Способ управления газовыделением при проведении подготовительной выработки по высокогазоносному пласту Советский патент 1992 года по МПК E21F7/00 

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к области охраны труда при проведении подготовите т ьной выработки по высокогазоносному пласту.

Известен способ борьбы с интенсивным газовыделением при проведении выработок по высокогазоносным пластам. Так регулируемый гидроотжим позволяет снизить интенсивность газовыделения в выработку посредством растягивания процесса газовыделения во времени. Уменьшение объема выделившегося газа достигается за счет увеличения неснижаемого опережения и отключения электропривода насосной установки с помощью установленного на определенном расстоянии (15-20 м) от забоя датчика контроля концентрации метана

при достижении заданного порога срабатывания в пределах 0,6-1,3% метана.

Применение регулируемого гидроотжима позволяет во многих случаях избежать загазирований выработок, однако в значи- тельном диапазоне условий проведения выработок регулируемый гидроотжим не обеспечивает приемлемого газового режима при его выполнении,

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому способу является техническое решение, которое включает изолированием призабойного пространства эластичной перемычкой, проведение противовыбросных мероприятий в приза- бойной части пласта и отвод газовоздушной смеси из заперемыченного пространства по изолированному трубопроводу, соединенному со средствами вакуумирования.

Однако известное техническое решение в силу того, что оно приемлемо лишь для проветривания забоев с опасностью газодинамического проявления при ведении взрывных работ, не может быть рекомендо- вано для забоев, проходимых с применением противовыбросных мероприятий.

Целью изобретения является повышение эффективности управления газовыделе- нием, исключение загазирования выработки при проведении противовыбросных мероприятий и обеспечение отвода каптируемой смеси с заданной концентрацией метана.

Поставленная цель достигается тем, что до проведения противовыбросных мероприятий перемычку перемещают непосредственно к забою и бортам выработки, и при достижении метановоздушной смесью в за- меремыченном пространстве заданной кон- центрации метана отсасывают ее средствами вакуумирования в режиме минимального дебита, определяемого интенсивностью поступления метана, а при проведении противовыбросных мероприя- тий поддерживают заданную концентрацию метана в метановоздушной смеси путем последовательного увеличения до максимальных величин производительности средств вакуумирования и объема запе- ремыченного пространства дистанционно управляемым перемещением перемычки, максимальная величина которого определяется из математического выражения:

у (То 1 Одег+0.01СдОзп.х

Х(14г

9о

Одег + 0.01 .п. 9о

)

где оь - запасы газа в зоне гидроотжима перед началом импульса газовыделения, м3;

до - начальное (максимальное) газовыделение при импульсе, м3/мин;

Оз.п. - расход воздуха в забое, м /мин; Одег - производительность отсоса (вакуумирования), м /мин;

Сд - допустимое содержание метана в забое, 2,0%.

Другое отличие состоит в том, что при снижении концентрации метана в метановоздушной смеси заперемыченного пространства ниже заданной объем заперемыченного пространства уменьшают дистанционно управляемым перемещением перемычки, доводя его до минимально возможного, а затем уменьшают производительность средств вакуумирования в соответствии с заданной концентрацией метана в метановоздушной смеси.

На фиг. 1 приведена схема размещения перемычки до гидроотжима в проводимой выработке; на фиг. 2 -то же, при гидроотжиме призабойной части пласта.

Изобретение осуществляется следующим образом.

Перед очередным циклом профилактических работ по интенсивной дегазации и разгрузке призабойной части пласта путем гидроотжима со стороны забоя к первой от него раме закрепляют предохранительный щит 1, выполненный из досок, размещенных по забою вразбежку. Перемычку 2 из воздухонепроницаемой эластичной ткани накладывают на поверхности щита 1 и закрепляют ее края на второй от забоя крепежной раме (не показано). При размещении перемычки 2 обеспечивают расположение кондуктора 3, который со средствами вакуумирования обеспечивает, с одной стороны, герметичность соединения газоотсасывающего трубопровода 4 с телом перемычки 2 по неподвижному трубопроводу 4.

Забой проветривают по нагнетательному трубопроводу 5. Контроль за концентрацией метана в заперемыченном пространстве осуществляют по датчику метана, вмонтированному в трубопровод 4, Перед началом гидроотжима, осуществляемого через скважину б, в газоотсасывающем трубопроводе 4, а следовательно, и в заперемыченном объеме, создают разрежение. При этом перемычка 2 прижимается к поверхности щита 1 и к бортам выработки. Формируют в образующемся объеме заперемыченного пространства каптируемую смесь с заданной концентрацией метана (70-80%). Формирование метановоздушной смеси с концентрацией метана выше 90-95% нежелательно, так как в этом случае не исключается переток газа из заперемы- ченного пространства в выработку, что может привести к неконтролируемому загазированию атмосферы выработки.

Отсос каптируемой смеси начинают в режиме минимального дебита, определяемого интенсивностью поступления метана. При проведении противовыбросных мероп- риятий поддерживают заданную концентрацию в метановоздушной смеси путем последовательного увеличения до максимальных величин производительности средств вакуумирования и объема запере- мыченного пространства дистанционно управляемым перемещением перемычки.

При снижении концентрации метана в метановоздушной смеси заперемыченного пространства ниже заданной объем запере- мыченного пространства уменьшают дистанционно управляемым перемещением перемычки, доводят его до минимально возможного, а затем уменьшают производительность средств вакуумирования в со- ответствии с заданной концентрацией метана в метановоздушной смеси.

Пример. Выработка поперечным сечением S 10 м2 проводится по высокогазоносному угольному пласту. Прогнозируе- мые запасы газа в зоне гидроотжима перед началом импульса газовыделения 70 1000 м3 Начальное (максимальное газовыделение при импульсе до 30 м /мин, допустимое содержание метана в забое в соответствии с Правилами безопасности Сд 2,0%; расход воздуха в призабойной части выработки Q3.n. 100 м3/мин; производительность газоотсасывающей системы

Одег 20м3/МИН.

Определяют максимальный объем аккумулированного газа согласно приведенной формуле:

У а0 1-адег+0 0з- Сдх

х(1 ;аДег+0.010з.пСд0)мз 9о

V 1000 1 (1- &.§§) 39,2 м3.

Время tp, в течение которого достигает- ся аккумулируемый объем, т.е. время, за которое наступает равновесие между интенсивностью поступления газа д() и его удалениум g(tp), определяется из выражения;

СЬ Одег + 0.010 Оз.П.Сд

tp---- п мин,

9оQo

1000 30

р 22 ГяЗО

10 мин.

К

При поперечном сечении выработки S 10 м для максимальной длины заперемыченного призабойного пространства имеем:

, V 39,2 Ьмакс- сTQ 3,92

0 5

0 5

0 5

0

5

0

5

Очевидно, что при Одег + О.ОЮз.п Сд д0, аккумулируемый объем заперемыченного пространства равен нулю.

При использовании способа управления газовыделением при проведении выработки по высокогазоносному пласту повышается эффективность и надежность проветривания путем исключения загазиро- вания выработки при проведении противовыбросных мероприятий, обеспечивается изолированный отвод каптируемой смеси с заданной концентрацией метана, улучшаются санитарно-гигиеническине условия труда и повышается безопасность работ (так как резко снижается поступление метана в призабойное пространство проводимой выработки), а также сокращается время на проведение противовыбросных мероприятий, что обеспечивает высокие темпы проведения подготовительных выработок, проводимых по высокогазоносным угольным пластам.

Формула изобретения

1. Способ управления газовыделением при проведении подготовительной выработки по высокогазонрсному пласту, включающий изолирование призабойного пространства эластичной перемычкой, отвод газовоздушной смеси из заперемыченного пространства по изолированному газопроводу, соединенному со средствами вакуумирования, контроль за концентрацией метана в отсасываемой смеси, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности управления газовыделением путем исключения загазирования выработки при проведении противовыбросных мероприятий и обеспечения отвода каптируемой смеси с заданной концентрацией метана, до проведения противовыбросных мероприятий перемычку перемещают непосредственно к забою и бортам выработки и при достижении метановоздушной смесью в заперемыченном пространстве заданной концентрации метана отсасывают ее средствами вакуумирования в режиме минимального дебита, определяемого интенсивностью поступления метана, а при проведении противовыбросных мероприятий поддерживают заданную концентрацию метана в метановоздушной -смеси путем последовательного увеличения до максимальных величин производительности средств вакуумирования в объеме запе- ремыченного пространства дистанционно управляемым перемещением перемычки, максимальная величина V которого определяется из математического выражения:

V ao 1-Qfler+0 01C Q3-nx

до

0-fn

Олег + 0.01 СД Оз.п 9о

)где оь - запасы газа в зоне гидроотжима перед началом импульса газовыделения, м ;

д0 - начальное (максимальное) газовыделение при импульсе, м /мин;

Оз.п - расход воздуха в забое, м /мин;

Одег- производительность отсоса (вакуумирования), м /мин;

Сд 2,0% -допустимое содержание метана в забое.

2. Способ по п. 1,отличающийся тем, что при снижении концентрации метана в метановоздушной смеси заперемычен- ного пространства ниже заданной, объем

заперемыченного пространства уменьшают дистанционно управляемым перемещением перемычки, доведя его до минимально возможного, а затем уменьшают производительность средств вакуумирования в

соответствии с заданной концентрацией метана в метановоздушной смеси.

Изобретение относится к горному делу. Цель - повышение эффективности управления газовыделением путем исключения за- газирования выработки при проведении противовыбросных мероприятий и обеспечения отвода каптируемой смеси с заданной концентрацией метана. До проведения противовыбросных мероприятий призабойное пространство подготовительной выработки изолируют эластичной перемычкой. Максимальный объем заперемыченного пространства определяют из математического выражения. Сооружают трубопровод, проходящий через перемычку, и соединяют его со средствами вакуумирования. Перемычку перемещают непосредственно к забою и бортам выработки. При достижении метано- воздушной смесью в заперемыченном пространстве заданной концентрации метана отсасывают ее средствами вакуумирования. Режим отсоса - минимальный, определяемый интенсивностью поступления метана. При проведении противовыбросных мероприятий заданную концентрацию метана поддерживают путем последовательного увеличения до максимальных величин производительности средств вакуумирования. Объем заперемыченного пространства уменьшают дистанционно управляемым перемещением перемычки при снижении концентрации метана ниже заданной, доводя его до минимальных значений. Далее уменьшают производительность средств вакуумирования. 1 з.п.ф-лы, 2 ил. « Ё VJ СО ел ел ч VI

/5 /

d,.Г -L3

.Ј

в

,У

С

WflJ