Экспериментальная оценка временного фактора устранения выбросоопасности при надработке

Статья взята со страницы кафедры разработки пластовых месторождений полезных ископаемых. http://fgtu.donntu.ru/fm/1999-1/30.htm

Экспериментальная оценка временного фактора устранения выбросоопасности при надработке

Инженеры М.П.Сорокопуд (ш. им. Гаевого), А.А.Василец (ДонГТУ)

В последние годы на основании экспериментов, выполненных в шахтных условиях, доказывалась идея о том, что процесс разгрузки, возникающий при разработке защитных пластов, не должен рассматриваться с позиций теории упругости как мгновенный. Уменьшение напряженности создает предпосылки для превращения пород междупластья и выбросоопасного пласта в реально высокопроницаемый массив и способствует дегазации угольного пласта, без которой устранение выбросоопасности невозможно. Эти положения позволили считать, что процесс устранения выбросоопасности является временным [1, 2].

Дополнительное (контрольное) экспериментальное исследование было выполнено на шахте им. Гаевого на традиционно, в течение многих десятилетий совместно разрабатываемой паре пластов: невыбросоопасный, защитный m₅ Грицинка и выбросоопасный m₅ Куцый. Результативность отработки, никогда не сопровождавшейся выбросами угля и газа, и представительность выбранного участка доказывает то, что на гор. 970 м уже отработано 138 тыс. м² выбросоопасного пласта Куцый, на гор. 860 м — 559 тыс. м² и на гор. 750 м — 647 тыс. м².

Защитный пласт (1 на рисунке 1, а) на гор. 975 м разрабатывается на полевой штрек (3), с которого выбросоопасный пласт Куцый (2) после неудачного бурения двух скважин был перебурен третьей скважиной (4) для измерения скорости газовыделения из этого пласта. В скважину была заведена латунная трубка внешним диаметром 6 мм и образована измерительная камера за счет герметизации участка скважины песчано-глинистой забойкой на глубине от устья 4,5–7,0 м. Измерения скорости газовыделения (U, л/мин) производили прибором ПГ-2МА по мере приближения лавы защитного пласта к скважине (+40 м, +30 м… на рисунке 1, б) и удаления от нее.

Из рассмотрения результатов измерений (график рисунок 1, б) следует, что рост скорости газовыделения становится очевидным при расстоянии от лавы до скважины, примерно равным двум мощностям междупластья, содержание песчаника в породах которого составляет около 50%. Уже при расстоянии до скважины, равном мощности междупластья, достигается максимальная скорость газовыделения, которая после этого закономерно уменьшается. Следовательно, эксперимент позволяет сделать два основных вывода. Во-первых, рост газовыделения, достижение его максимума, а затем снижение газовыделения убедительно подтверждают положение о том, что процесс устранения выбросоопасности является временным. Во-вторых, обоснованность нормативного требования об опережении, не меньшем мощности пород междупластья, как будто тоже подтверждается, но при величине его всего 15 м, т.е. даже меньшей той, которая традиционно называется величиной минимального опережения при под- и надработке — это 20 м. На него обосновывавшееся нами требование об увеличении величины опережения лавами защитных пластов горных работ на выбросоопасных (защищаемых) до не менее чем двукратной мощности пород междупластья и введении дополнительного временного, не менее чем трехмесячного срока опережения не должно распространяться.

Таким образом, проведенный шахтный эксперимент подтвердил ранее высказывавшееся нами положение о том, что процесс устранения выбросоопасности при разработке защитных пластов является временным.

a М.П.Сорокопуд, А.А.Василец, 1999.