Способ дегазации выемочного поля при отработке угольного пласта лавами по восстанию Российский патент 2023 года по МПК E21F7/00 

Изобретение относится к горному делу, преимущественно к угольной отрасли, и может быть использовано для повышения безопасности ведения горных работ по газовому фактору при отработке свиты угольных пластов.

Известен способ дегазации выемочного поля при разработке свиты угольных пластов лавами по простиранию пласта, включающий проведение выработок, оконтуривающих участки пласта, очистную выемку угля, проветривание выработок, бурение скважин, подсоединение их к дегазационному трубопроводу и извлечение метана [В.С. Забурдяев, В.Н. Захаров и др. «Шахтный метан: проблемы извлечения и утилизации» М.: Изд-во «Горное дело», 2014. - 256 с., стр. 184-187].

Недостатком способа является избыточный объем бурения скважин, использование непродуктивных скважин при дегазации неразгруженного от горного давления разрабатываемого пласта, отсутствие скважин для извлечения метана из выработанного пространства выемочных участков, регулирования разряжения на скважинах, пробуренных над куполами обрушения пород кровли, поддерживания нормативной концентрации метана на их устьях.

Известен способ, включающий проведение выработок, оконтуривающих выемочные участки, очистной забой, проветривание выработок, последовательную отработку участка и пласта, бурение скважин на сближенные подрабатываемые пласты, подключение их к дегазационному трубопроводу и извлечение метана [И.В. Сергеев, В.С. Забурдяев и др. «Проблемы разработки угольных пластов, извлечения и использования шахтного метана в Печорском бассейне» М.: ННЦ ГП ИГД им. А.А. Скочинского, 2002. - 350 с., стр. 120, 216-219].

К недостаткам способа следует отнести отсутствие технологической операции по бурению скважин над куполами обрушения горных пород из вентиляционного штрека выемочного поля над демонтажными камерами, подключения их к дегазационному трубопроводу, регулирования на их устьях разрежения и поддержания нормативной величины концентрации метана в каптируемой смеси.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ, включающий проведение выработок, оконтуривающих участки угольного пласта, проветривание выработок, последовательную отработку участков очистным забоем, бурение скважин на подрабатываемые пласты угля, подсоединение их к дегазационному трубопроводу и извлечение метана [Инструкция по дегазации угольных шахт. Серия 05. Выпуск 22. - М.: ЗАО НТЦ ПБ, 2012. - 250 с., стр. 116-119 (прототип)].

Недостаток способа заключается в том, что его схема не соответствует условиям отработки угольного пласта лавами по восстанию, поскольку не предусмотрено бурение скважин из вентиляционного штрека в область обильного потока метановоздушных смесей на выходе из участка.

Технической задачей изобретения является повышение эффективности дегазации выемочного поля и его участков при отработке газоносного пласта угля лавами по восстанию при малом объеме буровых работ.

Поставленная цель достигается за счет бурения серии дегазационных скважин на подрабатываемые сближенные пласты угля, сначала из ближайшей выработки очередного выемочного участка, затем из вентиляционного поля над демонтажными камерами соответствующих участков, дополнительного бурения скважин из вентиляционного штрека выемочного поля с расположением их забоя над куполами обрушаемых пород кровли, уменьшения разрежения на устьях дополнительно пробуренных скважин пропорционально их расстояния от скважин на отрабатываемом участке, поддержания на устьях таких скважин нормативную концентрацию метана с возможностью утилизации каптируемых метановоздушных смесей.

Способ осуществляется следующим образом.

На выемочном поле отрабатываемого угольного пласта при погоризонтной схеме его подготовки лавами по восстанию проводят подготовительные выработки, оконтуривающие участки угольного пласта, проветривают выработки последовательно отрабатываемых участков пласта очистными забоями, бурят серию скважин на подрабатываемые сближенные угольные пласты, сначала из ближайшей выработки очередного участка, затем из вентиляционного штрека выемочного поля над демонтажными камерами соответствующих участков, после чего дополнительно бурят скважины из вентиляционного штрека выемочного поля с расположением их забоев над куполами обрушенных пород кровли. При этом на устьях скважин, пробуренных над куполами обрушенных пород кровли, уменьшают разрежение на величину пропорционально их расстояния от скважин на отрабатываемом участке, поддерживают на их устьях концентрацию метана в каптируемой смеси с возможностью ее утилизации.

Все технологические операции по добыче угля на выемочном поле, измерению расхода воздуха в выработках, дебита и концентрации метана в дегазационной системе выемочных участков и поля выполняют стандартными методами в соответствии с положениями нормативных документов.

Положительный эффект от внедрения способа дегазации выемочного поля достигают за счет бурения серии дегазационных скважин на подрабатываемые угольные пласты на выемочных участках, последовательно отрабатываемых лавами по восстанию угольного пласта, сначала из ближней выработки очередного выемочного участка, затем из вентиляционного штрека выемочного поля, дополнительного бурения скважин над куполами обрушения пород кровли отрабатываемого пласта, снижения величины разрежения на устьях скважин ранее отработанных участков, пропорционально расстоянию их от скважин на отрабатываемом участке, поддержания на их устьях нормативом принятую концентрацию метана с возможностью утилизации каптируемых метановоздушных смесей.

В зависимости от горнотехнических условий объем буровых работ на выемочном поле снижается на 15-20%, эффективность дегазации повышается на 25-30%, создается возможность для утилизации каптируемых метановоздушных смесей.

Заявлен способ дегазации выемочного поля при отработке угольного пласта лавами по восстанию. Техническим результатом является повышение эффективности дегазации выемочного поля и его участков при отработке газоносного пласта угля лавами по восстанию при малом объеме буровых работ. Способ включает проведение выработок, оконтуривающих участки угольного пласта. Также включает проветривание выработок, последовательную отработку угольного пласта очистными забоями, бурение скважин, подсоединение их к дегазационному трубопроводу и извлечение метана. Также способ включает, что на последовательно отрабатываемых участках угольного пласта бурят серию скважин на подрабатываемые пласты угля сначала из ближней выработки очередного участка, затем из вентиляционного штрека выемочного поля над демонтажными камерами соответствующих участков. После бурения скважин на подрабатываемые пласты дополнительно бурят из вентиляционного штрека выемочного поля скважины над куполами обрушения пород кровли отрабатываемого пласта. На устьях скважин снижают величину разрежения пропорционально их расстоянию от скважин на отрабатываемом участке. После чего поддерживают на их устьях нормативом принятую концентрацию метана с возможностью утилизации каптируемых метановоздушных смесей.

Способ дегазации выемочного поля при отработке угольного пласта лавами по восстанию, включающий проведение выработок, оконтуривающих участки угольного пласта, проветривание выработок, последовательную отработку угольного пласта очистными забоями, бурение скважин, подсоединение их к дегазационному трубопроводу и извлечение метана, отличающийся тем, что на последовательно отрабатываемых участках угольного пласта бурят серию скважин на подрабатываемые пласты угля сначала из ближней выработки очередного участка, затем из вентиляционного штрека выемочного поля над демонтажными камерами соответствующих участков, после чего дополнительно бурят из вентиляционного штрека выемочного поля скважины над куполами обрушения пород кровли отрабатываемого пласта, при этом на устьях скважин, пробуренных над куполами обрушенных пород кровли, снижают величину разрежения пропорционально их расстоянию от скважин на отрабатываемом участке, поддерживают на их устьях нормативом принятую концентрацию метана с возможностью утилизации каптируемых метановоздушных смесей.