Способы дегазации сближенных угольных пластов и вмещающих пород при их подработке и надработке

Разгрузка сближенного пласта наступает при его подработке или надработке. Степень разгрузки зависит от мощности разрабатываемого и сближенного пластов, свойств вмещающих пород, удаленности сближенного пласта от разрабатываемого и от других факторов. Различают схемы дегазации пологих и наклонных крутых тонких и крутых мощных подрабатываемых и надрабатываемых угольных пластов.

При дегазации пологих и наклонных сближенных пластов и вмещающих пород дегазационные скважины бурят из откаточных, вентиляционных или полевых штреков. Основные параметры заложения скважин приведены на рис. 1.1.

Типичные схемы расположения дегазационных скважин, пробуренных на подрабатываемые пласты при сплошной системе разработки, показаны на рис. 1.1, а при столбовой — на рис. 1.2.

При выборе схемы дегазации смежных пластов и вмещающих пород соблюдают следующие условия:

·  при сплошной системе разработки скважины бурят из вентиляционного или откаточного штрека параллельно линии очистного забоя либо с разворотом к ней 20—45° в сторону опережения, а также из откаточного штрека вышележащего этажа;

·  при столбовой системе разработки с обратным порядком отработки выемочных полей скважины бурят с разворотом в сторону лавы;

·  дегазация нескольких подрабатываемых пластов одной скважиной разрешается при расстоянии между пластами до 10 м при М/ m в  30 и до 15—20 м при М/ m в > 30 *;

·  эффективность дегазации подрабатываемого пологого пласта на        30—50 % выше при бурении скважин из вентиляционных штреков, чем из откаточных;

·  параметры заложения дегазационных скважин для дегазации подрабатываемых и надрабатываемых пластов (угол наклона скважины к горизонту β, угол разворота скважины , длина ее l с) зависят от угла падения пласта α, угла разгрузки подрабатываемой толщи ), длины лавы l оч, ширины целика b (или при ширине бутовой полосы 12 м и более — ширины целика плюс 0,5 ширины бутовой полосы), проекции α скважины на горизонтальную проекцию оси выработки, из которой она бурится, проекции с на пласт величины возможного отклонения скважины, расстояния по нормали h от места заложения скважины до кровли разрабатываемого пласта при бурении скважин из полевых выработок. В табл. 1.1 приведены примеры расчета параметров заложения скважин, буримых с разворотом относительно линии падения (восстания) пласта и без разворота.

Величину α принимают в соответствии с Руководством; она не должна превышать 25 м. Расстояние между скважинами рассчитывают в зависимости от эффективности дегазации и разрежения в скважине; оно может изменяться от 10 до 150 м. Угол разгрузки подрабатываемой толщи рекомендуется принимать с табл. 1.2.

 

 

___________________________________________________________
* М – расстояние по нормали между разрабатываемым и подрабатываемым пластами, м; m в – вынимаемая мощность разрабатываемого пласта, м.

 

Рисунок 1.1 – Схема дегазации подрабатываемых угольных пластов скважинами, пробуренными без разворота из откаточного штрека дегазируемой лавы при сплошной системе разработки

Рисунок 1.2 – Схема дегазации подрабатываемых угольных пластов при столбовой системе разработки (обратный порядок отработки):
1 – вентиляционный штрек; 2 – откаточный штрек; M 1 , M 2 и M 3 – расстояния от разрабатываемого до смежных пластов по падению            соответственно I, II и III

 

 




Таблица 1.1 – Примеры расчета параметров заложения дегазационных скважин, буримых на сближенные пласты

Разгружае-мый пласт Место заложения скважин Угол разворота скважины , градус Угол наклона скважины  к горизонту, градус Длина скважины , м

Бурение скважин с разворотом относительно линии падения (линии очистного забоя)

Подрабаты-ваемый

В пластовых выработках, проводимых по простиранию пласта      
То же, по падению пласта
Надрабаты- ваемый В полевых выработках, проводимых в почве разрабатывае-мого пласта при выемке по простиранию      

Бурение скважин без разворота

Подрабаты-

ваемый

В пластовых выработках, проводимых по простиранию   _    
То же, по падению или восстанию пласта   _    
Надрабаты- ваемый То же _  

Примечание. Верхний знак (+ или -) принимают при бурении скважин в сторону падения пласта, нижний «–» в сторону восстания

при  l ОЧ=100 м , при .

Таблица 1.2 – Углы разгрузки подрабатываемой толщи

 

Разрежение в устье скважины рекомендуется принимать равным     120— 135 гПа.

Дегазацию вмещающих пород скважинами для обеспечения проветривания выемочных участков применяют при метановыделении из них более 2 м3/мин или при недостаточной эффективности дегазации сближенных пластов. При близком залегании газоносных пород и сближенного пласта рекомендуется одновременная их дегазация. Коэффициент эффективности дегазации подрабатываемых сближенных пластов достигает 0,5—0,7, надрабатываемых пластов 0,2—0,6 и газоносных пород 0,3—0,4.

Дегазация разгруженных тонких крутых угольных пластов может осуществляться при помощи как породных, так и пластовых скважин. Породные скважины бурят из выработок разрабатываемых и неразрабатываемых пластов. В первом случае дегазация разгруженных пластов используется как при сплошной, так и при столбовой (рис. 1.3) системе разработки.

Рисунок 1.3 – Схема дегазации тонких крутых сближенных пластов скважинами, пробуренными из выработок разрабатываемого пласта, при столбовой системе разработки:
1 – промежуточные квершлаги; 2 – откаточный штрек; 3 – вентиляционный штрек; 4 – дегазационные скважины

Во втором случае дегазационные скважины бурятся из выработок пласта, расположенного рядом разрабатываемым пластом, в зону разгрузки от горного давления.

Пластовые скважины бурятся из группового штрека при групповой подготовке пласта, когда групповой штрек проводится по одному из сближенных пластов, или из промежуточного квершлага. При выборе схемы дегазации тонких крутых пластов учитывают параметры заложения скважин, угол разгрузки , расстояние между дегазационными скважинами по простиранию, коэффициент эффективности дегазации. Параметры заложения скважин для дегазации сближенных тонких крутых угольных пластов приведены в табл. 1.3.

Угол разгрузки на крутых пластах для определения углов наклона дегазационных скважин к горизонту принимают по табл. 1.4.

Рисунок 1.4 - Схема дегазации надрабатываемого мощного крутого пласта скважинами, пробуренными из полевого штрека:
1 — разрабатываемый пласт; 2 — надрабатываемый мощный пласт;
3 — полевые штреки откаточного и вентиляционного горизонтов;
4 — промежуточные квершлаги откаточного и вентиляционного горизонтов; 5 — выработки разрабатываемого пласта; 6 — дегазационные скважины

 

Расстояние между дегазационными скважинами по простиранию приведены ниже.

Коэффициент эффективности дегазации тонких крутых сближенных пластов возрастает с увеличением расстояния между разрабатываемыми и сближенными пластами М и составляет при залегании последнего над разрабатываемым пластом: 0,2 при М = 10÷20 м, 0,3—0,6 при М = 20÷60 м и 0,6—0,7 при М > 60 м, а при залегании под разрабатываемым пластом от 0,1 - 0,2 при М < 10 м, 0,2— 0,4 при М = 10÷30 м и 0,4 - 0,6 при М > 30 м.

Дегазация надрабатываемых мощных крутых угольных пластов осуществляется скважинами из полевых штреков (рис. 1.4), из выработок, пройденных по одному из разрабатываемых пластов свиты (рис. 1.5), из промежуточных квершлагов и при помощи газосборных выработок, пройденных по дегазируемому пласту. По аналогичным схемам производят дегазацию подрабатываемых пластов.

При выборе схемы дегазации необходимо руководствоваться следующими положениями:

·  из полевого штрека дегазационные скважины следует бурить веером из двух—четырех скважин по восстанию пласта через каждые 20—30 м по длине полевого штрека;

·  параметры заложения скважин для дегазации мощных крутых пластов нужно рассчитывать по формулам, приведенным в табл. 1.5;

·  диаметр дегазационных скважин следует принимать 60—200 мм, глубину герметизации их устьев не менее 3 м;

·  разряжение в скважинах должно составлять 135—160 гПа;

·  опережение бурения скважин на надрабатываемые мощные пласты относительно линии очистного забоя должно составлять не менее       2—3-месячного подвигания лавы по простиранию разрабатываемого пласта;

·  коэффициент эффективности дегазации крутых мощных пластов при их надработке или подработке следует принимать равным 0,2—0,4.

Выработка, из которой бурится скважина

Положе-

ние сближен-ных пластов относи-тельно разраба-тываемо-го пласта

Наличие целиков или бутовых полос

Положе-ние скважин относи-тельно линии падения пласта

Параметры заложения скважины

Угол наклона к горизонту , градус Угол разворота , градус Длина скважины , м

Откаточный штрек

В кровле

Не имеется

Вкрест простирания     0  
С отклоне-нием от линии падения  
Имеется Вкрест простира-ния ;   0  
В почве Незави-симо от наличия целика (бутовой полосы) у штрека Вкрест простира-ния   30   0    

Групповой откаточных штрек в кровле разрабаты-ваемого пласта

В кровле

Не имеется

 

Вкрест простира-ния     0  
С отклоне-нием от линии падения  
Вентиля-ционный штрек В кровле Имеется Вкрест простира-ния При ; При При ( -см. выше)   0  




Таблица 1.3 – Параметры заложения скважин, буримых для дегазации тонких крутых пластов

Таблица 1.4 – Угол разгрузки крутых пластов



Таблица 1.5 – Параметры заложения скважин, буримых для дегазации мощных крутых пластов

 

Дегазацию сближенных угольных пластов, вмещающих пород и выработанных пространств с помощью газосборных выработок и скважин применяют в тех случаях, когда в качестве газосборной можно использовать выработку, пройденную для технологических целей, или когда нельзя осуществить дегазацию скважинами, буримыми из горных выработок.

Рисунок 1.5 - Схема дегазации надрабатываемого мощного крутого пласта скважинами, пробуренными из выработок разрабатываемого пласта:
1 — разрабатываемый пласт; 2 — надрабатываемый мощный пласт;
3 — полевые штреки откаточного и вентиляционного горизонтов;
4 — промежуточные квершлаги откаточного и вентиляционного горизонтов; 5 — откаточный штрек; 6 — дегазационные скважины;
7 — вентиляционный штрек

 

При выборе указанного способа дегазации следует руководствоваться следующими положениями:

·  оптимальным расстоянием до газосборной выработки от разрабатываемого пласта следует считать 20—30 м и 0,2—0,3 высоты этажа от вентиляционного штрека;

·  при наличии выше газосборной выработки сближенных пластов на них бурятся дегазационные скважины длиной до 50 м через 40—100 м по простиранию пластов;

·  на глубинах до 500 м при значительном выделении метана из выработанных пространств и сближенных пластов следует бурить вертикальные скважины с поверхности, которые должны располагаться на 3—5 м ниже разрабатываемого пласта для того, чтобы на момент окончания оборудования скважины от ее забоя до лавы оставалось не менее 30 м;

·  расстояние между вертикальными скважинами по направлению движения лавы должно составлять 50—100 м, а от вентиляционной выработки до места пересечения скважины с пластом 10—25 м при   М/ m в = 20 (М — расстояние от кровли разрабатываемого до почвы подрабатываемого пласта, m в — вынимаемая мощность пласта),        15—40 м при М/ m в = 20÷40 и 30—70 м при М/ m в > 40;

·  коэффициент эффективности дегазации источника газовыделения при использовании газосборных выработок и скважин при благоприятных условиях может достигать 0,7, а при бурении вертикальных скважин с поверхности — 0,5—0,6.





Дата: 2018-11-18, просмотров: 31.