Грядущий Б.А., Алиев Н.А., Булат А.Ф., Лукинов В.В. "Разработка средств дегазации с целью повышения эффективности отбора газа из углеродного массива" // Сборник научных трудов "Проблемы эксплуатации оборудования шахтных стационарных установок", Донецк 2004 г. – С. 54 - 55.
РАЗРАБОТКА СРЕДСТВ ДЕГАЗАЦИИ С ЦЕЛЬЮ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОТБОРА ГАЗА ИЗ УГЛЕПОРОДНОГО МАССИВА
Грядущий Б.А., Алиев Н.А. (НИИГМ имени М.М.Федорова, г. Донецк) Булат А.Ф., Лукинов В.В. (Институт Геотехнической механики имени Н.С. Полякова НАН Украины, г. Днепропетровск)
С ростом нагрузок на очистной забой, интенсификации добычи угля и увеличением скорости подвигания лав возрастает метановыделение из разрабатываемых и сближенных угольных пластов, а также вмещающих пород.
Поскольку расход воздуха, подаваемого для проветривания лавы, ограничен нормой его скорости в рабочем пространстве, то увеличение добычи угля требует улучшения процесса дегазации.
Стабильность процесса дегазации посредством пробуренных скважин из выработок и подключенных к дегазации газопроводов зависит от расстояния их устья до очистного забоя, от угла полных сдвижений пород кровли. Для каждого конкретного случая выбирается диаметр скважины, длина обсадных труб, число действующих скважин и т.д.
Для увеличения коэффициента эффективности отбора газовой смеси разработана система дегазации с применением дополнительных средств откачки, устанавливаемых между скважиной и дегазационным газопроводом. Передвижное средство откачки сформировано на базе вакуум-насосов ВВН-1-3 или ВВН-1-6, ротационных компрессоров или иных специальных средств (например, эксцентриковых насосов малой мощности на основе турбин), и включено в технологическую цепь непосредственно после каждой дегазационной скважины. Основное преимущество предложенного решения – увеличение дегазационных характеристик скважин с влагоудалением из скважины и исключение в процессе работы скважины таких явлений как обводнение, потеря дебета и т.д. К важнейшим преимуществам схемы относятся: полное осушение откачиваемого газа, стабильное извлечение его из скважины, отсутствие динамического равновесия между давлением скважины и дегазационным трубопроводом и т.д.
Возрастание сопротивления на трубопроводе, имеющее место при откачке, требует изменения параметров трубопровода (увеличение его диаметра). В связи с этим требуется предусмотреть автоматическую систему изменения параметров дегазационного трубопровода. С этой целью предложено подачу газа из вакуум-насосов осуществить в гибкую цистерну переменной емкости, а затем в дегазационный трубопровод.
Предложено дегазационные скважины пробуривать из штрека спирально, с пересечением углепородного массива радиально-криволинейными скважинами, азимут и зенитный угол которых должен управляться посредством перемещающихся по буровой штанге центраторов.
Увеличение коэффициента эффективности дегазации возможно при стабильном вакууме, создаваемом насосами. Разработан ряд технологических мероприятий по увеличению глубины вакуума в водокольцевых вакуум-насосах- основном виде оборудования для дегазации угольных шахт. С этой целью в насосах типа НВ-50, НВ-150, НВ-300, а также ВВН изменены конструкция узла гидрозатвора и сопряжение узла лобовины с ротором, а также технология сборки. Организация данных мероприятий увеличивает глубину вакуума порядка в 1,5 раза.
В целом применение предложенного решения позволит увеличить качество и степень отбора метана, уменьшит взрывоопасность и будет способствовать увеличению нагрузки на лаву и, как следствие, росту добычи угля.