Разработка методов оценки выбросоопасности и способов предотвращения внезапных выбросов угля и газа в очистных забоях угольных шахт

• Автор: Желтков, Игорь Владимирович
• Шифр специальности: 05.26.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Кемерово
• Количество страниц: 147 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ПРОБЛЕМА БОРЬБЫ С ВНЕЗАПНЫМИ ВЫБРОСАМИ УГЛЯ И ГАЗА В ОЧИСТНЫХ ЗАБОЯХ УГОЛЬНЫХ ШАХТ

1.1. Обоснование актуальности проблемы.

1.2. Состояние проблемы и пути ее решения

1.3. Цель и задачи диссертационных исследований

2. ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЗМА РАЗВЯЗЫВАНИЯ ВНЕЗАПНОГО ВЫБРОСА И РАЗРАБОТКА КРИТЕРИЕВ ВЫБРОСООПАСНОСТИ ОЧИСТНОГО ЗАБОЯ

2.1. Формирование выбросоопасной ситуации в очистном забое

2.2. Исследование механизма внезапных выбросов угля и газа в очистном забое

2.3. Условия развязывания внезапного выброса угля и газа

ВЫВОДЫ
3. ШАХТНЫЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ГАЗОДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК МАССИВА И КРИТЕРИЕВ ВЫБРОСООПАСНОСТИ ОЧИСТНОГО ЗАБОЯ
3.1. Методика исследований
3.2. Объекты исследований
3.3. Исследование зональности области влияния очистного забоя на напряженное состояние призабойной части массива.
3.4. Выявление эффекта гистерезиса сорбции метана углем
3.5. Экспериментальная проверка наличия в изгибе кровли газонасыщенной зоны.
3.6. Исследование критериев выбросоопасности очистных забоев
3.6.1. Проверка показателей Э, ЯОУ и Эа.
3.6.2. Установление критического значения показателя В0.
ВЫВОДЫ
4. РАЗРАБОТКА КОМПЛЕКСА МЕР ПО ПРЕДУПРЕЖДЕНИЮ ВНЕЗАПНЫХ ВЫБРОСОВ УГЛЯ И ГАЗА В ОЧИСТНЫХ ЗАБОЯХ.
4.1. Порядок выполнения комплекса мер.
4.2. Предварительная оценка выбросоопасности выемочного участка пласта по результатам текущего прогноза в оконтуривающих выработках
4.3. Геофизическая доразведка выемочного участка
4.4. Оценка выбросоопасности зон тектонически нарушенного угля
4.5. Применение региональных способов предотвращения внезапных выбросов
4.6. Контроль эффективности региональных способов предотвращения внезапных выбросов
4.7. Определение невыбросоопасных параметров подвигания забоя в потенциально выбросоопасных зонах.
4.8. Контроль за выбросоопасносгью при ведении очистных работ и корректировка невыбросоопасных параметров подвигания забоя
4.9. Локальная противовыбросная обработка
4 Контроль эффективности локальной противовыбросной обработки .
ВЫВОДЫ.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ЛИТЕРАТУРА


При очистной выемке угля на шахтах данного региона зарегистрировано около выбросов. На шахтах восточных и северных бассейнов страны выбросы происходили в основном в подготовительных пластовых выработках и при вскрытии пластов, в очистных забоях имели место лишь единичные случаи явлений. Поэтому предусмотренные «Инструкцией по безопасному ведению горных работ на пластах, опасных но внезапным выбросам угля, породы и газа» /1/ меры борьбы с выбросами относительно очистных забоев учитывали практически лишь условия Донбасса и были неприемлемы для других угольных регионов вследствие различия как горно-геологических, так и горнотехнических параметров отработки пластов. Для этих регионов в Инструкции имеют место лишь отдельные рекомендации. К настоящему времени внезапные в очистных выработках в восточном и северном регионах зарегистрированы на шести шахтах - в Кузнецком бассейне на шахте «Северная» и «Березовская», в Печорском - на шахтах № 1 и «Северная», в Приморском - на шахтах «Подгородненская» и «Центральная». Сведения о внезапных выбросах угля и газа на шахтах Кузбасса приведены в табл. Таблица 1. Шахта Пласі Дата Мощность пласта, м Угол падения, град. Север- ная» Влади мирове кий 4 г. Север- ная» Владими- ровский г. Север- ная» Влади ми-ровский г. Север- ная» Владими- ровский г. Север- ная» Влади ми-ровский г. Север- ная» Влади ми-ровский г. Север- ная» В ладими-ровский 8 г. Север- ная» В ладим и-ровский г. Бере- зов- ская» XXI 6 г. Внезапные выбросы угля и газа на шахте «Северная» произошли при отработке наклонных пластов на глубинах 0 - 0 м от поверхности. В очистных забоях применялась выемка угля с помощью озбойных молотков и взрывания. По мощности (количеству выброшенного угля) выбросы были различными - от выбросов малой силы до мощных. В г. Владимировского на шахте «Северная» была прекращена именно из-за внезапных выбросов в очистном забое, которые стали принимать катастрофический характер. Всего в Кузбассе произошло в очистных выработках 9 внезапных выбросов, что составило 5 % от всего их количества в бассейне (0 выбросов). В Печорском бассейне произошло наибольшее число внезапных выбросов в очистных выработках -(% от всего их количества). На шахте № 1 зарегистрирован внезапный выброс при отработке пласта Двойного комбайнами ЛГД-2 и «Донбасс-1» с широкозахватными рабочими органами. При внедрении рабочего органа этих комбайнов в выбросоопасный массив на глубину в среднем в 2 раза большую, чем при применении узкозахватных комбайнов, создается значительно более интенсивное воздействие на массив, вследствие чего повышается его выбросоопасносгь. По этой причине впоследствии применение широкозахватных комбайнов на выбросооиасных пластах было ограничено. В настоящее время вопрос о возможности применения их в каждом отдельном случае решается территориальными управлениями Госгортехнадзора России по заключениям НЦ ВостНИИ и технологического института. Мощность выбросов на шахте № 1 изменялась от 1,2 до т, интенсивность - от до м3 газа. Следует отметить очень высокое в отдельных случаях удельное газовыделение, достигавшее 5 м3/т. В г. Тройного шахты «Северная» на глубинах 0 - 0 м. Все они были спровоцированы камуфлетно-сотрясательным взрыванием, применявшимся для разгрузки пласта от горного давления с целью снижения его опасности как по внезапным выбросам, так и по горным ударам и проводившимся в соответствии с требованиями безопасности при отсутствии людей в опасных зонах. Мощность внезапных выбросов составляла от 7 до т. В Приморском бассейне на шахте «Подгородненская» зарегистрировано в г. Модестов II, которые в соответствии с инструкцией /1/ при расследовании газодинамических явлений относятся к внезапным выбросам угля и газа. Мощность явлений достигала т угля, интенсивность - м3 газа. Внезапное выдавливание угля с попутным газовыделением мощностью т зарегистрировано в данном бассейне на шахте «Центральная» в г. Нижне-Кедровом на глубине 0 м. На шахтах Восточного бассейна (Ростовская область) произошло выбросов в очистных забоях ( %).