Файл: Проходка шахтных стволов в условиях выбросоопасных пластов..pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 19.06.2024

Просмотров: 84

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

с т в у ю щ ей промышленной п л о щ а д к е с углубкой одного или не­

скольких действующих стволов;

 

 

 

 

 

I I I .

Углубка

трех действующих

стволов.

 

 

 

I V . Углубка двух действующих стволов.

 

 

 

И з

вариантов

вскрытия

новых

горизонтов

с

использованием

действующей промышленной

площадки

наиболее

отвечающим

ус­

л о в и я м

безопасности является вариант

I I . П р и

этом в период

уг-

л у б к и стволов необходимость применения профилактических ме­

роприятий,

а

т а к ж е выбор

способов

борьбы с выбросами

дик­

туется связью

углубляемого

ствола

с в ы р а б о т к а м и

действующего

горизонта

шахты .

 

 

 

 

 

 

 

П р и проходке

нового ствола на

существующей

промышленной

п л о щ а д к е

иногда

возникают

условия,

когда

ствол

и участки

его

пересечения с

опасными1 пластами

находятся

вблизи

действующих

выработок шахты . Чтобы и з б е ж а т ь остановок ствола на дополни ­ тельное разведочное бурение, контрольное определение степени выбросоопасиости пласта и применение способов борьбы с выбро ­ сами производят из выработок шахты . Причем заблаговременное применение способов борьбы с внезапными выбросами обеспечит более эффективное их применение. П р и м е р о м подобного исполь­

зования выработок ш а х т ы может с л у ж и т ь

схема

дополнительной

разведки и

определения выбросоопасиости

пластов V I ,

V, I V

Внутренних

и пласта Проводник I V Внутреннего

на шахте

«Ног-

р а д с к а я » Прокопьевского месторождения Кузбасса при проходке клетевого ствола № 3 (рис. 1).

П р и применении вариантов вскрытия новых горизонтов углуб ­ кой действующих стволов наиболее рациональной с позиций обес­

печения

безопасности работ

при пересечении выбросоопасных

пластов

является

вариант с т р е м я стволами . В этом случае име­

ется

возможность

освобождения одного из

стволов от всех функ ­

ций,

связанных с

эксплуатацией ш а х т ы и передачи ствола полно­

стью под

углубку.

Сооружение

перемычек,

изолирующих ствол от

действующих выработок шахты, позволяет р а с с м а т р и в а т ь его в отношении выбора способов борьбы с выбросами к а к ствол, про­ ходимый с дневной!поверхности . П о подобной схеме был, напри ­

мер,

углублен

клетевой ствол

на

шахте им.. Ворошилова,

пересе­

к а ю щ и й свиту крутых высокогазоносных пластов большой

м о щ ­

ности.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В а р и а н т вскрытия новых

горизонтов с углубкой двух

действую ­

щих стволов является наиболее выгодным не только с точки

зре ­

ния технико-экономической,, но и с позиций безопасности

ведения

работ в стволе и на действующем,

горизонте шахты . В этом

случае

д а ж е

любое повышенное

выделение

газа, не говоря у ж е

о

внезап ­

ном

выбросе

угля и г а з а т

влечет

за

собой

загазование

выработок

действующего

горизонта шахты .

 

 

 

 

 

 

Т а к и м образом, намечается

разделение

всех проходимых ство­

л о в по группам в зависимости от назначения их проходки

(про­

ходка вновь

или углубка)

Д л я

обоснования разделения

стволов

8


на группы, которые определяли бы выбор того или иного способа

борьбы с выбросами по их эффективности

и объем

применения

этих способов, необходимо более детальное

рассмотрение стволов

по их назначению с позиций возможности

з а г а з о в а н и я

действую ­

щих выработок

шахты .

 

 

a

g

А~Л

 

Рис. 1. Схема дополнительной разведки

пластов

и контрольного опреде­

ления их

выбросоопасности из

выработок

шахты

«Ноградская»:

а — при пересечении

пласта

V

Внутреннего;

б — при пересечении

пластов

Проводник

 

 

I V

Внутреннего

и

I V

Внутренний

 

 

 

 

И з всего

комплекса

 

горнотехнических

 

факторов

д л я

а н а л и з а

могут быть отобраны д в а основных:

место

расположения

ствола

относительно

у ж е

существующих

 

горных

выработок

и

назначение

работ — проходка

ствола

вновь или

углубка . З а

критерий

оценки

условий проведения стволов принята степень опасности при воз­

можном выбросе .угля и

газа в связи с з а г а з о в а н н е й выработок

шахты .

 

 

П о горнотехническим

условиям и степени опасности при воз -

никовении

выброса все

строящиеся стволы можно разделить н а

следующие

группы:

 


I — проходимые с поверхности при строительстве новых или реконструкции действующих шахт. При вскрытии и пересечении выбросоопасных пластов разведка, определение степени выбросо - опасности и способы предупреждения выбросов могут быть про­

ведены только из з а б о я

ствола. Последствия возможного выброса,

например загазованпе,

скажутся только

в стволе

и п р и м ы к а ю щ е м

к устью районе поверхности. В этом

случае степень опасности

мо­

ж е т быть повышенной

при

нахождении

вблизи

устья ствола

су­

ществующих капитальных

установок

с

очагами

возможного

вос­

пламенения метана. Сюда ж е относятся и стволы, проходимые с поверхности при реконструкции шахт, когда вблизи мест пересече­ ния их с пластами имеются действующие горные Выработки. По •степени опасности последствий внезапных выбросов эти стволы

аналогичны вновь проходимым стволам, но в

этом случае воз­

м о ж н ы предварительная разведка степени

выбросоопасности

пласта и применение способов предупреждения выбросов из дей­

ствующих выработок

шахт;

I I — углубляемые

вентиляционные с исходящей из шахты стру­

ей воздуха. При возникновении выбросов в таких стволах степень

опасности повышается за счет возможного опрокидывания

струи

воздуха и загазования действующих выработок шахт.

Очевидно,

при

вскрытии

и пересечении

 

выбросоопасных

пластов

 

такими

стволами к

способам

борьбы с

 

выбросами д о л ж н ы

быть

предъяв ­

л е н ы повышенные

требования;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I I I — углубляемые

воздухоподающие;'

При возникновении

выб­

росов

 

в

таких

стволах,

д а ж е

в

случае

выбросов

незначительной

интенсивности,

возникает

опасность

загазования

действующих вы­

р а б о т о к шахты . К способам борьбы с выбросами

при

проведении

стволов

этой

группы

д о л ж н ы

 

предъявляться

наиболее

жесткие

требования .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Д л я

обоснования

отнесения

стволов

к какой-либо

 

из

этих

групп

необходимо

предварительно

произвести

оценку

возможно ­

сти опрокидывания струи воздуха как в стволе,

т а к

и в

прилегаю­

щих

выработках .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

П о

данным

В. В. Ходота [15],

И. В. Б о б р о в а

[16]

и

др., ра­

бота по выносу угля при внезапном выбросе составляет

только

часть

 

энергии расширяющегося

 

газа. Основная

часть энергии

г а з а

в большей

степени

идет

на воздействие

на струю

воздуха,

посту­

п а ю щ у ю в

выработку,

где произошел выброс. Этой части

 

энергии

иногда

может

быть достаточно д л я опрокидывания

струи

 

воздуха

и з а г а з о в а н и я

прилегающих выработок . В отечественной

 

литера ­

туре

 

известен

целый р я д случаев опрокидывания

струи

 

воздуха

п р и

внезапном

выбросе,

например,

на

шахте

«Ключи»

1—3

на Урале, когда выделившимся газом была опрокинута

 

струя

воздуха

по

стволу,

подающему

свежий воздух д л я

всей

действую­

щ е й шахты . П о я в л е н и е метана в надшахтном здании привело к взрыву, после которого восстановление шахты было признано не­ целесообразным .

10



 

Д л я

стволов

оценка

возможности

опрокидывания

 

вентиляцион ­

ной

струи

 

особенно

в а ж н а

при

углубке

воздухоподающих

ство­

лов . Распространение газо-воздушной

волны по углубляемому ство­

л у

зависит,

кроме

всего,

от

способа

 

проветривания

ствола.

 

 

Известно,

что

при

проходке

и

 

углубке

стволов

могут

быть

применены

два

способа

проветривания -— нагнетательный

и

вса­

с ы в а ю щ и й

 

(рис.

2) .

 

Принципиальное

отличие

этих

способов,

имеющее

значение

при

ре-

 

 

 

 

 

 

 

R

 

 

 

 

 

шении

данного

вопроса —

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

это

'направление

движения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

воздуха

по

 

сечению

ство­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

л а :

в сторону

 

з а б о я

 

ство­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

л а

или

от

него.

 

 

 

 

б)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Д л я

схемы

(рис.

 

2,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

любое

повышенное

выделе­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ние

газа

может

привести к

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

з а г а з о в а н и ю

 

 

углубляемого

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ствола

и прилегающих

-вы­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

работок .

Поэтому

в

д а л ь ­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

нейшем

будет

рассмотрен

 

 

 

ff

 

 

 

 

 

 

 

 

 

вопрос

оценки

опрокидыва­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ния

струи

до

действующего

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

горизонта

по

схеме,

приве­

 

ü

 

 

 

 

 

 

 

 

 

денной на р.ис. 2, а.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Оценка

 

 

давления

 

на

Рис

2. Схемы

проветривания

углуб­

ф р о н т е

распространяющего ­

 

 

 

ляемого

ствола:

 

 

 

 

 

с я

по

стволу

 

газо-воздуш-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а — нагнетательная:

 

б — всасывающая

ного потока

в а ж н а

не

толь­

 

(сплошными

стрелками

показано

направ­

ко д л я

определения

 

воз­

ление

д в и ж е н и я

в о з д у х а

по

стволу;

пунк­

 

тирными — направление

д в и ж е н и я

газа

в

можности

 

 

распростране ­

 

 

 

момент

выброса)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ния

газа по

стволу,

но

и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

д л я охраны или расчета различного

рода

перемычек

(или

дру­

гих сооружений), возводимых в выработках вблизи ствола .

 

Величина

избыточного

давления

 

на

фронте

газо-воздушного

потока

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где

\

П р и н я в

АР = pL — h0

— /г п р , кгс/м2

(мм вод. ст.),

(1.1)

Pl — д а в л е н и е

газа при расширении его по стволу на

расстоянии L , кгс/м 2

(мм вод. ст.);

 

ha—потери

давления на движение объема

выделивше ­

гося газа, кгс/м 2

(мм

вод. ст . );

 

пр потери

д а в л е н и я

на сопротивление

д в и ж е н и ю

воздуха,

поступающего в ствол, кгс/м 2 (мм. вод.

ст.) .

 

 

 

 

 

процесс расширения

газа

адиабатическим, имеем

104 ,

(1.2)

(SL)X

11