели с нижней подрывкой, на них были небольшие частые суфлярчики. По­ сле перехода на верхнюю подрывку суфляры прекратились, но примерно через месяц про­ изошел разрыв пород с образованием мощно­ го суфляра.

Такого явления следовало ожидать, так как при переходе на верхнюю подрывку увеличи­ лась толщина междупластья, и метан не выхо­ дил небольшими порциями, а скапливался в полости, пока давление его не достигло опас­ ной величины и он не прорвал породы.

При проведении дегазации не всегда учи­ тывается влияние величины относительного расстояния до спутника. Между тем, процесс накопления и прорыва газа идет совершенно различно при разных относительных расстоя­

ниях.

Так, если относительное расстояние до вы­ шележащего спутника больше 30—35 (в за­ висимости от пород междупластья), то по­ лость не соединена трещинами с выработан­ ным пространством, а если меньше — то со­ единена.

На шахте «Давыдовка», треста Шахтерскантрацит, однажды довели давление на за­ крытой скважине до 3,5 атм, и все же прорыва газа из полости не было. Непонимание этого приводит к возникновению вопроса, почему скважины иногда дают газ еще до подхода к спутнику, а иногда только после его пересе­ чения. Такой вопрос был поставлен, например, в одной из иностранных статей [16]. Между тем, совершенно очевидно, что из полости, не соединенной с выработанным пространством, газ может идти только после пересечения ее скважиной.

Очень ухудшает процесс дегазации бурение скважин с неточно заданными углами или их большое искривление.

Как уже указывалось, скважина может быть срезана в самом начале работы при за­ нижении угла ß всего на 1—3°. Поэтому к во­ просу о задании углов надо подходить очень серьезно и расчет следует вести по предла­ гаемым формулам.

Часто на шахтах при отсутствии целиков для сохранения скважин прибегали к обсадке их на 20—25 м. Это все же не приводило к же­ лаемым результатам, так как скважины бури­ лись перпендикулярно штреку. При этом по­ садка отдельных частей скважины шла нерав­ номерно, и они срезались.

Если нет возможности защитить скважину на вышележащий спутник целиком, то следует ее бурить с большим разворотом 70—75°. Для нижележащих спутников достаточен разворот 25—30° от линии падения, как показал опыт шахты № 1—2, треста Макеевуголь.

120

ЭФФЕКТИВНОСТЬ ДЕГАЗАЦИИ СПУТНИКОВ

Эффект дегазации выражается по двум ли­ ниям: 1) улучшение условий труда и повыше­ ние безопасности работ; 2) снижение себестои­ мости угля и повышение производительности труда по лаве и шахте в целом.

Повышение безопасности обусловлено тем, что при дегазации метан из спутников почти не попадает ни в лаву, ни на вентиляционный штрек.

Обычно метан, выделившийся в выработан­ ное пространство, движется в направлении лавы. Если утечки воздуха значительны, он выносится ими на вентиляционный штрек, если

жет превысить допустимую. Опасность усу­ губляется наличием в этом районе большого количества угольной пыли, которая, как из­ вестно, снижает нижний предел взрываемости.

На многих газовых шахтах приходилось даже искусственно повышать утечки воздуха вблизи лавы (не выкладывалась чураковая перемычка на расстоянии до 50 м), чтобы из­ бежать бурного поступления метана в приза­ бойное пространство.

122

Метан, вынесенный на вентиляционный штрек, представляет меньшую опасность, так как в этом районе обычно отсутствуют источ­ ники его воспламенения. Однако взрыв или пожар могут все же произойти из-за какой-ли­ бо неисправности оборудования или халат­ ности рабочих. Поэтому «Правилами безопас­ ности» и разрешено содержание метана в ис­ ходящей струе участка не более 1%.

С переходом на нижние горизонты шахты Чистяковского, Шахтерского и ряда других районов Донбасса практически не могли рабо­ тать, если бы не применялась дегазация спут­ ников.

Настоятельная необходимость этого видна из того, что число дегазируемых шахт растет с каждым годом (см. табл. 12 для комбината Донецкуголь).

К концу семилетки будет применяться де­ газация на 82 шахтах комбината. Всего по Донбассу таких шахт будет 115.

123

Улучшение условий труда обусловливается следующим. При применении дегазации коли­ чество подаваемого в лаву воздуха снижается, соответственно снижается и скорость воздуха, создавая более комфортные условия. Резко уменьшается количество пыли, мешающей ра­ боте и вредной для здоровья шахтеров. Кроме того,, человек чувствует себя спокойнее, рабо­ тает более ритмично, зная, что ему созданы безопасные условия труда.

Дегазация оказывает и косвенное влияние на ход производственного процесса. Так, после применения дегазации прекращаются простои лав из-за загазирования, скорость подвигания растет, следовательно, улучшается состояние кровли, уменьшается число несчастных слу­ чаев, улучшаются условия работы в лаве.

Эти два фактора — повышение безопас­ ности и улучшение условий труда — являются у нас определяющими при решении вопроса о необходимости дегазации спутников на кон­ кретной шахте.

Иной подход к этому вопросу за границей. Там определяющим является экономический эффект. Характерно, что в Бельгии, где дега­ зация развита столь широко, что газ даже экспортируется во Францию, происходят мас­ совые забастовки горняков из-за плохого со­ стояния горных выработок. Следовательно, не забота о благе человека, а выгода явились причиной применения дегазации на всех газо­ вых шахтах Бельгии.

Однако и в условиях социалистического го­ сударства нельзя пренебрегать теми экономи­ ческими преимуществами, которые дает дега­

124