Металлоизделия в Луганске и области

Металлокострукции, входные двери, заборы, оградки,
решетки, лестницы, ковка, модули,
вальеры, декоративная мебель

К вопросу о проветривании очистных забоев

К вопросу о проветривании очистных забоев при увеличении нагрузки на газообильные лавы пласта четвёртого оао «воркутауголь»

Поставленная задача увеличения суточной добычи на шахтах ОАО «Воркутауголь» предполагает взаимоувязанное решение нескольких подзадач при строгом соблюдении требований действующих нормативных документов:

обеспечение безопасного проветривания очистного забоя;

обеспечение безопасного проветривания выемочного участка;

обеспечение безопасного проветривания шахты в целом.

Вопросы обеспечения безопасного проветривания выемочного участка и шахты в целом достаточно хорошо решаются наработанными и проверенными способами вентиляции и дегазации, а именно: увеличением пропускной способности шахтной вентиляционной сети; применением и совершенствованием схем дегазации метановоздушной смеси из куполов обрушения (выработанных пространств).

Ограничения при проветривании очистного забоя - гораздо более сложны и противоречивы. В этой статье предпринята попытка систематизировать эти противоречия и показать пути их устранения.

Безопасное проветривание очистного забоя определяется возможностью соблюдения безопасного газопылевого режима, особенно при работе по неразгруженным защитным пластам, прежде всего по пласту Четвертому, и может быть достигнуто применением средств: вентиляции (в том числе изолированного отвода метановоздушной смеси) и дегазации.

Согласно п. 235 в отдельных случаях допускается превышение скорости движения воздуха в призабойных пространствах очистных забоев более 4 м/с, когда иными способами невозможно обеспечить поддержание метана в исходящей из очистного забоя вентиляционной струе в пределах норм, указанных в таблице 3.4 (не более 1 %). Резерв увеличения скорости выше 4 м/с может быть задействован только в случае заблаговременного надлежащего согласования этого отступления с надзорными органами в установленном порядке.

Применение изолированного отвода позволяет решить проблему снижения абсолютного метановыделения в пределах выемочного участка, но практически не сказывается на снижении абсолютного метановыделения в очистном забое. При небольшом отходе лавы от монтажной камеры, когда работа изолированного отвода вследствие малости аэродинамических сопротивлений весьма эффективна, может создаться иллюзия, что достигнутый снос метановоздушной смеси из очистного забоя в какой-то степени снижает расход метана, исходящего из лавы. Но при последующем отходе лавы от монтажной камеры эффективность воздействия изолированного отвода на снижение расхода метана, исходящего из лавы, неуклонно снижается даже при многоштрековой подготовке. При этом расход метана в изолированном отводе, как правило, стабилен, и его эффективность для выемочного участка в целом остается достаточно высокой.

Обеспечение безопасного проветривания очистного забоя с помощью снижения метанообильности средствами дегазации

Снижение метанообильности и, тем самым, обеспечение безопасного проветривания очистного забоя средствами дегазации при увеличении нагрузки на лаву представляет собой весьма сложную задачу с негарантированным результатом. Подтверждением тому могут служить итоги производственного опробования результатов научно-исследовательских работ по применению предварительной дегазации, проведенных в 2007-2008 гг. на шахте «Заполярная».

По рекомендации НИР было запланировано бурение 32 скважин длиной 145 м в поле лавы 514-с пласта Четвертого с последующим подключением их к дегазационному трубопроводу. Часть из них для активизации внутрискважинного трещинообразования и, как следствие, метановыделения, предполагалось подвергнуть воздействию ультразвука с помощью прибора АКСИ.

Проведенные испытания дали отрицательный результат:

не удалось пробурить более 4-5 скважин длиной более 100 м. Бурение по углю с промывкой оказалось неэффективным, бурение с продувкой также не принесло желаемых результатов;

скважины, «потерявшие» при бурении пласт угля, обратно в уголь не возвращались, искривляясь в сторону более крепкой среды;

вследствие крайне низкой газопроницаемости угля пробуренные скважины имели очень низкий эффективный радиус метаносбора;

пробуренные скважины недолговечны: даже вдалеке от зоны повышенного горного давления они имеют тенденцию «затекать» и «схлопываться»;

эксперименты с ультразвуковым воздействием на внутренние поверхности пробуренных скважин давали очень кратковременный эффект (10-15 минут), т.е. не дали устойчивого повышения дебита метана из скважин.

Такая крайне низкая, почти нулевая результативность весьма дорогостоящих работ приводит к отказу от их проведения.

Основные направления рационального применения привычных классических методов повышения добычи из очистного забоя при условии обеспечения безопасности работ (с практическими рекомендациями) подробно рассмотрены в «Методике определения газоотдачи пласта при его разрушении рабочим органом комбайна. В зависимости от технических характеристик очистного оборудования выемочного участка» (ПечорНИИпроект, Воркута, 2009), в том числе рекомендованы к применению:

методика выбора оборудования выемочного участка с учетом характеристик комбайна, скорости забойного конвейера (с целью недопущения образования взрывоопасной концентрации в зоне работы комбайна);

определение возможно допустимой нагрузки на очистной забой по газовому фактору для известного значения расхода воздуха в очистном забое в неосложненных и осложненных горно-геологических условиях;

выбор схемы работы комбайна;

определение максимальной скорости подачи в зависимости от схемы работы очистного комбайна:

рекомендации по обеспечению согласованности технической производительности очистного комбайна и лавного конвейера.

Таким образом, резервы увеличения производительности путем применения для снижения метанообильности очистного забоя только привычных классических методов выбраны полностью. Дальнейшее увеличение производительности с применением только этих методов, к сожалению, практически невозможно.

Для решения этой задачи нужен качественный переход, включающий следующие направления:

увеличение площади поперечного сечения очистного забоя (эта возможность весьма гипотетична, так как требует серьезных конструторских проработок и не менее серьезных лицензионных согласований);

изменение нормативной базы, предполагающее увеличение максимально допустимой скорости движения воздуха в очистном забое для интенсификации разбавления метана, и, тем самым, возможность справиться средствами вентиляции с большим значением метановыделения в лаву;

изменение технологии добычи угля, например, на струговую и одновременно изменение нормативной базы, предполагающее увеличение максимально допустимой скорости движения воздуха в очистном забое;

применение схемы изолированного отвода, предполагающей снос метановоздушной смеси непосредственно из очистного забоя по специально проведенным выработкам вдоль выемочного столба, например, выше пласта Тройного.

Наиболее приемлемым вариантом является разработка и утверждение надзорными органами в установленном порядке специальных технических условий (СТУ по опыту южных угольных бассейнов), учитывающих особенности региональных условий. Для разработки СТУ потребуется проведение научно-исследовательских работ в области разработки и применения схемы изолированного отвода, предполагающей снос метановоздушной смеси непосредственно из очистного забоя по специально проведенным выработкам вдоль выемочного столба.

Форма заказа

Цветная металлургия

Горная проммышленность