Источник: Совершенствование технологии строительства шахт и подземных сооружений. Сб. научн. трудов. Вып 17, – Донецк: «Норд – Пресс», 2011. – 260 с.
В последнее время выполнено достаточно количества разработок по выполнению дегазации углепородного массива для безопасного проведения горизонтальных и вертикальных горных выработок [1-8]. В тоже время, практика требует четкую методологическую проработку всех проектных и технологических решений, касающихся проведения таких выработок. Поэтому авторы в статье на основании анализа существующих нормативных разработок и обобщения имеющегося практического опыта сделали попытку представить в данной статье основные положения методологии безопасного проведения выработок по выбросоопасным и высокогазоносным пластам с использованием различных методов их дегазации.
Как правило, на практике дегазацию рекомендовано осуществлять на газовых угольных шахтах, где средствами вентиляции невозможно обеспечить содержание метана в воздухе в пределах установленных норм, либо в условиях ведения горных работ на выбросоопасных пластах [1,2,5]. Обычно на опасных пластах дегазацию применяют на участках ведения подготовительных работ при метаноносности пласта 13 м3/т с.б.м. и более. Перед строительством и эксплуатацией дегазационных систем (вакуум-насосных станций, газопроводов и скважин) предварительно разрабатывается проект в который входит паспорт дегазации, обычно включаемый в паспорт проведения подготовительной выработки и состоящий из пояснительной записки и графических материалов, прилагаемых к ней. В пояснительную записку должны быть включены данные об ожидаемой газообильности выработки, в том числе по источникам выделения в нее метана; обоснование способа и параметров дегазации; расчета необходимой эффективности дегазации выработки и источников метановыделения; обоснование параметров дегазационных скважин и газопровода. В графических материалах, прилагаемых к пояснительной записке содержатся геологические разрезы по ближе расположенным разведочным скважинам; выкопировка из плана горных работ с проводимой выработкой и нанесением на него дегазационных скважин; схема газопроводов от выработки до вакуум-насосов с указанием расположения контрольно-измерительной аппаратуры и запорно-регулирующей арматуры.
При применении дегазации используются газоотсасывающие установки, выполненные во взрывобезопасном исполнении. Как правило, вакуум-насосные станции (стационарные или передвижные ВНС) располагаются на поверхности в специальных помещениях. Для краткосрочных работ применяют временные подземные вакуум-насосные установки. Дегазация углепородного массива в конкретной горной выработке прекращается при фактической газообильности ниже проектной, то есть, если средства вентиляции обеспечивают разбавление выделяющегося метана до допустимых концентраций. Такое решение не относится к случаю применения дегазации в качестве мероприятия для снижения выбросоопасности, расширения зоны защитного влияния надработки (подработки) выбросоопасных пластов, предотвращения прорывов метана и суфлярных выделений из вмещающих угольные пласты пород, а также исключения опасных местных и слоевых скоплений метана в выработках.
Рассматривая применяемые технологии дегазирования углепородного массива при проведении горных выработок в зонах неразгруженных угольных пластах необходимо отметить, что при проведении вертикальных выработок (стволов, шурфов, гезенков) дегазация осуществляется скважинами, пробуренными с поверхности или из специальных камер. Скважины, как правило, располагают параллельно выработке на расстоянии 2,5-3 м от ее стенок, а расстояние между забоями этих скважин – 4-5 м. Причем, величина неснижаемого опережения скважинами забоя выработки должна быть не менее 10 м, а газонасыщенный угольный пласт или пласт газоносной породы перебуривается полностью [1,3].
При вскрытии выбросоопасных угольных пластов стволами дегазационные скважины бурят диаметром до 80 мм согласно схемам на рисунках 2 и 3 таким образом, чтобы точки выхода скважин из пласта были удалены друг от друга не более чем на 2Rэф (где, Rэф - радиус эффективного влияния скважины в метрах) [2].
Точки выхода скважин из выбросоопасного угольного пласта должны быть расположены в пределах необходимой зоны его обработки на расстоянии от контура этой зоны не более Rэф, которое принимается равным 0,75 м. Дегазация считается эффективной после снижения давления газа в специально пробуренных контрольных шпурах до величины менее 1 МПа. При обнажении пласта дегазационные скважины бурят с расстояния 2 м до пласта по нормали. Расстояние от контура ствола до скважины и между ними в плоскости забоя последней заходки проведения ствола под защитой этими скважинами принимается не более 1,5 м, а их длину принимают из расчета постоянного опережения забоя ствола не менее, чем на 2 м [3,6].
При пересечении стволами угольных пластов дегазационные скважины бурят диаметром 200-250 мм.