Суфлярные выделения

Нм

III От 10 до 15 Сверхкатегорные Свыше 15

II От 5 до 10

I До 5

Категория шахт Относительная газообильность, м3/т

Абсолютная и относительная метанообильность с увеличением глубины разработки, как правило, возрастает, вследствие чего переход на разработку более глубоких горизонтов, а также интенси­фикация угледобычи приводят к увеличению числа сверхкатегорных шахт, количество которых в настоящее время достигает в России около 40 % общего числа действующих шахт. По основным каменно­угольным бассейнам процент сверхкатегорных шахт следующий: Донецкому — 50, Кузнецкому — 52, Печорскому — 67 %.

Относительная газообильность в целом ряде сверхкатегорных шахт Кузбасса, Донбасса и Печоры превышает 50 м³/т.

Как указывалось, с увеличением глубины разработки газовыде­ление, а следовательно, и газообильность шахт возрастают. Интен­сивность нарастания относительной газообильности количественно оценивается ступенью метанообилъности, под которой понимают расстояние по вертикали между двумя горизонтами одного и того же пласта, относительная газообильность которых отличается на 1 м³1т суточной добычи.

Ступень метанообильности Н_м изменяется в зависимости от свойств угля и вмещающих пород, угла падения и ряда других факторов не только для одного месторождения, но даже для одного и того же пласта. Значение ступени метанообильности находится в пределах от 5 до 30 м.

Определив ступень метанообильности по действующим шахтам, можно рассчитать ожидаемую метанообильность на горизонтах, зале­гающих ниже наиболее глубоких из них на 100—200 м по вертикали, при условии, что горнотехнические условия остаются неизменными. Расчет производят по формуле

q = 2 + _Н – Но

Где: q — искомая газообильность шахты на глубине Н от поверхности»

м³/т;

Н_о — глубина зоны метанового выветривания — расстояние от поверхности до горизонта, на котором относительная мета­нообильность равна 2 м³/т. Н_м — ступень метанообильности, м/м³/т.

В настоящее время разработана подробная методика прогноза метанообильности по данным, полученным при геологоразведочных работах. Эта методика изложена в специальной инструкции по прогнозу метанообильности, положена в основу «Временной инструк­ции по расчету количества воздуха, необходимого для проветривания угольных шахт».

Газовыделение в шахтах происходит неравномерно в течение суток, что объясняется разной интенсивностью метановыделения при выполнении различных операций, а также влиянием на выделе­ние газа изменения барометрического давления. Колебания газового дебита бывают обыкновенные и экстренные.

Обыкновенные колебания возникают под влиянием процессов, сопровождающихся измельчением угля. Как правило, повышение дебита метана наблюдается при подрубке угля в очистных забоях, при взрывных работах по углю и т. п. На общешахтном балансе газовыделения эти колебания отражаются обычно незначительно, но в очистных забоях в зависимости от мощности пластов, коэффи­циент неравномерности, которым определяются колебания газового дебита, достигает величины 1,3—1,6. При этом в ряде случаев проис­ходит загазирование выработок сверх допускаемых норм.

Экстренные колебания газовыделения возникают главным обра­зом под влиянием быстрого изменения барометрического давления. На эти колебания было обращено внимание еще около 100 лет тому назад, так как они нередко служили причиной шахтных аварий. Так, в 1878 г. в Англии депутат от одного из каменноугольных округов Говен доложил палате общин, что взрывы метана происхо­дили одновременно в нескольких соседних копях и часто совпадали с резкой переменой погоды.

Газовыделения, возникающие при быстром падении барометри­ческого давления, объясняются тем, что свободный газ, находящийся в старых выработках, пустотах, имеющихся в выработанных про­странствах, трещинах в угле и породах и т. п., начинает перетекать из области большего давления в область меньшего, т. е. в выработки, где может достигнуть опасных концентраций.

В современных крупных шахтах иногда возникают значительные газовыделения метана вследствие нестационарности дебита вентиля­ционных струй участков. Наблюдения показывают, что газовыделе­ние резко возрастает чаще при увеличении дебита, по-видимому, за счет более интенсивного выноса метана из выработанного про­странства.

Некоторые особенности имеет газовыделение в гидрошахтах. Эти особенности заключаются в том, что в начальный момент увлаж­нения метановыделение резко увеличивается, но затем через не­сколько минут снижается. В среднем метанообильность гидрозабоев при проведении выработок и очистной выемке несколько выше, чем забоев с обычной технологией.

При остановке гидромонитора газовыделение с поверхности мок­рого забоя в течение первых 12 ч в 2—2,5 раза меньше, чем с забоя выработки, проводимой отбойными молотками, а газовыделение с не­подвижных угольных стенок в выработках, проводимых гидроспосо­бом, на 25—40 % меньше, чем в выработках обычных угольных шахт.

Неравномерность метановыделения в гидрошахтах, как показы­вают наблюдения, несколько выше, чем в шахтах с обычной техноло­гией добычи.

Суфлярные выделения представляют собой сопровождающееся обычно шипением местное истечение газа из видимых на глаз трещин. Различают суфляры I и II рода.

Суфляры I рода, или первичные, возникают за счет выделения газа, находящегося под большим давле­нием в пустотах (образовавшихся в породах и угле в течение геологи­ческих периодов), а также в зонах разлома, заполненных сильно тре­щиноватыми углями и породами, и в тектонических трещинах.

Суфляры II рода, или вторичные, являются следствием изменения физико-механических свойств угля и вмещающих пород при ведении горных работ. В частности, они часто возникают за счет выделения больших количеств метана из газоносных пластов угля, залегающих вблизи разрабатываемого, через трещины, появляющиеся в кровле пли почве пласта под влиянием изменения напряженного состояния пород при подвигании очистного забоя.

Первые описания суфлярных выделений относятся к началу XVIII в.

В России первые суфлярные выделения происходили в Донбассе. Так, на Рыковских копях в 80-х годах прошлого столетия при про­ходке ствола на глубине 80 м была вскрыта трещина, газ из которой выделялся в течение 10 лет. Для борьбы с загазированием вырабо­ток в те годы в трещины вставлялись металлические трубки, газ поджигался и горел «неугасаемым» факелом в течение ряда лет.

Большой длительностью, доходящей до 20 и более лет, отли­чаются суфляры I рода, суфляры же П рода обычно кратковременны.

Дата добавления: 2014-12-29