Введение к работе
Актуальность работы. Выделяющийся в горные выработки шахтный метан – основной сдерживающий фактор угледобычи. В настоящее время в России функционируют около 50 шахт III категории и сверхкатегорных по газу. Абсолютная метанообильность ряда шахт превышает 150 м3/мин. Ситуация усугубляется тем фактом, что во всех бассейнах России и СНГ идет углубление горных работ, что приводит к закономерному росту газоносности разрабатываемых пластов. Для рентабельной угледобычи эффективность дегазации во многих условиях должна быть не менее 50-60%. Критической величины достиг в последние годы смертельный травматизм от взрывов газа и пыли. Проблема метанобезопасности включает в себя достаточно много аспектов, одним из которых является разработка эффективных технологий пластовой дегазации. Именно пластовая дегазация во многих случаях является ключевым моментом обеспечения безопасных условий угледобычи при высоких нагрузках на очистные забои.
В связи с вышеизложенным совершенствование технологии пластовой дегазации угольных пластов в условиях их интенсивной разработки является актуальной задачей.
Целью работы является реализация принципа необходимости и целесообразности извлечения метана на всех стадиях разработки угольного месторождения на основе совершенствования технологий заблаговременной и предварительной пластовой дегазации углегазоносного массива скважинами, пробуренными с поверхности и из подземных выработок, для обеспечения необходимого уровня метанобезопасности интенсивной угледобычи в условиях высокопроизводительной отработки.
Идея работы заключается в применении гидродинамического воздействия на угольный пласт в режиме гидроудара при разработке энергосберегающей технологии дегазации высокопроизводительных выемочных участков и шахтных полей в целом на стадиях их заблаговременной и предварительной дегазационной подготовки.
Научные положения, выносимые на защиту, и их новизна:
-
Механизм гидроударного воздействия для совершенствования комплексной технологии пластовой дегазации неразгруженных от горного давления угольных пластов на стадиях их предварительной (из горных выработок) и заблаговременной гидрообработки основывается на использовании энергии рабочей жидкости гидровоздействия при ее самоистечении.
-
Эффективные параметры дегазационной подготовки газоносных угольных пластов для их безопасной и интенсивной отработки на основе гидродинамического воздействия должны обеспечивать реализацию эффекта обратного гидроудара.
-
Механизм реверсивного автопневмовоздействия на пласт из подземных пластовых выработок на стадии предварительной дегазации угольного пласта основывается на использовании энергии извлекаемого из дегазируемого массива метана, позволяющей повысить проницаемость пласта и эффективность его последующей дегазации.
Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждаются:
- анализом научно-технических материалов и литературных источников, посвященных известным способам борьбы с метаном в угольных шахтах, в частности способам пластовой дегазации;
- представительным объемом шахтных исследований по определению основных свойств и характеристик углегазоносного массива, анализом горно-геологических и горнотехнических условий, фактической оценкой эффективности способов пластовой дегазации, применяемых на шахтах ОАО «СУЭК-Кузбасс»;
- корректным использованием методов математической статистики при обработке результатов исследований.
Научное значение работы заключается в разработке усовершенствованных технологических схем пластовой дегазации и ее параметров на стадиях предварительной и заблаговременной дегазации на основе использования механизмов импульсного гидроударного воздействия и реверсивного автопневмовоздействия на угольный пласт.
Практическая ценность диссертации состоит в разработке рабочей методики определения основных фильтрационных и газокинетических свойств угольных пластов и технической документации на заблаговременную и предварительную дегазационную подготовку угольных пластов.
Реализация работы. Приняты к реализации «Технологическая часть проекта предварительной дегазации пласта «Болдыревский» из подготовительных выработок выемочного участка 2455 на поле шахты им. Кирова ОАО «СУЭК-Кузбасс», «Технологическая часть проекта заблаговременной дегазационной подготовки пласта «Болдыревский» лавы 2460 на поле шахты им. Кирова ОАО «СУЭК-Кузбасс» и «Технологическая часть проекта заблаговременной дегазационной подготовки пласта «Поленовский» лавы 2596 на поле шахты им. Кирова ОАО «СУЭК-Кузбасс», утвержденные техническим директором ОАО «СУЭК – Кузбасс». Испытана на шахте им. Кирова технология интенсификации газовыделения из подземных дегазационных скважин путем реверсивного автопневмовоздействия.
Апробация работы. Основное содержание диссертационной работы докладывалось в составе научно-технических отчетов в ОАО «СУЭК-Кузбасс» (2009-2011 гг.), на ежегодных научных симпозиумах «Неделя горняка» (2010-2012 гг.), научно-практической конференции в г. Киселевске (2008 г.), научных семинарах кафедры ИЗОС (2010-2012 гг.) и заседании кафедр «Аэрология и охрана труда» и «Инженерная защита окружающей среды» МГГУ (2012 г.).
Публикации. Основные положения диссертации изложены в 9 печатных работах, 8 из которых - в изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав и заключения, содержит 23 таблицы, 36 рисунков, список литературы из 99 наименований.
