Способ предотвращения внезапных выбросов угля и газа Советский патент 1992 года по МПК E21F7/00 

бента. Чем больше эта величина тем больше энергия адсорбции, а следовательно, и адсорбционные потенциалы в микропорах существенно повышены по сравнению с соответствующими значениями для адсорбции как в переходных порах, так и на поверхности крупнопористых сорбентов,

Наиболее близкими по хим-ической природе к природным углям и подходящими по другим параметрам для наших целей (дешевизна, высокая сорбционная емкость) можно считать активированный уголь и цеолит 5 А.

В таблице приведены сравнительные адсорбционные характеристики а ктивированного угля, цеолита 5А и природного угля, а на фиг. 1 представлены изотермы адсорбции метана на указанных орбентах, снятых при25С.

Сравнение изотерм сорбции показывает, что при давлении 2,0 МПа количество сорбированного метана активированным углем составляет. 85 , цеолитом 5А- 68 и природным углем - 17 , т.е. активированным углем и цеолитом 5А больше в 5 и 4 раза соответственно, чем природным углем.

Эксперименты подтвердили предположо-ние о том, что прл размещении в угольном массиве более активного твердого сорбента происходит перераспределение метана углем и сорбентом за счет большей энергии адсорбции последнего. Кроме того, молекулы метана будут удерживаться поверхностью сорбента необратимо, так как размеры молекулы метана я микропор сорбента соизмеримы (),

На фиг. 3 приведена схема, поясняюш.ая реализацию способа, где 1 - выбросоопасная зона; 2 - скважины для размещения твердого сорбента; 3 - твердый сорбент; 4 герметизация скважин; 5 - скважины для оценки эффективности способа.

Способ осуществляется следующим образом.

После установления одним из нормативных методов прогноза выбросоопасной оны I в очистном забое или при входе в такую зону при проведении подготовительюй RbipsOoTKSS из забоя по угольному пласту с фятся скважинь 2 диаметром 45-80 мм на ; 1убину 6-8 м. Расстояние между скважинами зависит от физико-химических свойств угля конкретного шахтопласта; но не должнс быть больше 5 м.

Предвармтельно(на поверхности или на .зазоде-изротовителе) твердый сорбент упаковывают в подпергаментную бумагу. Упаковка имеет форму цилиндра диаметром на

10-15 мм меньше диаметра пробуренной скважины и длиной 20-30 см.

Сорбент в оболочке помещают в устье скважины и досылают досыльником до за5 боя скважины.

Таким образом проводится закладка сорбента 3 на всю длину скважины 2 за исключением длины герметизации 4 (t м). Герметизация скважины способствует

0 повышению эффективности зоздействия сорбента на окружающий угольный массив. Число скважин и схемы их расположения зависят от применяемой технологии разработки и площади забоя угольного пласта, подлежащего обработке; Фактически необходимый удельный расход сорбента определяется для конкретнь1х горно-геологических условий на основании характеристики сорбента, температурного

0 режима и величины природной газоносности угольно-природного массива.

Оценка эффективности способа проводится нормативным методом по динамике газовыделения через 2-3 ч после обработки

5 выбросоопасной зоны. Скважины 5 для оценки эффективности способа должны буриться на равном расстоянии от скважины с заложенным сорбентом.

Величина неснижаемого опережения

0 обработанной зоны принимается равной длине фильтрующей части скважины и составляет 2-3 м..

Так, Hanpif Mep, при расходе 5 кг сорбента на две скважины диаметром 45 мм, длиной 8 м и с расстоянием междуними 3 м, пробуренных по выбросоопасному угольному пласту с природной газоносностью 20 м/т, скорость газовыделения из скважины, пробуренной между скважинами с сорбентом, в течение 60-90 мин снижается на 3035%.

Выемку угля после обработки выбросоопасной зоны предлагаемым способом допускается проводить не более чем на

5 глубину, равную разности между длиной скважины и величиной неснижаемого опережения.

Формула изобретения

,1. Способ предотвращения внезапных

0 выбросов угля и,газа, включающий бурение скважины в выбросоопасной зоне угольного пласта, размещение в скважинах реагента, снижающего метаноемкость природного угля, и герметизацию скважин, о т л и ч а ю ш,5 и и с я тем, что, с целью снижения эксплуатационных затрат, сокращения сроков проведения профилактической обработки выбросоопасной зоны и повышения безопасности ведения горных работ на выбросоопасных угольных пластах за счет снижения их метаноносности, используют в качестве реагента твердые сорбенты, которые размещают в скважинах в водонепроницаемой оболочке, производят разрушение оболочки, после чего гермети- 5 зируют скважины.

пользуют активированный уголь.

3. Способ по пп. 1и2, отличающи2. Способ ПОП.1, отличающийся тем, что в качестве твердого сорбента иси с я тем, что в качестве твердого сорбента используют цеолит 5А.

Изобретение относится к горной промышленности и м.б. использовано при. подземной разработке угольных месторождений для предотвращения газодинамических явлений, например внезапных выбросов угля и газа, внезапных выбросоь газа и угольной мелочи, прорывов газа, суфляров. Цель изобретения - снижение эксплуатационных затрат, сокращение сроковпроведения профилактической обработки выбросоопасной зоны и повышение безопасности ведения горных работ на выбро- соопасных угольных пластах за счет снижения их метаноносности. Для этого предварительно определяют зоны выбросо- опасности, бурят скважины в угольный пласт в указанных зонах и размещают в скважинах твердые сорбенты, обладающие высокой по сравнению с природными углями адсорбционной способностью. Сорбенты помещают в водонепроницаемой оболочке, которую разрушают. Затем скважины герметизируют. При размещении в пласте твердого сорбента будет происходить перераспределение метана между углем и сорбентом в сторону последнето ввиду его большей энергии адсорбции. Происходит частичная дегазация пласта и снижение его потенциальной выбросоопас- ности. В качестве сорбентов используют активированный уголь, цеолит 5А. 2 з.п ф-лы, 3 ил'., 1 табл.С/Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при подземной разработке угольных месторождений для предотвращения газодинамических явлений, например внезапных выбросов угля и.газа, внезапных выбросов газа и угольной мелочи, прорывов газа, суфляров.Цель изобретения - снижение эксплуатационных затрат, сокращение сроков проведения профилактической обработки выбросоопасной зоны и повышение безопасности ведения горных работ на выбро- соопасных угольных пластах за счет снижения их метаноносности.На фиг. 1 представлены изотермы адсорбции метана при 25°С на следующих сорбентах; кривая [-активированный уголь, II- цеолит 5А, III - природный уголь; на фиг. 2 - схема размещения скважин в массиве; на фиг. 3 - схема расположения рабочих и контрольных скважин в массиве.Сущность изобретения заключается в следующем:Известно, что природный уголь относится к микропористым сорбентам, так как его общая пористость практически равна объему микропор. Одним из основных параметров микропористой структуры является объем микропор для единицы массы адсор-с <а5=

Активиро(3,7 66,1 77,6 S,1 ванный уголь 0,250 1И,8 Цеолит 5А0,175 87,5 3,7 36,0 62,3 67,8 Природный уголь марки ОС,т (Мазур Юнком) 0,051 -, 22,i 8,7 13,1 15,6 17,0

,J

JT

Р,МПа 91,2 99,7 99,7 100,0 102,3 lOi), 73,2 7б-,5 79,0 81,5 83,i 85,2 18,2 19,0 19,5 20,3 20,4 20,7

Фиг2