Сборник научных трудов ДонГТУ

Статья

Наименование Пути совершенствования способов оценки степени газодинамической опасности угольных пластов Донбасса с ростом глубины
Авторы Южанин А. Г., к.т.н., с.н.с.
Радченко А. Г., с.н.с.
Ашихмин В. Д., с.н.с.
Радченко А. А., инж.
Раздел Разработка полезных ископаемых
Год 2017 Выпуск 46 Страницы 30 - 38
УДК 622.831.322:635
Аннотация Выполнен анализ размеров полостей, образующихся при выдавливаниях угля и внезапных выбросах угля и газа на разных глубинах разработки пластов. Приведены расстояния, на которых необходимо осуществлять контроль состояния призабойной части пластов на глубинах свыше 600 м.
Реферат Цель. Анализ размеров полостей, которые образуются при выдавливаниях угля и внезапных выбросах угля и газа с ростом глубины ведения горных работ и обоснование расстояний, на которых необходимо осуществлять контроль состояния призабойной части угольных пластов на глубинах свыше 600 м.
Методика. Рассмотрены различные точки зрения авторов о характере проявления внезапных выбросов угля и газа в ряду метаморфизма и с глубиной. Выполнен анализ и обобщение опыта ведения горных работ в Донбассе за последние 25 лет, в результате выполненного анализа показана ошибочность ряда высказанных ранее предположений и гипотез о прекращении выбросов угля и газа с глубиной для углей низкой и средней стадий метаморфизма. Проанализированы условия возникновения, характеристики и параметры более 400 внезапных выдавливаний угля, рассмотрен механизм проявления выдавливаний угля. Выполнен анализ размеров полостей, образованных при внезапных выбросах угля и газа на разных глубинах разработки угольных пластов.
Результаты. Показано, что при развитии отдельных ключевых положений теории борьбы с внезапными выбросами угля и газа в ряде работ были допущены серьезные ошибки и противоречия. Распределение количества внезапных выбросов угля и газа в ряду метаморфизма не подчиняется параболическому закону, а имеет сложный, волнообразный, мультимодальный характер. В Донбассе на глубинах 600-1600м газодинамическая активность углей низкой и средней стадий метаморфизма будет оставаться достаточно высокой, прекращения внезапных выбросов угля и газа для выше указанных стадий метаморфизма углей не произойдет. Выполнен анализ размеров полостей, которые образуются при выдавливаниях угля и внезапных выбросах угля и газа с ростом глубины ведения горных работ. Приведено обоснование расстояний, на которых следует осуществлять текущий прогноз выбросоопасности угольных пластов и контроль эффективности противовыбросных мероприятий на глубинах свыше 600м.
Научная новизна. При разработке новых современных рабочих гипотез формирования и проявления внезапных выбросов угля и газа необходимо обязательно учитывать структурно-химические свойства углей разных стадий метаморфизма. На современных глубинах разработки регистрируются следующие размеры полостей: а) при выдавливаниях угля размеры полостей находятся в диапазоне 0,60 – 12,0 м; б) при внезапных выбросах угля и газа размеры полостей составляют 4,0 – 50,0 м и более. Анализ литературы показал, что зона опорного давления начинается на глубине 3,5-5,5 м от поверхности забоя, формирование и проявление газодинамических явлений (ГДЯ) на современных глубинах разработки угольных пластов происходит на расстояниях свыше 3,0 м от поверхности забоя. Контроль состояния призабойной части угольного пласта согласно нормативным документам осуществляется только на глубину 3,0 ‒ 3,5 м. Существующие способы контроля состояния призабойной части угольного пласта при современных глубинах разработки угольных пластов во многих случаях не позволяют обнаружить зону, опасную по проявлениям ГДЯ, и нуждаются в дальнейшем совершенствовании. Подробно рассмотрен механизм проявления выдавливаний угля.
Практическая значимость. Контроль состояния призабойной части угольного пласта согласно нормативным документам осуществляется только на глубину 3,0 ‒ 3,5 м. Существующие способы контроля состояния призабойной части угольного пласта на современных глубинах разработки во многих случаях не позволяют обнаружить зону, опасную по проявлениям ГДЯ и нуждаются в дальнейшем совершенствовании. Поэтому, на глубинах свыше 600м текущий прогноз выбросоопасности угольных пластов необходимо осуществлять на глубину (ℓ), м: а) на угрожаемых пластах, ℓ ≥ 5,5 – 6,0 м; б) на выбросоопасных пластах, ℓ ≥ 5,0 – 5,5 м. Контроль эффективности противовыбросных мероприятий необходимо выполнять на следующих глубинах: а) на выбросоопасных пластах ℓ ≥ 5,0 – 5,5 м; б) на особо выбросоопасных пластах ℓ ≥ 5,0 м.
Ключевые слова внезапные выбросы угля и газа, внезапные выдавливания угля, контроль состояния призабойная часть пласта, размеры полостей, глубина работ.
Полный текст