Файл: Проходка шахтных стволов в условиях выбросоопасных пластов..pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 19.06.2024
Просмотров: 121
Скачиваний: 0
и его мощности зависят площадь, |
п о д л е ж а щ а я |
профилактической? |
|||
обработке, а следовательно, и число |
скважин, и число этапов на |
||||
гнетания воды. Так, при пересечении |
крутого мощного пласта н а |
||||
гнетать воду |
рационально (а иногда |
и необходимо по техниче |
|||
ским условиям) не менее чем в два |
этапа . |
|
|
||
Величина |
породной пробки при |
нагнетании |
воды |
ранее опре |
|
д е л я л а с ь исключительно требованием |
соблюдения |
необходимой |
|||
длины герметизации скважин . |
|
|
|
|
|
Рис. |
39. График деформации |
сухого |
( / — 3 ) |
и ув |
||||
лажненного |
( / ' — 3 ' ) |
угольного |
массива впереди |
|||||
забоя |
ствола |
(пласт |
Безымянный, |
шахта |
«Кок |
|||
|
|
совая» ): |
|
|
|
|
|
|
1, V — на расстоянии 0,5 |
м; 2, 2' |
— на |
расстоянии |
2,5 м: |
||||
|
|
3, 3' — на |
расстоянии |
4 |
м |
|
|
|
П о данным исследований, приведенным в главе I I раздела I , .
сучетом исключения возможности прорыва воды в ствол это-
расстояние |
д о л ж н о |
быть не менее |
д и а м е т р а ствола, |
считая по |
бли |
|
ж а й ш е м у |
к пласту |
борту |
ствола, |
параллельно его |
оси. |
|
В процессе нагнетания |
воды |
в пласт сложного |
строения |
п р о |
||
исходит продвижение фронта воды за счет гидродинамических и- капиллярных сил. Этот процесс сопровождается увеличением влажности угля и соответственно изменением его физико - механи ческих свойств.
Равномерность у в л а ж н е н и я пласта как . по мощности, т а к и поплощади зависит от положения фронта воды в различных пачках .
Конечное положение фронта воды зависит от ее количества,, поданного в пласт. Количество воды обычно рассчитывается ис
ходя |
из |
нормы на 1 т запасов |
с учетом равномерного р а с п р е д е л е |
|||
ния |
по пласту. |
|
|
|
|
|
Д л я |
достижения равномерного |
у в л а ж н е н и я по |
всей зоне |
п л а |
||
ста сложного строения необходимо учитывать |
неравномерность |
|||||
строения |
пласта . Практически |
это |
возможно при |
увеличении |
нор |
|
мы подачи воды в пласт путем введения поправочного коэффици ента на неравномерность строения пласта.
89'
Е с ли принять линейный закон д в и ж е н и я воды в угольном пла сте, можно у т в е р ж д а т ь , что положение фронта воды в пачках пла
ста пропорционально их водопроницаемости. |
Водопроницаемость |
||
отдельных |
пачек пласта, так ж е как |
и их газопроницаемость, мо |
|
ж е т резко |
отличаться друг от друга . |
Методы |
определения прони |
цаемости отдельных пачек пластов в натурных условиях отсут
ствуют, |
однако |
косвенно |
о проницаемости можно судить по проч |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ности угля. Так, по данным |
||||||||||
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
24 |
работы |
|
[54], |
можн о |
устано |
|||||||||
|
|
|
|
|
вить |
|
зависимость |
проницае |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
Показатель |
|
|
|
|
мости |
|
от |
типа |
|
нарушеиностн |
|||||||
|
|
|
|
Газопроница |
угля |
в |
пласте. |
В |
то |
ж е |
время |
|||||||||
Тип |
|
крепости |
|
|||||||||||||||||
нарушенное™ |
по Протодья- |
емость у г л я , |
Ю. С. Премыслер |
и Г. Н. Фейт |
||||||||||||||||
|
мдарсн |
|||||||||||||||||||
|
|
|
конову f |
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
[55] |
отмечают |
связь |
типа |
на- |
||||||
|
I |
|
|
1,9 |
|
|
|
868 |
|
рушенности с |
|
прочностными |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
характеристиками угля, в част |
|||||||||||||
|
I I |
|
|
1,0 |
|
|
|
227 |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
ности, |
с |
показателем |
|
крепости |
|||||||||
I I I |
|
|
0,8 |
|
|
|
145 |
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
угля |
|
по |
Протодьяконову . |
В |
||||||||||
I V |
|
|
0,3 |
|
|
|
21 |
|
|
|||||||||||
|
V |
|
Менее |
0,3 |
|
18 |
|
табл . |
|
24 |
приведены |
|
данные, |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
взятые |
из |
работ |
[54] |
и |
[55] . |
|||||
В |
среднем, |
по данным |
[54], угли V типа нарушеиностн |
в 50 |
раз |
|||||||||||||||
менее |
проницаемы, чем |
угли |
ненарушенной |
структуры. |
|
|
|
|
||||||||||||
Д л я |
угольных |
пластов Кузбасса наиболее |
характерной |
чертой |
||||||||||||||||
является неоднородность |
их строения. Пласт ы |
чаще |
всего |
состоят |
||||||||||||||||
из нескольких |
пачек |
различной мощности |
|
и |
различной |
крепости. |
||||||||||||||
Д л я |
оценки |
неравномерности |
строения |
угольных |
пластов |
П р о |
||||||||||||||
к о п ь е в с к о м |
района |
было |
проведено определение мощности и кре |
|||||||||||||||||
пости |
угля |
по |
пачкам |
некоторых |
выбросоопасных |
|
пластов |
шахт |
||||||||||||
« Н о г р а д с к а я » |
и им. Ворошилова . |
Результаты |
обследования |
пред |
||||||||||||||||
ставлены в табл . |
25. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
П р и н и м а я в первом приближении прямо пропорциональную за висимость проницаемости и прочности угля, коэффициент нерав номерности строения пласта можно определить из в ы р а ж е н и я
|
|
h |
•m. |
|
• |
, h |
m |
|
|
|
пц |
|
|
|
|
- + -— |
|
|
/пл |
||||
|
|
|
|
|
|
I пл |
|
|
|
(1.55) |
|
|
|
|
|
|
• + |
|
|
|
2m,- |
||
|
|
|
|
|
m |
|
|
|
|
||
где fi, |
f2>- • •. f i — коэффициент крепости |
угля |
по |
отдельным пач |
|||||||
mi, т2,..., |
|
к а м |
пласта; |
|
|
|
|
|
|
||
ІПІ — мощность соответствующих пачек. |
|
||||||||||
К а к |
видно из табл . 25, коэффициент |
ß |
для |
рассматриваемых |
|||||||
пластов |
изменяется от |
1,09 |
до 3,5. |
|
|
|
|
|
|
||
Д а н н ы е |
о сложности |
строения |
пластов |
в |
местах их вскрытия |
||||||
могут быть получены по результатам изучения кернов, отобранных при бурении дополнительных разведочных скважин . Тщательность
•отбора кернов и определения крепости угля по отдельным |
пачкам |
предусматривается т а к ж е методикой определения степени |
выбро- |
90
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
25 |
|
|
|
|
Коэффиоэффи |
Средневзве |
Коэффи |
||||
|
Мощность |
Мощность |
шенное |
значе |
циент |
не |
|||
Шахта, пласт, место отбора |
циент |
кре |
|||||||
угольного |
отдель |
пости |
угля |
ние |
коэффи |
равномер |
|||
пробы |
пласта, |
ных пачек, |
по пачкам |
циента |
крепо |
ности |
|||
|
M |
м |
|
h |
сти |
по |
пласту |
строения |
|
|
|
|
|
^пл |
пласта |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
«Ноградская», |
пласт |
I V |
2,43 |
1,00 |
0,47 |
|||
Внутренний, |
основной |
|
0,28 |
1,32 |
||||
штрек, гор. + |
25 |
м. |
|
|
0,05 |
0,74 |
||
|
|
|
|
|
|
|
0,18 |
0,30 |
|
|
|
|
|
|
|
0,19 |
1,14 |
|
|
|
|
|
|
|
0,85 |
0,50 |
|
|
|
|
|
|
|
0,13 |
0,76 |
|
|
|
|
|
|
|
0,08 |
0,55 |
|
|
|
|
|
|
|
0,17 |
0,40 |
«Ноградская», пласт V I Внут |
|
0,14 |
1,24 |
|||||
ренний, лава, |
гор. |
-)-25 м |
|
0,50 |
0,34 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
0,78 |
0,65 |
|
|
|
|
|
|
|
0,07 |
1,33 |
|
|
|
|
|
|
|
0,12 |
0,75 |
|
|
|
|
|
|
2,41 |
0,06 |
1,12 |
|
|
|
|
|
|
|
0,23 |
0,30 |
|
|
|
|
|
|
|
0,39 |
0,78 |
|
|
|
|
|
|
|
0,12 |
0,35 |
«Ноградская», |
пласт |
Луту- |
|
0,70 |
0,35 |
|||
гинскиіі, лава, гор. - j - |
125 м |
|
1,10 |
0,37 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
2,20 |
0,35 |
|
|
|
|
|
|
|
0,9-) |
0,96 |
|
|
|
|
|
|
7,15 |
1,07 |
0,97 |
|
|
|
|
|
|
|
0,43 |
1,21 |
|
|
|
|
|
|
|
0,35 |
1,27 |
|
|
|
|
|
|
|
0,40 |
0,98 |
|
|
|
|
|
|
|
0,25 |
0,30 |
|
|
|
|
|
|
|
0,55 |
0,68 |
Им. Ворошилова, пласт Горе |
|
0,20 |
0,93 |
|||||
лый, |
вентиляционный |
|
|
0,30 |
1,03 |
|||
штрек, |
гор. -{-60 |
м |
|
|
|
0,58 |
1,04 |
|
|
|
|
|
|
|
|
0,35 |
1,37 |
|
|
|
|
|
|
|
0,45 |
0,42 |
|
|
|
|
|
|
|
0,48 |
1,27 |
|
|
|
|
|
|
|
0,52 |
0,96 |
|
|
|
|
|
|
5,23 |
0,35 |
0,53 |
|
|
|
|
|
|
|
0,25 |
1,08 |
|
|
|
|
|
|
|
0,20 |
1,37 |
|
|
|
|
|
|
|
0,15 |
0,43 |
|
|
|
|
|
|
|
0,30 |
0,74 |
|
|
|
|
|
|
|
0,25 |
0,79 |
|
|
|
|
|
|
|
0,25 |
1,05 |
|
|
|
|
|
|
|
0,35 |
1,38 |
|
|
|
|
|
|
|
0,25 |
0,70 |
0,58 2,56
0,58 2,57
0,51 2,51
0,95 1,60
Лг '
91
|
|
|
|
|
|
Продолжение табл. |
25 |
||||
|
|
|
Мощность |
|
Коэффи |
Средневзве |
Коэффи |
||||
|
|
|
Мощность |
|
|
значе |
циент |
не |
|||
Шахта, пласт, место отбора |
циент |
кре шенное |
|||||||||
угольного |
отдель |
пости |
угли |
ние |
коэффи |
равномер |
|||||
|
пробы |
|
пласта, |
ных пачек, |
циента |
крепо ности |
с т р о |
||||
|
|
по пачкам |
|||||||||
|
|
|
м |
м |
h |
сти |
по |
пласту |
ения |
пла |
|
|
|
|
|
|
|
^пл |
ста |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Им. |
Ворошилова, |
пласт |
IV |
0,18 |
0,58 |
|
|
|
|
|
|
Внутренний, |
минусовый |
0,20 |
0,20 |
|
|
|
|
|
|||
штрек, гор. 4-60 |
м |
|
0,45 |
0,33 |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
0,15 |
1,52 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,35 |
0,32 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,28 |
0,87 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,35 |
0,75 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,42 |
0,66 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,28 |
1,08 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,13 |
0,81 |
|
0,74 |
2,77 |
|||
|
|
|
7,80 |
0,45 |
0,65 |
|
|||||
|
|
|
|
0,30 |
0,86 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,28 |
0,52 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,70 |
1,03 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,52 |
0,43 |
|
|
|
|
|
|
соопасности пласта в месте его вскрытия. Однако |
практика буре |
||||||||||
ния |
контрольных с к в а ж и н из з а б о я ствола |
показала, |
что |
предста |
|||||||
вительного керна при использовании обычной колонковой трубы получить не удается . Здесь необходимы специальные керноиабор - ники (двойные колонковые трубы) и особые р е ж и м ы бурения, широко применяемые в практике геологоразведочного бурения.
Одним из вопросов, связанным с р е ж и м о м нагнетания воды в угольный пласт, является установление количества воды, необхо
димого д л я |
обработки |
участка |
пласта. |
Считается, что д л я |
пред |
отвращения |
внезапных |
выбросов |
пласт |
нужно у в л а ж н и т ь не |
толь |
ко в пределах контура вскрывающей выработки, но и в некоторой области вне пределов контура. Ширина защитной (обработанной водой) зоны определяется зоной влияния выработки на прилегаю щий массив. И м е ю щ и е с я данные показывают, что ширину зоны влияния в радиальном направлении от борта ствола м о ж н о при
нимать равной диаметру ствола. Тогда формулу |
д л я |
определения |
|||||||||
количества воды, |
которую |
необходимо нагнетать |
через |
с к в а ж и н ы |
|||||||
во |
вскрываемый |
угольный |
массив |
[56], |
с учетом |
коэффициента |
|||||
неравномерности |
строения |
пласта, |
молено |
выразить |
в |
виде |
|||||
|
|
|
Q = |
9nß - ^ |
- myAW, |
|
|
|
(I.56> |
||
|
|
|
|
|
cos |
a |
|
|
|
|
|
где |
m — н о р м а л ь н а я |
мощность пласта, м; |
|
|
|
|
|||||
|
у — объемный вес угля, |
т/м 3 ; |
|
|
|
|
|
|
|||
|
AW — н о р м а |
подачи воды |
на 1 т угля, |
р а в н а я |
0,04 |
|
м3 /т. |
||||
|
Д л я равномерного |
у в л а ж н е н и я |
угольного массива |
в зоне в с к р ы |
|||||||
тия |
тонкого пологого |
пласта |
бурят, к а к правило, |
четыре |
с к в а ж и н ы |
||||||
92