Источник: Физико-химические способы дегазации угольных пластов / Ю. Ф. Васючков. - М: Недра, 1986, с. 196-200

6. Эффективность физико-химических способов дегазации

6.1. Техническая эффективность

      Техническую эффективность применения способов дегазации следует оценивать раздельно при ведении подготовительных и очистных работ. Основным критерием эффективного использования способов дегазации в угольных шахтах является уровень снижения газообильности горных выработок, который оценивается по коэффициенту эффективности дегазации

К_д=(q'-q")/q'

     где q', q" - относительная газообильность выработки соответственно до и после проведения дегазации источника метановыделения, м³/т; J', J"-абсолютная газообильность выработки соответственно до и после дегазации, м³/мин.

      Указанный критерий принят в настоящей работе. Однако на практике невозможно достаточно надежно определить газообильность выработки до дегазации, так как на высокогазообильных пластах выработки в настоящее время не проводятся без дегазации. Поэтому величину q' или J' принимали равной газообильности сравниваемой выработки, где использовали, как правило, различные способы подземной дегазации.

      Задача заключалась в том, чтобы выбрать достаточно надежный объект сравнения. Эта выработка должна отвечать следующим условиям: она должна находиться на той же шахте и том же пласте; технология, механизация и организация ведения горных работ в зоне применения физико-химических способов интенсификации дегазации должны быть аналогичны технологии и механизации ведения горных работ в сравниваемой зоне; глубина ведения горных работ и метаноносность угольного пласта в опытной и сравниваемой зонах должны быть примерно одинаковыми.

      В связи с тем что при заблаговременной дегазации зона влияния каждой скважины занимает большую площадь (30-40 тыс.м²), важно знать эффективность снижения газообильности выработок в среднем по зоне, на минимальном расстоянии от скважины L_min и на границе зоны L_max.

      Для сравнения принимали наиболее тяжелые условия, т. е. значения газообильности выработок при работающем комбайне.

      Проведение подготовительных выработок. В связи с тем что выработки в опытных зонах проводили на различных минимальных расстояниях от скважин расчленения L_min и они имели различную длину в обработанных зонах, были исследованы значения газообильности выработки на исходящей струе при длине ее тупика l_min, соответствующей положению забоя на расстоянии L_min от скважины, и при длине тупика l_г, отвечающей положению забоя на границе зоны L_max. В сравниваемых выработках газообильность определяли при длинах тупика, соответственно равных l_в=l_min и l_в=l_max.

      Эффективность снижения газообильности (%) в зонах гидрорасчленения растворами ХАВ и ПАВ или физико-химической обработки из подземных выработок находили по формулам:
на минимальном удалении забоя выработки от скважины

Э_Lmin=(J'_Lmin - J"_Lmin)10²/ J'_Lmin

при пересечении забоем выработки границы зоны гидрорасчленения

Э_Lг=(J'_Lmax - J"_Lmax)10²/ J'_Lmax

      где J'_Lmin, J'_Lmax - абсолютная газообильность сравниваемой выработки на исходящей струе при работе комбайна и длине тупика, равной соответственно l_min и l_г , м³/мин;

      J''_Lmin, J''_Lmax - абсолютная газообильность выработки в зоне расчленения или физико-химической обработки на исходящей струе при работе комбайна и длине тупика, отвечающей положению забоя на расстоянии соответственно L _min и L_max от скважины, м³/мин.

      Среднюю эффективность Э_ср снижения газообильности подготовительных выработок в интервале 0 < L < 180 м находили по формуле

Э_ср=(Э_Lmin-Э_Lmax)/2

     Зоны солянокислотных обработок сравнивали с зонами, где отсутствовали другие способы дегазации. В зонах последовательной физико-химической обработки и в сравниваемых зонах применяли бортовую или барьерную дегазацию. Поэтому следует считать, что снижение газообильности выработок после ПФХО выше на 15 - 25% по сравнению с СКО.

      Эффективность применения физико-химических способов интенсификации дегазации определена в Карагандинском бассейне при проведении как горизонтальных, так и наклонных (по восстанию и по падению) подготовительных выработок на пологих мощных и средней мощности пластах.

      Промышленные испытания различных способов и технологических схем управления свойствам и состоянием массива позволили установить следующую их эффективность при проведении подготовительных выработок:

     - с приближением к скважине эффективность физико-химических обработок возрастает, как правило, на 5 - 10%, что свидетельствует о достижении значительной равномерности воздействия на угольный массив;
     - расчленение пластов солянокислотным раствором с последующим извлечением метана из пласта обеспечивает снижение газообильности подготовительных выработок по сравнению с зонами пластовой дегазации на 28-37% и достижение коэффициента эффективности дегазации Кд=0,4-0,5;
     - расчленение пласта солянокислотным раствором без удаления жидкости и метана на поверхность позволяет получить эффективность 20-25% и Кд=0,25-0,3;
     - расчленение пласта раствором неионогенного ПАВ без удаления из пласта жидкости и метана имеет эффективность 15-18% и Кд=0,15-0,2;
     - дегазация угольных пластов с использованием последовательной их обработки растворами ХАВ и ПАВ и последующим извлечением метана обеспечивает эффективность 40-60% при Кд=0,5-0,7. что свидетельствует о возможности применения этих способов для достижения глубокой дегазации пластов с газоносностью более 15-20 м³/т;
     - использование физико-химической обработки высокогазоносных пластов из подземных скважин с последующим удалением метана обеспечивает в течение 0,5 - 1 года эффективность 50-55% при Кд = 0,5-0,55, а при сроке дегазации до 6 мес. 18-25% и Кд =0,2-0,25;
     - в зонах с использованием физико-химических способов дегазации достигается увеличение темпов проведения подготовительных выработок в 1,2-1.4 раз