книги из ГПНТБ / Дмитриев, А. М. Прогноз природной газоносности усовершенствованными методами для проектирования угольных шахт [сотрудникам НИИ, проектно-конструкторских и проектных институтов]

при применении отбойных молотков

или врубовых

машин с

более или

менее

равномерным распределением

во

времени

выемки полезного

ископаемого.

Однако

в случае использования

высокопроизводительных

агрегатов

и комплексов, создающих

большие

пиковые га зо -

При относительно непродолжительном ( 1-3 суток)

прове­

дении газовы х съемок

и периодах

работы

выемочных

агре­

гатов, исчисляемых минутами или

десятками

минут,

возни­

кает опасность получения завышенных результатов,

когда

моменты

отбора

проб будут

совпадать

с

периодами работы

машины, или, наоборот, заниженных, когда отбор

проб

бу­

дет осущ ествляться в

моменты остановки

машины.

Исходя

из этого рекомендуется параметры свежей

вентиляционной

струи изм ерять

через 1 ч, а

при продолжительности газовой

съемки, менее трех суток -

через

30

мин.

На

исходящей

струе зам еры через 30 мин

следует

проводить

только

в

ре­

монтные

смены.

Интервалы

замеров

в добычные смены

вы­

бираются в

зависимости

от

способов

выемки

угля.

Так,

при

струговой

выемке и отбойке

угля

отбойными

молотками за ­

меры на

исходящей струе должны

проводиться

не

реже

чем

через 10

мин. При выемке угля врубовыми машинами

и бу­

ро-взрывным способом в течение

первых 60 мин после взры­

вания угля замеры необходимо проводить через

5 мин,

в

следующий

час -

через

10 мин, а

последующие

2

ч -

через

15 мин и затем

- через

20

мин до конца смены.

При

ком­

байновой

выемке

угля

отбор

проб

исходящего

воздуха

сле­

дует осущ ествлять как

можно чаще,

в

особенности

при

его

работе. При этом возможно

использование

интерферометров

с повышенной точностью

замеров

типа

"Рикен"

или ЛИ-2, а

мокрым

способом можно

отбирать

только контрольные пробы.

танного пространства в призабойное,

в

ремонтные

смены

проводятся поперечные съемки.

М есто

проведения

этих

съемок вы бирается в зависимости от

схемы проветривания

участка.

В трех сечениях осущ ествляются

наблюдения при

сплошной

систем е разработки с

возвратноточной

схемой

проветривания (см ,рис.

4 ,а)

и прямоточной

1см. рис. 4 ,в) ,

а также при столбовой-

систем е с

возвратноточной

схемой

проветривания (см . рис. 4, г ) . В остальных

случаях

попе­

речная

съем ка

проводится в

м есте

предполагаемого

поступ­

ления

м етана

из выработанного пространства

в призабойное.

Пробы угля для определения его остаточной

газоноснос­

ти отбираются при транспортировании угля

по

откаточному

штреку конвейерами в

пункте 1 под лавой.

При

электровоз­

ной откатке пробы следует отбирать в лаве

по

методике,

применяемой в Т ресте

шахтной геологии

и

технического 1

бурения М инуглепрома УССР. После подачи

состава

ваго ­

неток под лаву уголь отбивается перед комбайном

(кромка

снимаемой

полосы)

и за

комбайном Л кромка

свежеобнажен­

ного з а б о я ). В каждом

м есте

отбираются

две

пробы

А и

Б . Пробы А после их отбора сразу

же

герметизирую тся, а

пробы

Б вы носятся на

откаточный

штрек

и в

открытом

ви­

де выдерживаются до момента отправки нагруженной

пар­

тии вагонеток из-под лавы. Таким образом ,

пробы

отбира­

ются в верхней, средней и нижней частях лавы.

О статочная

газоносность проб А соответствует газоносности

угля,

на­

ходящейся

в последней

партии

вагонеток,

и

газоносность

проб Б

— в

первой

вагонетке.

Кроме того,

остаточная

га ­

зоносность дифференцируется по ширине захвата

комбайна.

Всего

при

проведении газовой

съемки отбирается

12

проб.

О статочная

газоносность

товарного угля

определяется

как

средняя по всем пробам.

При указанном

методе

проведения газовы х

съемок

обес­

печивается

представительность величины

дебита

газо вы де -

ления,

легко устанавливается

структура

газового

баланса,

а следовательно, достаточно точно определяется

газонос­

ность

разрабаты ваем ого угольного

пласта.

Метод расчета

природной

газоносности

угольных

плас­

тов по данным газообильности горных выработок

менее

до­

стоверен по сравнению

с

методом

газовы х

съемок.

Е го при­

менение возможно для оценки природной газоносности уголь­

ных пластов в пределах действующих шахт, а

если

имеются

данные по нескольким горизонтам , то и для

экстраполяции

на более глубокие горизонты . Исходными данными

при

оп­

ределении природной газоносности должна являться фактиче­

ская метанообильность действующих выработок,

полученная

по плановым зам ерам ,

проводимым

службами

вентиляции

мулы

расчета газообильности

горных выработок по м етано -

носности угольных

пластов,

рекомендуемые

в

литературе

[ l ]

,

следует изменить так,

чтобы искомой

величиной

яв­

лялась

природная газоносность

разрабаты ваемого

пласта х,

а исходной - фактическая газообильность выработок

вы­

емочных участков

с^у1 . Проведя соответствующие

преобра­

зования этих формул, получим:

при

отсутствии дегазации на выемочном участке газоно­

сность

равна

Ч-уг ■ mg

bZ H

Х~ К* +

ton (кп„*kte)(frkl,h Z nii ( f - Z )

в

случае дегазации

hn /

_________ ^

' m 8________________________ ,M3 / Tl

X ^ Xl+ тп(кпп +кBn)[(1-Cr) +kn(1-CgJJ+ Zmi ( 1~jg^ j(k CzJlkCpj

P j-C2 f С§л

- коэффициенты дегазации

соответственно

разрабаты ваем ого пласта,

сближенных

пла­

стов и пропластков

угля

и выработанного

пространства, определяемые

по

фактичес­

ким данным или

работе

[

д>] .

Расчетный

метод

определения

газоносности

угольных

пластов предлагает

использование

эмпирических

зависим ос­

тей

газоем кости углей

от различных

факторов.

Так,

потен­

циальная газоносность угольных пластов может

быть рас­

считана по приведенной ниже формуле ИГД .

им.

А.А.

С ко-

чинского [ q] .

Последняя позволяет

учитывать

объем

газа ,

находящ егося в сорбированном состоянии(первое

слагаем ое

формулы), и количество

свободного г а за

(второе

сл агае ­

мое) , занимающ его

поровое прострайство:

у

65, 5 т ( Ю Р - Д с-

Wnp)

lfn PTD

'

'

3/„

c ~ioo(f+S)v°’1ue n(l+o>3iwnp)

'

\р 0 Т

11

где

65,5

- условная максимальная

сорбционная

м ета -

ноемкость угля

при

1ГГ

= 1%,

Wap — 0%,

гп

Ь ~ 0 \

& = 1 м ^ /т ;

безразмерный поправочный коэффициент

на

ж есткость скелета

угля,

который для углей

марок Г, >!' и К до давлений 60

ат

изм е­

няется

от 1 до 0,9

и для

углей

марок

А,

Д и Wnp

Т и ОС близок 1 ;

природные зольность и влажность угля,

%;

а; 3

константы, зависящ ие от

степени м етам ор­

физма

углей; определяю тся

по

таблицам

или по следующим формулам:

а

= 2,4 + 0,21

Vr

;

Р

в = 1,0 - 0,004 %

;

давление м етана

в

угольных

пластах,

ат;

Гг

выход

летучих вещ еств

на

горючую

м ас­

е

су,

%;

основание натуральных

логарифмов;

Vn

-

объем порового

пространства

угля

в р аз­

оС

груженном состоянии, м ^ /т ;

-

эмпирический коэффициент

компрессии;

<о

-

нормальное, к пласту напряжение,

которое

равно разности

геостатического

давления

и давления

га за

в пласте;

-

коэффициент

сжимаемости

метана

при тем ­

пературе и давлении га за

в пласте;

-

273,2°;

-

абсолютная

тем пература пласта,

град;

-

1 ат.

Величина газового давления, закономерности

изменения

которого изучены

недостаточно полно, входит во

все

зави ­

симости. Трудности измерения газового давления

в

уголь­

ных пластах изложены при описании метода

определения по­

тенциальной газоносности. Поэтому применение

расчетного

метода

возможно

на данном этапе только для

ориентиро­

вочных

расчетов

при отсутствии

возможности

определения

природной газоносности угольных

пластов

другими

м етода­

ми. После накопления достаточного количества

материалов,

подтверждающих правомерность применения

этого

метода,

резе

пород

выявляю тся газовыделяющие интервалы

(уголь­

ные

пласты

и газосодержащ ие породы ).

Определив

объем

га за ,

вынесенного

буровым

раствором

из интервала

уголь­

ного

пласта

или пород, и остаточную

газоносность

уголь­

ного

керна

и шлама, по уравнению газового

баланса

нахо­

дят природную газоносность

угольного

пласта [ \ J .

К

недостаткам

этого м етода

относятся;

низкая

произво­

дительность

труда

и относительно вы сокая

стоимость

ра­

бот;

трудность учета различных

геологических

факторов,

влияние которых непостоянно, и,

как следствие, условность

расчета отдельных

величин;

невозможность

применения м е­

Применение того или иного метода должно

реш аться с

учетом конкретных горнотехнических и

горногеологических

условий. При наличии на участке горных

работ

в первую

генетический тип

углей,

от которых

зави сят физико-хими­

ческие свойства

углей,

определяющие их сорбционные свой­

ства, пористость

и трещ иноватость,

и современная глубина

ческие условия.

Угленосные формации СССР

располагаю тся

в

различных,

структурно-стратиграфических

комплексах

чехла

древних

платформ, складчатом основании и покрове

молодых

плат­

форм, в областях геосинклинальной складчатости,

сводово­

глыбовой активизации и внутрискладчатых плитах.

Положе­

ние угленосной формации в современной структуре

земной

коры определяет структурный тип угольного

бассейна

или

месторождения, глубину залегания угленосных

отложений и

степень их нарушенности, физико-химические

и

технологи­

Х арактеристика угленосных формаций с

учетом особенно­

стей

их современной структуры принята

по

классификации

Н.И.

Погребнова [ \ 0 ] .

Угленосные формации,

расположенные

во

внутренних ча­

стях

древных и молодых

платформ и плит,

характеризую тся

слабой степенью нарушенности, относительно малой

глуби­

ной залегания, небольшим

количеством

угольных

пластов

средней и большой мощности со слабым развитием

м ета­

морфизма.

Угленосные формации,

расположенные

в

краевых

струк­

турах, имеют зональное строение с простой

тектоникой и

нее сложные - в миогеосинклинальных

зонах и

в унаследо­

ванных

прогибах, еще более простые -

в

наложенных

впа­

динах.

Этим площадям соответствую т

большие

мощности у г -

ленакоплений со значительным количеством пластов,

сло­

женных

углями средней и высокой стадии

метаморфизма.