. Ни изменению газовыделения б выработку до гидровымыва.в процес се гидровышчва и после его окончании..
3.По изменении количества вымытого штыба.
4.По времени гидроьымыва каждой полости.
Глава П. Особенности комоайнового проведении выработок на выбросоопасных пластах
йI. Характеристика способов борьбы с внезапными выбросами угля и газе применительно к комбайно
вом., способу проведения выработок
Проведенные НостНИИ исследования и опыт ведения горных работ на выбросоапасных пластах показывают,что невысокие темпы проведения под готовительных выработок обуслоьл-кы.в основном.применяющимися спосо бами выемки угля (отбойные полотки,взрывная выемке),которые по харак теру воздействия на угольный пласт способствуют проявлении внезапных выбросов.
Сании из иетодоь повышения темпов проведения подготовительных выраОоток на выоросоопасных пластах является внедрение комбайнового способа проведения.
При подвигании забои выработки с помощью комбайна значительно сни мается неравномерность перераспределения напряжений в угольном массиве
иизменения газового давления.поэтому комбайновый способ проведения вы работок уже сам по себе является более безопасным, чем. любой другой.
Особыми требованиями к способам борьбы с внезапными выбросами при применении проходческих комбайнов с учетом того,что пелвю применения комбайнов является повышение темпов проведения выработок,являются: раз гружающее действие способов должно проявляться в короткий срок; время на профилактическую обраСотку массива должно быть минимальным; способы должны технологически хорошо сочетаться с комбайновым способом проведе ния выработки,а также быть достаточно эффективными и надежными.
Разгружающее действие способов борьбы с внезапными выбросами угля
игаза оценивается степенью и скоростью снижения напряжений в угольном массиве до величины,когда внезапные выбросы не смогут проявиться. 8а критерий степени разгрузки массива может быть принята величина напряже ния, соответствующая минимальной глубине появления выбросов для данного
бассейна (месторождения). Для Кузбасса при Н = 150 к 5т,„ = 37,5 кг/см
для Воркуты и Карагандинского бассейна при И = 400 м Gn,,n = 100 кг/сы^
Дегазирующее влияние способов борьбы с внезапными выбросами угля и газа оценивается величиной давления газа и скоростью его снижения после профилактической обработки пассива. За предельно допустимую величину давления rasa принято давление равное половине начального при условии
его снижения до этой величины за 24 часа.
Время на профилактическую обработку пассива слагается из времени практического осуществления способа (зависит от технологического со вершенства способа и степени механизации при его осуществлении ) и времени,необходимого на изменение свойств угольного массива и факторов, определяющих выбросоопасность.
Технологическая совместимость способов борьбы с внезапными выбро сами с комбайновым способом проведения выработок прежде всего выражает ся в непрерывности технологического цикла проведения выработки и осуще ствлении способов борьбы с выбросали. Например,для бурения опережающих скважин необходимо всякий раз отгонять конбайн от забоя и ставить бу ровое оборудование.
Эффективность способов оценивается как по отсутствию или наличию выбросов,так и по скорости профилактического воздействия способов на угольный пласт. Надежность способов может быть оценена по двум показа телям: регулируемости способов и повторяем,ости. Под регулируемостью способов понимается возможность изменения параметров применяющегося способа в зависимости от изменяющейся степени выбросоопасности пласта. Под повторяемостью понимается возможность повторного применения спосо ба в случае,если не будет достигнут необходимый эффект разгрузки плас та иди снижения давления газа.
В соответствии с предъявляемыми требованиями наиболее совершен ными являются региональные способы предотвращения внезапных выбросов угля и газа,в частности,первоочередная разработка защитных пластов.
Для комбайнового способа проведения выработок по защищенным зона»: не вводится каких-либо ограничений по скорости или режиму подьигания забоя.
Основное требование при использовании защитных пластов состоит в своевременном выявлении незащищенных зон,а при использовании региона льного увлажнения угольного массиваконтроль качества увлажнения угля.
В тех случаях,когда региональные способы с выбросами не применяют ся, используются локальные способы,Применительно к комбайновой проходке выработок могут быть применены следующие локальные способы: местное увлажнение угольного маосива,бурение скважин большого диаметра,гидро отжим призабойной части пласта,гидровымыв полостей и создание опережаю щих разгрузочных щелей.
Увлажнение угольного массива
Сущность метода увлажнения угольного массива состоят в изменении свойств угля.определяющих его выбросоопасность,за счет подачи в уголь ный пласт воды. Технологически способ осуществляется следующим образом: вдоль оси выработки из ее забоя (или из специальной ниши) бурится сква жина длиной 20-100 к,герметизируется и в нее с помощью насоса высокого
давления подается вода. Герметизируемый интервал скважин должен распо лагаться в прочной пачке угля.
Степень технологической совиестииости с комбайновый способом про ведения средняя,время на профилактическую обработку массива весьма большое. Эффективность способа при правильном выборе параметров и ка чественной проведении увлажнения высокая. Регулируемость способа при изменении условий выбросоопасности ограничена трудоемкостью и значите льным временен на повторение способа.
Скважины больного диаметра
Способ осуществляется путем бурения скважин впереди забоя выработ ки. Технологически способ плохо сочетается с комбайновой проходкой. Улучшение технологической совместимости может быть осуществлено путем конструктивного объединения комбайна и бурового станка.
Рационально опережающие скважины бурить максимально возможной дли ны,но не менее 15 м с неснижаемым запасом 5 м и более. Диаметр схважин должен быть не менее 200 мм.
При проведении выработок на пластах с мягким углем, склонным к вы сыпаниям,перед бурением скважин необходимо производить полную перетяжку забоя обаполом или круглым лесом.
Эффективность способа зависит от числа скважин,их диаметра, време ни действия скважин,степени их впжмного влияния друг на друга я физи ко-химических свойств угольного массива. Надежность способа незначите льная.
Ридроотжим призабойной части пласта
Заключается в разгрузке части пласта, прилегающей к забою выработ ки,за счет отжима угля силами давления нагнетаеыой в ипур воды.
В результате применения гидроотжима достигается:
1.Снижение несущей способности пласта в зоне нагнетания,заклю чающееся в повышении способности пласта к необратимым (неупругим) де формациям.
2.Перераспределение горного давления таким образом,что максимум концентрации напряжений отодвигается в глубь массива.
3.Снижение давления газа в призабойной чаоти плаота. Особенностью гидроотжима,определяющей его параметры,является необ
ходимость соблюдения глубины герметизации (она должна быть не менее длины зоны предельно напряженного состояния пласта). Практически в ком байновых забоях глубина герметизации принимается 3-3,5 м. Нагнетание воды производится до получения эффективного гидроотжима,особым признаком которого служит резкое снижение давления и прекращение проявления внеш них признаков активности пласта (удары,трески,шумы). В целях безопасности ведения работ по гидроотжиыу выбросоопасная пачка пласта в пределах ое-
чения выработки перетягивается обаполоы или круглый лесой. Для пере тяжки может быть использовав специально изготовленный щит с подпорок его к забою выработки стрелой проходческого коибайна (типа 4ПУ).
Технологическая совместимость гидроотжиыа с комбайновой проход кой лучше,чем бурения скважин или увлажнения ввиду меньшего времени, необходимого на профилактическую обработку. Надежность способа незна чительная. Применяемое оборудование то же,что и при увлажнении уголь ного массива.
Гидровымыв опережающих полостей
Принцип профилактического воздействия опережающих полостей ана логичен скважинам большого диаметра. Однако радиус действия полостей больше вследствие неправильной их формы и меньшей устойчивости их сте нок. Гидровымыв опережающих полостей может осуществляться ручным или механическим способом с применением специальной установки. Полости мо гут быть созданы только по мягкому углю,поэтому преимущественно они создаются по выбросоопасным пачкам угля. Отличительной особенностью гидровыыыва опережающих полостей является регулируемость способа. В случае необходимости полости размываются практически любого диаметра вплоть до получения сплошной щели.
При наличии нескольких выбросоопасных пачек полости вымываются в каждой пачке. Диаметр полостей должен быть не менее 300 мм.
Согласно исследованиям ВостНИИ на шахтах Воркутинского месторож дения рациональные параметры гидровымыва следующие: длина полостей 12—15 м; неснижаемый запас опережения полостей -5 ы; давление воды при гидровымыве 120-140 кг/cu2. Режим процесса гидровыыыва должен выбирать ся с учетом действия сил газового давления.
Создание опережающих щелей Применение опережающих разгрузочных щелей основано на эффекте раз
грузки, аналогичном разработке защитного пласта. Создание |
щели в преде |
лах угольного пласта увеличивает эффективность разгрузки |
и уменьшает |
|
Ж МО |
время профилактического воздействия на массив. Проходку выработок осу ществлять сразу же после создания щели.
Практически могут быть применены два способа создания щелей - механический и гидрогазодинамический. Механический способ создания ще лей может осуществляться,например, применением канатной пилы. Для практического его внедрения необходимо создать специальный агрегат,сов мещающий одновременно и механизм для выемки угля с целью проходки выра ботки.
Гидрогазодинамический способ создания опережающих щелей основан на создании отдельных полостей под действием энергии струи воды и дав ления газа. Расстояние между полостями принимается таким,чтобы целики
между ними раздавливались и образовывалась щель. Область применения гидровымыва щелей та же,что и гидровымыва полостей. Ширина щели при нимается на I n больше ширины забоя выработки,считая по иыбросоопасвой пачке.
Наиболее рациональная длина щели IO-I2 и,а неснижаемое опережение 3-5 м в зависимости от степени выбросоопасиости пласта.
Эффективность споооба наибольшая из воех известных локальных опосо бов борьбы о внезапными выбросами угля и газа.
Наиболее рациональными из локальных способов борьбы с внезапными выбросами угля и газа в условиях комбайновой проходки выработок являет ся создание опережающих щелей,гидровымыв полостей,увлажнение угольного массива и гидроотжим призабойной чаоти массива.
§ 2. Выемка угля и режим подвигания забоя
Требования к правилам выемки угля и режиму подвигания забоя отно сятся к следующим вопросам: порядку обработки массива исполнительным органом; величине заходкя ( глубине внедрения исполнительного органа в угольный массив при первоначальном врубе); скорости внедрения исполни тельного органа при производстве первоначального вруба; среднечасовой скорости подвигания забоя.
При использовании на мощных и средней мощности выбросоопасных плас тах проходческих комбайнов с исполнительным органом штангового типа (4-ПУ и т.п .) порядок обработки забоя,независимо от применяющихся спо собов предотвращения выбросов,должен быть следующим. Первоначальная зарубка производится в районе верхнего кутка.
Величина заходки (а следовательно,и глубина первоначального вруба) не должна превышать 0,4- м.
Скорость внедрения исполнительного органа при производстве перво начального вруба должна быть наименьшей яд технически возможных,т.е. соответствовать минимальной скорости подачи комбайна на забой.
Среднечасовые скорости подвигания забоев (или длительность взятия заходки) устанавливаются в зависимости от применяемых в данном забое параметров способа борьбы с внезапными выбросами. При проведении выра ботки в защищенных зонах среднечасовые скорости подвигания вабоев не ограничиваются какими-либо пределами.
Выемка новой заходки запрещается без закрепления постоянной кре пью соответствующей части выработки,ставшей доступной для возведения крепи после выемки предыдущей заходки.
Во всех случаях не разрешается приступать к выемке очередной за ходки глубиной 0,4 м,если,во-первых,временная крепь не установлена вплотную к забою и, во-вторых,если расстояние от постоянной крепи до груди забоя больше предусмотренного технической характеристикой комбайна.
