СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ МЕТАНОВЫДЕЛЕНИЕМ НА ВЫЕМОЧНОМ УЧАСТКЕ ПРИ КАМЕРНО-СТОЛБОВОЙ СИСТЕМЕ РАЗРАБОТКИ УГОЛЬНОГО ПЛАСТА Российский патент 2014 года по МПК E21F7/00 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при разработке газоносных пластов угля по камерно-столбовой системе на неглубоких горизонтах с целью сохранения земной поверхности за счет плавного оседания пород кровли путем оставления в выработанном пространстве целиков угля после частичной их отработки.

Известен способ управления метановыделением на выемочных угольных полях, включающий проведение и проветривание подготовительных выработок и очистного забоя при столбовой системе разработки пластов угля длинными забоями, извлечение метана из выработанного пространства (Саламатин А.Г. Подземная разработка мощных пологих угольных пластов. - М.: «Недра», 1997. - 407 с.).

Недостатком этого способа является невозможность его применения в условиях камерно-столбовой системы разработки пластов угля, когда на выемочном поле оставляют частично отработанные целики угля.

Известен способ управления газовыделением на выемочных участках при отработке пластов угля по камерно-столбовой системе, согласно которому проводят подготовительные выработки, оконтуривают выемочное поле, ведут очистные работы и проветривают выработки участка (Козовой Г.И., Кузнецов Ю.Н., Рыжов A.M. Гибкие технологические системы высокопроизводительных угольных шахт. - М., 2003. - 501 с.).

Недостатком этого способа управления метановыделением является то, что он не может быть использован в условиях камерно-столбовой системы разработки метаноносных угольных пластов на неглубоких шахтах и при наличии крепких пород кровли отрабатываемого пласта.

Наиболее близким по технической сущности является известный способ управления метановыделением на выемочных угольных полях при камерно-столбовой системе разработки, включающей определение метаноносности и газоотдачи угольного пласта, проведение подготовительных выработок на выемочном поле, их проветривание и установление интенсивности метановыделения в горные выработки (Руководство по проектированию вентиляции угольных шахт. Макеевка-Донбасс, 1989. - 320 с.).

Недостатком и этого способа управления метановыделением является то, что он не может быть использован в специфических условиях камерно-столбовой системы разработки метаноносных угольных пластов при оставлении частично отработанных целиков угля и наличии крепких пород в кровле отрабатываемого пласта, которые способствуют замедлению процессов посадки пород кровли пласта и, следовательно, метановыделения в выработки очистного забоя.

Целью изобретения является повышение безопасности ведения горных работ по газовому фактору при разработке газоносных угольных пластов по камерно-столбовой системе разработки на небольших глубинах от поверхности и наличии крепких пород в кровле отрабатываемого пласта, замедляющих процессы посадки пород кровли пласта и метановыделения в выработки очистного забоя.

Согласно изобретению эта цель достигается тем, что в способе управления метановыделением на выемочном участке при камерно-столбовой системе разработки угольного пласта, включающем определение метаноносности и газоотдачи угольного пласта, проведение подготовительных и очистных выработок и их проветривание, на выемочном участке пласта выделяют блоки, отрабатывают их от границы выемочного поля с последующей поочередной изоляцией от рудничной атмосферы, при этом частичную отработку межкамерных целиков угля осуществляют заходками комбайном фронтального действия, а выделяющийся в выработанное пространство изолированного блока метан искусственно отводят за пределы выемочного участка.

Отвод метановоздушной смеси из выработанного пространства изолированного блока осуществляют с применением средств искусственной дегазации. На выемочном участке дополнительно определяют остаточную метаноносность массива угля отбором проб керногазонаборниками и измеряют в них содержание метана. На этапах подготовки выемочного участка, отработки межкамерных целиков угля в блоке и нахождения оставшейся их части в выработанном пространстве изолированного блока устанавливают коэффициенты естественной дегазации массива угля по природной метаноносности угольного пласта и измеренной ее остаточной величине в угольном массиве, при этом коэффициенты естественной дегазации угольного массива устанавливают отношением разности между природной и остаточной метаноносностью массива угля к ее природной величине, газоотдачу угольного пласта и интенсивность выделения метана при подготовке и отработке выемочного участка устанавливают по результатам проведения газовоздушных съемок в тупиках проводимых выработок, а интенсивность выделения метана из массива угля в выработки и изолированное выработанное пространство блока определяют с учетом коэффициентов естественной дегазации угольного массива в соответствующих выработках по величине начальной интенсивности выделения метана из обнаженных поверхностей угольного пласта и темпу его снижения во времени. Проветривание тупиковой части подготовительных выработок и камер-заходок при частичной комбайновой выемке угля из межкамерных целиков осуществляют вентиляторами местного проветривания.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображена схема подготовки, отработки и проветривания выработок выемочного участка при камерно-столбовой системе разработки метаноносного угольного пласта.

Способ осуществляют следующим образом.

Подготовку отрабатываемого угольного пласта 1 (см. чертеж) на выемочном поле осуществляют парными штреками 2 и 3, 4 и 5, сообщенными сбойками, соответственно 6 и 7. По пласту угля в пределах выемочного участка проводят разрезные печи 8 и просеки 9, выделяют блоки, отделяемые друг от друга невынимаемыми целиками угля 10, с помощью которых после частичной отработки межкамерных угольных целиков 11 комбайном 12 изолируют отработанный блок перемычками 13. Выделенные блоки участка отрабатывают от границы выемочного участка с последовательной их изоляцией от рудничной атмосферы. Для отвода метановоздушных смесей из изолированного блока используют передвижную подземную вакуум-насосную установку (на чертеже не показана) и дегазационный трубопровод 14, перфорированную часть которого заводят за перемычки 13. Неотработанную часть межкамерных целиков угля 15 оставляют в выработанном пространстве, что способствует плавному оседанию пород кровли и защите плодородного слоя земной поверхности от значительного повреждения.

После частичной отработки целиков угля заходками с использованием комбайна фронтального действия в рабочем ряду между разрезными печами переходят к отработке очередного ряда целиков угля 11, а отработанное пространство отделяют от разрабатываемого решеткой 16, исключающей проход человека в отработанное пространство.

Для проветривания выработок выемочного участка и камеры-заходки в отрабатываемом межкамерном целике угля свежий воздух подают по выработкам 2 и 3, сбойке 6, разрезным печам 8 и просекам 9 и к камере-заходке, где работает комбайн 12. Непосредственно в камеру-заходку свежий воздух подают с помощью вентилятора местного проветривания 17 (вентиляционные трубы на чертеже не показаны). При этом вентиляторы на вентиляционном штреке подают воздух в камеры-заходки верхней части лавы, а на откаточном - в нижнюю часть лавы. Исходящую струю воздуха из камеры-заходки направляют в выработку 5, где ее подсвежают воздухом, который подают по выработке 4 и сбойке 7.

Отбитый в камере-заходке уголь доставляют вагоном 18 на выработку 5 и далее в бункер (на чертеже не показан). На чертеже приняты следующие обозначения:

α - угол падения угольного пласта;

→ - направление движения свежего воздуха;

<--- - направление движения отработанного воздуха.

Внедрение изобретения, целенаправленного на управление метановыделением на выемочном участке при отработке угольного пласта по камерно-столбовой системе разработки, обеспечит безопасные условия труда шахтеров по газовому фактору путем эффективного проветривания выработок и отвода метановоздушных смесей из выработанного пространства изолированных от рудничной атмосферы блоков выемочного участка средствами дегазации.

Изобретение относится к области горной промышленности и может быть использовано при камерно-столбовой системе разработки метаноносных угольных пластов. Техническим результатом является повышение безопасности ведения горных работ при разработке газоносных угольных пластов за счет эффективного проветривания выработок. Предложен способ управления метановыделением на выемочном участке при камерно-столбовой системе разработки угольного пласта, включающий проведение подготовительных и очистных выработок, выделение блоков на выемочном участке, отработку блоков от границы выемочного поля с последующей поочередной изоляцией их от рудничной атмосферы, отработку пласта камерами, их проветривание, выемку угля из межкамерных целиков комбайном фронтального действия и искусственное отведение метана из выработанного пространства за пределы выемочного участка. При этом проветривание камер-заходок при частичной отработке межкамерных целиков угля осуществляют вентиляторами местного проветривания. Причем свежий воздух подают последовательно в очередную камеру-заходку с отводом метана из верхней и нижней частей блока в общую исходящую струю блока. А метан из изолированного выработанного пространства отводят через дегазационный трубопровод, заведенный за перемычки верхнего невынимаемого межблокового целика угля. 1 ил.

Способ управления метановыделением на выемочном участке при камерно-столбовой системе разработки угольного пласта, включающий проведение подготовительных и очистных выработок, их проветривание, выделение блоков на выемочном участке, отработку блоков от границы выемочного поля с последующей поочередной изоляцией их от рудничной атмосферы, отработку пласта камерами, выемку угля из межкамерных целиков комбайном фронтального действия и искусственное отведение метана из выработанного пространства за пределы выемочного участка, отличающийся тем, что проветривание камер-заходок при частичной отработке межкамерных целиков угля осуществляют вентиляторами местного проветривания, при этом свежий воздух подают последовательно в очередную камеру-заходку с отводом метана из верхней и нижней частей блока в общую исходящую струю блока, а метан из изолированного выработанного пространства отводят через дегазационный трубопровод, заведенный за перемычки верхнего невынимаемого межблокового целика угля.