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

слойки длиной 70 л и заперемычен квер­ шлаг.

Когда работы подошли к точке В, пере­ мычка начала давать до 21 м3/мин газа с co-

в его кровлю и почву, с тем чтобы пересечь максимальное количество пропластков.

При этом дегазации подвергались и про­ пластки вблизи рабочего пласта, которые не могли бытьдегазированы при проведении скважин с рабочего пласта. Скважина, про­ буренная вниз, начала давать газ, когда лава прошла 40 м от ее устья. Газовыделение установилось 80 м3 в сутки. Выделение мета­ на достигло максимума (200 м3 в сутки), когда лава находилась в 140—175 м от устья, и резко упало при отходе лавы на 195 м. Содержание метана в газе составляло

60—70%.

20

Наилучшим положением дренажной выра­ ботки считается такое, при котором ограни­ ченная площадь достигает максимума, и, сле­ довательно, количество газа, поступающее в выработку, — наибольшее.

При практических расчетах следует, одна­ ко, учитывать не только геометрическое поло­ жение выработки, но и такие факторы, как разность удельного веса метана и воздуха и депрессия лавы. Благодаря меньшему удель­ ному весу метан стремится вверх в больших количествах, чем вниз, и параболы, как вид­ но из рис. 6, получаются с учетом этого эф­ фекта более пологими. Это значит, что ме­ тана ■в дренажную выработку поступает больше.

Влияние депрессии лавы сказывается толь­ ко в том, что нарушается симметричность па­ раболы. Площадь, ею ограниченная, остается прежней, следовательно, не изменяется и ко­ личество извлекаемого метана.

Исследования Виддаля показывают, что положение дренажной выработки по длине лавы имеет существенное значение. Он счи­ тает, что наименьшим будет выход газа в вы­ работку, лежащую около откаточного штрека. Однако последнее вызывает сомнение, так как породы в центре лавы более уплотнены, чем по ее контурам.

Оценивая метод «Гиршбах», надо отметить следующие его недостатки:

1)требуется проведение специальных вы­ работок;

2)не каптируется газ из потенциальных спутников;

22

3) трудно создать достаточное уплотне­ ние в перемычке;

4) нет возможности регулировать про­ центное содержание выходящего газа.

С другой стороны, преимущества метода следующие:

1)избавляет от необходимости вести тру­ доемкие буровые работы при крепких породах

вкровле;

2)четко разграничивает дегазацию и экс­

для шахт, склонных к пожарам от самовозго­ рания;

4) попутно добывается уголь, что снижает стоимость работ.

В СССР метод «Гиршбах» не применялся. Отсасывание газа из выработанного про­ странства применяется в том случае, если верхние спутники лежат в зоне беспорядочно­ го обрушения и не могут быть дегазированы первым или вторым методами или если при работе лавы остаются невыработанными пач­ ки угля и углистого сланца. Газ, выделяющий­ ся из пачек, попадает в выработанное про­ странство и выносится утечками на вентиля­ ционный штрек, повышая концентрацию мета­ на в шахтном воздухе выше допустимой. От­ сасывание газа из выработанного простран­ ства является в этом случае единственным ме­ тодом искусственного снижения газообильнос­

ти выемочных участков.

Газ так же, как и при дегазации спутников скважинами, может выходить за счет депрес­

23

сии на концах трубопровода либо отсасывать­ ся вакуум-насосом или вентиляторами, кото­ рые могут быть установлены как на поверх­ ности, так и в шахте.

Первые работы по отсасыванию газа из выработанного пространства проводились в Донбассе в 1950 г. на шахте № 9 «Капи­ тальная» (Мушкетово) для возобновления работы западной лавы пласта «Верхний Кальмиусский» и на шахте «Анна», 11-го шахто­ управления треста Шахтерскантрацит для де­ газации седьмой восточной лавы. Дегазация на шахте № 9 проводилась за счет депрессии, а на шахте «Анна» — с помощью установ­ ленного под землей центробежного вентиля­ тора.

В дальнейшем этот метод применялся еще на ряде шахт. В основе своей он подобен ме­ тоду, примененному Гасманном. Только в про­ секах делаются герметические перемычки. Некоторым усовершенствованием этого мето­ да является выкладка параллельных вентиля­ ционному штреку породных полос и отшивка их вдоль вентиляционных штреков. Отшивка повышает содержание метана в газе до 30— 35% (рис. 7).

Для повышения выхода газа по трубопро­ воду, проложенному вдоль лавы в вырабо­ танном пространстве, трубопровод не следует тщательно уплотнять. Действительно, пусть депрессия между конечными точками трубо­ провода равна ho- Величина ее обусловлена лишь депрессией вентиляционной струи и длиной трубопровода и не зависит от его уплотнения.

24

Сопротивление трубопровода равно R. Ес­ ли в него поступает воздух только в началь-

Рис. 7. Извлечение метана из выработанного пространства.

ном отверстии, то при поступлении количества воздуха Qо потеря напора составит

К = R Q I

Если воздух подсасывается, то

из трубопровода.

Приравнивая эти два уравнения, получим:

коэффициент, который представляет собой правильную дробь.

Тогда

= Q k > Qo.

т. e. через неплотный трубопровод отсосется

25

больше смеси воздуха с метаном, чем через

уплотненный.

Проф. И. М. Печуком дан метод правиль­ ного подбора длины и диаметра трубопровода для случая выхода газа за счет депрессии

ипри отсасывании его вентилятором [7].

Втом случае, если метан выделяется в вы­ работки из спутников, расположенных в зоне беспорядочного обрушения, его частично

можно извлечь скважинами, пробуренными в верхнюю часть этой зоны. Во-первых, метан поднимается вверх благодаря своему меньше­ му удельному весу, во-вторых, вакуум-насос создает около скважины воронку разрежения.

гося из близких спутников метана собирается в глубине выработанного пространства. При расстоянии от забоя лавы 30 м содержание

стет. Поэтому следует использовать для отсо­ са не только скважины, расположенные вблизи лавы, а и скважины, находящиеся в 60—80 м позади лавы. При этом извлекает­ ся метан из глубины выработанного простран­ ства, который в противном случае вымывался бы утечками на вентиляционный штрек и со­ здавал недопустимые Правилами безопасности концентрации.

Дегазация с поверхности. Опыты по дега­ зации спутников с помощью скважин, пробу­

26