6.4. ОСОБЕННОСТИ ПРОВЕДЕНИЯ ВЫРАБОТОК В СЛОЖНЫХ УСЛОВИЯХ

  Главная     Учебники - Горное дело     Ю. Ф. ВАСЮЧКОВ ГОРНОЕ ДЕЛО 

 поиск по сайту     

 

 

 

 

содержание   ..  20  21  22  23  24  25  26  27  28  29  30  ..

 

 

6.4. ОСОБЕННОСТИ ПРОВЕДЕНИЯ ВЫРАБОТОК В СЛОЖНЫХ УСЛОВИЯХ

Под сложными условиями понимают суфлярные (концентрированные и интенсивные выделения метана в выработку), внезапные выбросы угля (соли), породы и метана, внезапные обрушения и горные удары.

Для борьбы с суфлярными выделениями метана применяют дегазацию массива и изолированный отвод газа из суфлярных источников. Способы дегазации угольных пластов, вмещающих пород и выработанных пространств рассмотрены ниже. Изолированный отвод метана из суфлярных источников производят путем установки колпаков (улавливающих головок), шлангов и каптажных труб. Последние подключают к дегазационной сети.

В последние годы в подготовительных выработках угольных шахт происходит от 22 до 41 % общего числа внезапных выбросов. В качестве мер безопасности при проведении подготовительных выработок по выбросоопасным пластам применяют: прогноз выбросоопасности; способы предотвращения выбросов; проведение выработок в массиве, подвергшемся разгрузке от горного давления в результате первоначальной отработки смежных, так называемых защитных пластов; специальные технологию и организацию работ; мероприятия по обеспечению безопасности рабочих.

Прогноз выбросоопасности осуществляют с критической глубины, т. е. глубины ведения горных работ, ниже которой возможно возникновение внезапного выброса. Критическая глубина колеблется от 150 м в Кузбассе до 400 м на Воркутинском месторождении. Прогноз в месте вскрытия пласта выработкой вначале осуществляют путем бурения разведочных скважин. Затем при подходе забоя вскрывающей выработки на расстояние не менее 3 м по нормали к пласту бурят другие разведочные скважины, через них отбирают пробы угля и замеряют давление метана в пласте.

Ниже критической глубины периодически осуществляют определение выбросоопасности пласта или отдельных его частей— локальный прогноз. При проведении подготовительных выработок на выбросоопасных пластах производят текущий прогноз, т. е. прогноз в процессе проведения выработки для определения выбросоопасных зон.

Способы предотвращения внезапных выбросов угля и газа делят на региональные и локальные. К первым относят дегазацию угольных пластов и их увлажнение через длинные (более 15—20 м) скважины диаметром 45—110 мм, ко вторым — различные виды гидрообработки призабойной зоны угольного пласта через короткие шпуры, образование разгрузочных полостей, бурение опережающих скважин и торпедирование массива взрывными зарядами.

Гидрорыхление угольного пласта применяют при проведении выработок по тонким и средней мощности пластам в тех случаях, когда возможно бурение шпуров на заданную глубину и нагнетание через них в пласт воды. Из забоя по угольному пласту бурят не менее двух нагнетательных скважин. Длину скважин диаметром 43—45 мм принимают равной 6—11 м.

В скважину вставляют герметизатор, предотвращающий выход воды из скважины при нагнетании. Глубину герметизации скважины принимают равной 4—8 м, считая от забоя. Объемную скорость нагнетания воды принимают не менее 3 л/мин в расчете на одну скважину, удельный объем воды, приходящийся на 1 т угля в массиве,— не менее 20 л. Давление нагнетания воды при гидрорыхлении обычно равно 8—35 МПа.

Другой локальный способ борьбы с внезапными выбросами угля и газа в подготовительных выработках — устройство разгрузочных щелей. Способ используют при проведении выработок с помощью буровзрывных работ или комбайнов избирательного действия.

В МГИ разработан физико-химический способ снижения выбросоопасности пласта при проведении выработок в режиме сотрясательного взрывания на основе укрепления массива полимерными соединениями. Нагнетание в пласт мочевино-формаль-дегидной смолы совместно с отвердителями (хлористый аммоний, щавелевая или соляная кислота в жидком состоянии) производят через две или три опережающие забой скважины длиной 6—10 м. Расход жидкости при нагнетании составляет 0,2—0,3 м3/ч. В каждую скважину в зависимости от размеров зоны физико-химического воздействия, пористости и трещиноватости угля нагнетают 0,4—0,6 м3 раствора при давлении 12— 18 МПа. Через 0,3—2 ч смола в пласте затвердевает и упрочняет его. Размер упрочненной зоны по направлению движения выработки составляет 8—10 м, в боках — 2—2,5 м. При удельном расходе раствора 15—30 л/т предел прочности угля на сжатие возрастает в 1,4—1,8 раза, различие в прочностных характеристиках различных пачек угля снижается в 3 раза, уменьшается начальная скорость метановыделения из угля при его разрушении.
Борьба с выбросами породы и газа при проведении выработок предусматривает применение сотрясательного взрывания с повышенным расходом взрывчатых веществ и полным выводом рабочих за пределы возможного опасного действия выброса, проведение выработок уменьшенной площадью поперечного сечения с последующим его расширением до проектного, гидроотбойку массива, образование разгрузочной щели, использование контурного взрывания.

Борьбу с горными ударами, происходящими в виде быстрого, порой практически мгновенного разрушения массива угля или породы, проводят в направлении уменьшения действующих в массиве напряжений Горные удары проявляются в забое выработки и в целиках, оставленных по контуру выработки, а также вблизи геологических нарушений. Прогноз уда-роопасности массива проводят по выходу буровой мелочи при бурении скважин, сейсмоакустической активности, влажности и прочностным свойствам массива. По результатам прогноза определяют категорию удароопасности пласта. По методике ВНИМИ различают четыре категории удароопасности участка пластов: I — особо опасен; II—опасен; III — непосредственной опасности нет, но требуется периодический контроль степени выбросоопасности; IV— неудароопасен.