Файл: Медведев, И. И. Газовыделения на калийных рудниках.pdf

население, живущее вблизи, было предупреждено о предстоящем выбросе, надшахтная площадка очищена, горноспасательная служба приведена в боевую готовность, главный вентилятор вклю­ чен на полную мощность.

При последовавшем взрывании разразился самый тяжелый в истории калийного бассейна Верра выброс соли и углекислого га-

Рис. 36. Полости планомерно спровоцированных выбросов на участке рудника «Менценграбеи» [30]

за. Было выброшено 18 тыс. т высококачественной соли. По обоим шахтным стволам выделилось большое количество углекислого газа, заполнившего большие участки поверхности. Под землей сработали не только автоматические газовые заслонки участка, но и заслонки соседних участков с изолированной вентиляционной струей.

Разрушений из-за выброса не произошло, за исключением не­ значительных повреждений некоторых вентиляционных сооруже­ ний и деформирования откидной заслонки перед защитной каме­ рой скреперной лебедки. Небольшие разрушения были устранены за одну смену. Через 2 ч после выброса дневная смена уже смогла спуститься в шахту. Простой в работе транспорта был незначи­ тельным. Сравнение обстоятельств и последствий двух описанных выбросов приведено ниже.

109

НО

Распределение расходов при внезапном и управляемом выбро­ сах в немецких марках приведено в табл. 15.

При внезапном выбросе 1957 г. производственные расходы увеличились на 109 тыс. немецких марок (на 44 тыс. руб.), в то время как при управляемом выбросе 1963 г. они уменьшились на 78 тыс. немецких марок (на 32 тыс. руб.).

При укрупненном расчете калькуляции экономичности управ­

также с удалением выде­ лившегося при выбросе га­ за из рудника.

выброса

Для экономичности искусственно вызываемого выброса боль­ шое значение имеет содержание КгО в соли. При содержании КгО в солях, равном 26%, себестоимость по сравнению с обычной сни­ зилась на 65%, а при содержании КгО, равном 11%, — на 3,5%. Граница экономичности выброса рудника «Менценграбен» находится при содержании КгО в соли 10,6%.

Опыт планомерного провоцирования выбросов на руднике «Менценграбен» при определенных условиях может быть исполь­ зован и другими калийными рудниками.

Выполнение системы защиты позволило управлять выбросами

111

в бассейне Верра в широких масштабах. Вредные последствия вы­ бросов теперь наблюдаются редко. Почти полностью отпала необ­ ходимость в ремонтно-восстановительных работах после выбросов.

В последние годы в ГДР в связи с переходом на выемку каме­ рами с короткими междукамерными целиками получены новые результаты в решении проблемы борьбы с выбросами [31].

Управление выбросом при буровзрывном способе отбойки ос­ новано на зависимости между размерами начального отверстия полости выброса, мощностью выбросоопасного пласта и размером выброса (рис. 38). Допустимые размеры выброса зависят от копк-

А -А (у в е л и ч е н о }

Д оам ет р начального от верст ия

полост и дывроса, м

ретных производственных условий, в частности от размеров п состояния выработок. Гиммом и его коллегами горные выработки были разделены на три группы.

I группа — капитальные п другие выработки, при проведен которых необходимо обеспечить их определенную форму и проект-

112

ные размеры и устойчивость кровли. При этом полости выбросов не должны выходить за проектные контуры выработки. Ограниче­ ние размера выброса достигается с помощью специального пас­

ликов. Выемка ведется с опережающим забоем меньшей ширины, а в передовом забое

создается прямой вруб с незаряжаемыми врубовыми скважинами (рис. 40). При мощности пласта 1,1 м и ширине передового за­ боя 4,2 м количество выброшенной породы не превышает

500т.

III группа — забои камер, расположенные на расстоянии бо

лее чем 50 м от выемочного штрека. Задачи по ограничению раз­ мера выбросов в этих случаях заключаются в следующем: не допустить загазирования атмосферы горного участка, разрушения оборудования, вывала каменной соли из кровли и чрезмерного на­ рушения ширины пролета камеры. Бурение производится по схе­ ме, приведенной на рис. 40. Ширина передового забоя ограничи­ вается, с тем чтобы выброс не превысил 3000 т при мощности пласта 1,1—1,8 м.

Такая технология управления выбросами не представляет

трудностей в связи с созданием в ГДР передвижных буровых станков II безрельсового выемочного оборудования.

,§ 3. Прогнозирование внезапных выбросов

Прогнозирование выброса имеет большое значение во всех случаях. Без применения каких-либо способов воздействия непо­ средственно на выбросоопасный участок массива (предупрежде­ ния, управления или провоцирования выброса) своевременный прогноз существенно повышает безопасность работ, позволяет во­ время осуществлять организационно-технические мероприятия, направленные на обеспечение безопасности и уменьшение возмож­ ного ущерба от внезапного выброса. При применении какого-либо метода воздействия на выбросоопасный участок прогноз позволя­ ет выделить этот участок и способствует более эффективному ис­ пользованию метода прогноза, а при отсутствии опасности выбро­ са позволяет избежать непроизводительных затрат труда и средств. Поэтому наряду с поисками способов управления выбро­ сами велись исследования по созданию методов их прогноза.

Первые попытки прогнозирования выбросов основывались на визуальных наблюдениях и связывались с особенностями геологи­ ческого строения опасных участков. Так, Ю. В. Морачевский и М. П. Фивег предложили считать основным фактором прогноза тектонический признак, вспомогательными — характер газоносно­ сти и петрографические особенности пород. Такой метод прогноза весьма неточен, так как позволяет оценить строение породы толь­ ко на поверхность забоя, а не на глубине. Часто этих признаков оказывается недостаточно для предсказания выброса. По указан­ ным признакам в большинстве случаев нельзя оконтурить опасный участок и предсказать силу и размер выброса. Прогнозировать выброс с наибольшей вероятностью могут только специалисты, имеющие большой опыт работы в условиях данного выбросоопас­ ного пласта.

Дальнейшие попытки прогнозирования были основаны на пред­ положении о р а з л и ч и и ф и з и ч е с к и х с в о й с т в пород невы­ бросоопасных и выбросоопасных участков, связанных с их неоди­ наковой пористостью и газоносностью. Из известных геофизичес­ ких методов для выделения газоиасыщенных (выбросоопасных)

вого метода. При этих испытаниях исходили из предположения, что скорость звука в газоносных солях существенно отличается от скорости звука в солях, не содержащих газа. Считалось, что ультразвуковой импульс, посылаемый в породу, отразится на гра­ нице газонасыщенной зоны. Частота ультразвука составляла 22 кГц, что для соляных пород соответствует длине волны от 20 до 30 см. Недостатки метода — его высокая чувствительность (от-

114