Обоснование параметров технологических схем отработки свит пологих угольных пластов, склонных к самовозгоранию

• Автор: Тюрнин, Владимир Алексеевич
• Шифр специальности: 25.00.22
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 168 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1 Анализ горно-геологических и горнотехнических условий отработки угольных пластов на шахтах Кузбасса

1.2 Анализ технологических схем отработки свит пластов на шахтах.

1.3 Анализ аварий на шахтах, связанных с самовозгоранием угля

1.4 Анализ научных исследований и нормативной базы по отработке свит пластов, склонных к самовозгоранию

1.5 Выводы по главе

2 НАТУРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ГАЗОВОГО РЕЖИМА ВЫЕМОЧНЫХ УЧАСТКОВ ПРИ ИНТЕНСИВНОЙ ОТРАБОТКЕ СВИТ ПОЛОГИХ ПЛАСТОВ

2.1 Общие положения

2.2 Исследование газового режима при отработке свиты пластов на шахтах ОАО «СУЭК-Кузбасс»
2.3 Исследование газового режима при отработке свиты пластов на шахте Алардинская ОАО «ОУК Южкузбассуголь»
2.4 Выводы по главе
3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-АНАЛИТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ ПАРАМЕТРОВ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СХЕМ ОТРАБОТКИ СВИТ ПЛАСТОВ НА ФОРМИРОВАНИЕ ЗОН ТРЕЩИНОВАТОСТИ МАССИВА
3.1 Общие положения
3.2 Исследование взаимовлияния сближенных пластов на формирование аэродинамической связи верхнего пласта в свите с земной поверхностью
3.3 Исследование взаимовлияния параметров подготовки выемочных участков на формирование аэродинамической связи между выработанными пространствами смежных пластов и дневной поверхностью

3.4 Исследование влияния расположения межлавных целиков при отработке сближенных пластов склонных к самовозгоранию на формирование зон повышенной трещиноватости
3.5 Выводы по главе
4 ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СХЕМ ПРИ ОТРАБОТКЕ СВИТ ПОЛОГИХ ПЛАСТОВ, СКЛОННЫХ К САМОВОЗГОРАНИЮ
4.1 Обоснование очередности отработки пластов в свите
4.2 Обоснование параметров подготовки выемочных участков
4.3 Обоснование взаимного расположения целиков на сближенных пластах..
4.4 Экономическая оценка разработанных рекомендаций
4.5 Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. Повышение уровня концентрации горных работ и рост производительности очистных забоев на угольных шахтах России сопровождаются недопустимо высоким уровнем аварийности и травматизма, более чем на порядок превышающим соответствующие показатели шахт мирового и европейского уровня. В условиях современных угольных шахт Кузбасса при отработке свит пологих пластов несовершенство применяемых технологических схем, способов управления газовыделением и недостаточный учет взаимовлияния сближенных пластов в ряде случаев приводит к неуправляемым притокам воздуха в выработанные пространства отрабатываемых пластов и формированию там очагов самовозгорания угля. В свою очередь, очаг самовозгорания может явиться источником воспламенения и взрыва метана, что неоднократно имело место на шахтах Кузбасса за последнее десятилетие. Количество аварий на шахтах, связанные с самовозгоранием угля составляют 59,9% от общего числа. Большая часть подобных аварий приходится на шахты в Кузнецком бассейне (75,5%). Несмотря на тенденцию ежегодного снижения частоты возникновения подобных аварий, возрастает степень тяжести аварий, в том числе и смертельный травматизм.
Решению задач обеспечения эффективной разработки свит пластов посвящены работы A.A. Борисова, Я.А. Бича, В.В. Зубкова, В.П. Зубова, М.А. Иофиса, О.В. Ковалева, С.Т. Кузнецова, А.М. Линькова, И.М. Петухова, А.Н. Шабарова и др. Отработка пластов, склонных к самовозгоранию, рассмотрена в работах Л.П. Белавенцева, Ю.Ф. Булгакова, B.C. Веселовского, Е.И. Глузберга, В.В. Егошина, В.Г. Игишева, В.К. Костенко, Н.И. Линденау, В.Н. Маевской, В.Б. Попова, В.А. Портолы, A.A. Скочинского и др. В то же время авторы не рассматривали в комплексе совокупное влияние сближенности и эндогенной пожароопасности при отработке свит пластов. Действующие отраслевые нормативные документы отдельно рассматривают вопросы отработки свит пластов и отработку пластов, склонных к самовозгоранию. Сближенность пластов отмечена как один из факторов, влияющих на эндогенную пожароопасность, но

имеют удельную скорость сорбции кислорода в три раза больше чем у угля, фракции которого равны -3+1,0 мм. В соответствии с этим отмечается высокое содержание оксида углерода до 0,098%. В реальных условиях «эндогенный пожар» фиксируется при концентрации оксида углерода в 0,01%.
В руководстве [101] указаны 16 факторов, определяющих эндогенную пожароопасность действующих выемочных полей шахт:
• мощность пласта;
• наличие пожаров в граничных полях;
• глубины работ;
• химическая активность угля;
• тип пород кровли;
• наличие наносов глины на поверхности;
• наличие горелых пород на выходах пласта;
• наличие сближенных пластов в кровле отрабатываемого;
• угол падения пласта;
• газообильность поля;
• способ управления кровлей;
• размер поля по падению;
• скорость отработки по простиранию;
• потери угля;
• потери депрессии;
• количество воздуха.
В то же время, общего критерия, позволяющего комплексно учитывать совокупное влияние факторов и количественно оценивать вероятность самовозгорания угля в действующем руководстве [101], не представлено. Также не указано, каким образом следует учитывать сближенность пластов, и как она влияет на эндогенную пожароопасность [67].