Файл: Газообильность каменноугольных шахт..pdf

Следовательно, пропускная способность вентиляционной сети (сечение выработок) должна определяться с учетом газообильности участка, ожидаемой на период полного развития горных ра­ бот.

Максимально возможная газообильность участка за все время его отработки, по величине которой должна устанавливаться про­ пускная способность вентиляционной сети, вычисляется по формуле

где ka — коэффициент неравномерности газовыделения при опре­ делении ожидаемой максимальной газообильности участка,

Физическая сущность коэффициента неравномерности газовыде­

oj — среднеквадратичное отклонение от величины текущей средней газообильности), изображенных штриховкой на рис. 35. Следова­ тельно, искомое значение максимально возможной газообильности (точка А на рис. 35) определится из выражения

где q'max — относительная газообильность, соответствующая мак­ симальному пределу колебаний газового дебита за период отработ­ ки выемочного поля; q — средняя относительная газообильность горных выработок.

При прогнозе газообильности проектируемых шахт более удоб­ но пользоваться значениями коэффициентов неравномерности га­ зовыделения, выраженными в зависимости от среднесуточной про­ изводительности участков и их газообильности, отнесенной к 1 т добытого угля. Величины таких коэффициентов, учитывающих так­ же изменение газообильности по мере отработки участка, приведе­ ны в табл. 2 1.

92

Т а б л и ц а 2l

Значения коэффициента неравномерности газовыделения kn при суточ­

ной добыче, т

Средняя относи­ тельная газообйль-

Рис. 35. Схема к определению величины коэффициента неравномерности газовыделения применительно к прогнозу газообильности:

Г л а в а V

ПРОГНОЗ ГАЗООБИЛЬНОСТИ ШАХТ КУЗБАССА

§ 12. МЕТОДЫ ПРОГНОЗА ГАЗООБИЛЬНОСТИ ШАХТ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ В БАССЕЙНЕ

Основным общесоюзным нормативным документом для расчета ожидаемой газообильности горных выработок проектируемых шахт является «Временная инструкция по прогнозу метанообильности угольных шахт СССР», утвержденная в 1964 г. Инструкцией пре­ дусматривается применение двух методов прогноза: горностати­ стического и прогноза по газоносностиугольных пластов, опреде­ ляемой при ведении геологоразведочных работ.

Горностатистический метод основан на прямолинейной экстра­ поляции роста газообильности с глубиной в соответствии с законо­ мерностью, установленной в пределах действующих горизонтов. Для получения надежных результатов прогноза необходимо на­ личие следующих условий:

1) проектируемой (если готовится углубка) или соседней шах­ той должно быть к моменту составления прогноза полностью от­ работано два горизонта в метановой зоне или же должна быть известна глубина зоны деметанизации по всем пластам, а ниже ее должен быть отработан один горизонт;

2) проектируемый горизонт должен быть расположен не глуб­ же 200 м по вертикали от нижней границы отработанных горизон­ тов той же или соседней с ней (по простиранию) шахты;

3)горнотехнические (порядок отработки пластов, система раз­ работки, способ управления кровлей и т. д) и геологические (стра­ тиграфия пластов, тектоника) условия отработанных и проектируе­ мого горизонтов должны быть аналогичными;

4)должны иметься данные о газообильности горных вырабо­ ток отработанных горизонтов, в том числе материалы по установ­ лению категорийности шахт, результаты декадных плановых заме­ ров, выполняемых в соответствии с требованиями ПБ, а также ре­ зультаты газовых съемок (если таковые проводились).

94

При составлении прогнозов газообильности шахт Кузбасса в большинстве случаев не было возможности строго выполнять пере­ численные условия, особенно 3-е и 4-е. Многие шахтные поля силь­ но разбиты дизъюнктивными и пликативными нарушениями, так что выделять отдельные пояса по простиранию для самостоятель­ ного прогноза по каждому из них можно было только по наиболее крупным структурам. В связи с развитием технологии добычи угля изменялись горнотехнические условия, влияние которых на изменение газообильности не было изучено в достаточной степени. Наиболее же существенное отступление от требований заключа­ лось, как правило, в отсутствии достаточного количества исходных материалов по фактической газообильности горных выработок. На многих шахтах, иногда даже номинально сверхкатегорных, нако­ пилось вообще еще слишком мало данных о газопроявлениях. Если данные имелись не по всем пластам, намечаемым проектом к от­ работке, то приходилось прибегать к аналогии (иногда весьма ус­ ловной) и различным допущениям.

При использовании метода прогноза по газоносности угольных пластов решающей предпосылкой для обеспечения надежности результатов является достаточное количество и качество исходных материалов. Оно регламентируется требованиями «Временной ин­ струкции по определению и прогнозу газоносности (метаноносности) угольных пластов при проведении геологоразведочных работ» в зависимости от стадии разведки. В частности, по детально раз­ веданным участкам должны приводиться в отчетах сведения об изменении качественного состава газов и газоносности пластов по мере увеличения глубины, общая характеристика влияния основ­ ных геологических факторов на распределение газа и прогнозная оценка газоносности разведанного месторождения; в качестве гра­ фических приложений — графики изменения газоносности уголь­ ных пластов с глубиной (рис. 36), а также схемы или карты и раз­ резы с нанесением границы зоны метановых газов и, по возможно­ сти, линий равной природной газоносности угольных пластов — изогаз [8].

Большие затруднения возникали при составлении прогнозов га­ зообильности шахт на полях, разведанных до ввода в действие инструкции [8]. Ранее применявшаяся в Кузбассе бассейновая ин­ струкция 1 хотя и содержала конкретные требования в отноше­ нии объемов опробования и оформления результатов, в частности предусматривала составление - карт прогноза газоносности уголь­ ных пластов (рис. 37), однако не являлась обязательным норма­ тивным документом, вследствие чего материалы опробования пла­

Кемерово, ЦБТИ Кемеровского совнархоза, 1961.

95

Случаях из-за отсутствия дайных проводилась специальная доразведка на газоносность ранее разведанных шахтных полей.

Перечисленные причины не позволяли во многих случаях при­ менять предусмотренные «Временной инструкцией по прогнозу ме-

ности пластов Донбасса. Для угольных бассейнов с преоблада­ нием мощных пластов и сложным геологическим строением инст­ рукцией рекомендовано производить уточнение параметров по данным соответствующих научно-исследовательских институтов [9].

Таким образом были уточнены, например, значения остаточной газоносности угля, выдаваемого из шахты, по материалам исследо­ ваний более 300 проб угля, отобранных с кромки очистных и под­ готовительных забоев, а также из вагонеток в околоствольных дво­ рах на действующих горизонтах шахт во всех геологопромышлен­ ных районах Кузбасса. При этом сделан вывод, что газоемкость угля при давлении газа 1 кгс/см2 не является пределом его воз-

96