Обеспечение устойчивости подрабатываемых наклонных дегазационных скважин при интенсивной разработке свит газоносных угольных пластов
- 1 — канд. техн. наук научный сотрудник Сочинский научно-исследовательский центр РАН
- 2 — д-р техн. наук профессор Северо-Кавказский горно-металлургический институт (государственный технологический университет)
- 3 — д-р техн. наук ректор Северо-Кавказский горно-металлургический институт (государственный технологический университет)
- 4 — д-р техн. наук заведующий кафедрой Северо-Кавказский горно-металлургический институт (государственный технологический университет)
Аннотация
При больших скоростях подвигания линии очистного забоя повышаются требования к надежности работы подрабатываемых дегазационных скважин. Проблемным является вопрос обеспечения интенсивности отработки газоносных пластов в условиях роста природной газоносности, глубины разработки и производительности очистного оборудования. Наибольшую угрозу представляет потеря устойчивости скважин в зоне влияния опорного давления (перед лавой) и области интенсивных сдвижений зависающих породных консолей (позади лавы). Интенсификация подсосов воздуха вследствие деформирования канала ствола скважины приводит к обеднению отводимой метановоздушной смеси и росту рисков нарушения безопасного аэрогазового режима выемочного участка. Описан механизм влияния очистной выемки на состояние подземных скважин и образование зависающих породных консолей. Приведена типизация основных видов деформаций сечения скважин. Указаны критические недостатки наиболее применяемых технологических схем отработки газоносных пластов с высокими нагрузками на очистные забои, что не позволяет обеспечить нормальную работу дегазационной системы. В результате исследований уточнена зависимость влияния числа шпуров, а также расстояния между осями шпуров и скважиной на напряженное состояние контура скважины. Исходя из этого предложена формула для расчета параметров бурения системы разгрузочных шпуров. Внедрение данных мероприятий позволит увеличить эффективность подземной дегазации и обеспечить рост интенсивности отработки газоносных угольных пластов.
Литература
- Golik V.I., Komashchenko V.I., Razorenov Yu.I. Technology of Rock Mass State Management with Conservation of Ground Surface. Orenburg: Universitet, 2017, p. 554 (in Russian).
- Grebenkin S.S. Tunnel Maintenance and Construction in the Deep Mines of Donetsk Basin. Donetsk: Kashtan, 2005, p. 256 (in Russian).
- Dmitrak Yu.V., Golik V.I., Venigor V.V. Geomechanical Pre-Requisites of Mining Tunnel Stability Maintenance during the Development of Water-Abundant Fields. Izvestiya Tul'skogo gosudarstvennogo universiteta. Nauki o Zemle. 2018. Iss. 1, p. 221-226 (in Russian).
- Zubov V.P. Status and Directions of Improvement of Development Systems of Coal Seams on Perspective Kuzbass Coal Mines. Zapiski Gornogo instituta. 2017. Vol. 225, p. 292-297. DOI: 10.18454/PMI.2017.3.292
- Kazanin O.I. On the Design Features of Underground Multiple Gassy Coal Seam Mining. Zapiski Gornogo instituta. 2015. Vol. 215, p. 38-45 (in Russian).
- Kas'yan H.H. Geomechanical Foundations of Rock Failure Zone Management around Mining Tunnels to Maintain Their Stability at Great Depths: Avtoref. dis. … d-ra tekhn. nauk. Donetskii natsional'nyi tekhnicheskii universitet. Donetsk, 2002, p. 35 (in Russian).
- Litvinenko V.S., Dvoinikov M.V. Justification of the Technological Parameters Choice for Well Drilling by Rotary Steer- able Systems. Journal of Mining Institute. 2019. Vol. 235, p. 24-29. DOI: 10.31897/PMI.2019.1.24
- Mustafin M.G. Modeling of Rock Massif Geomechanical State at Gas Extraction from Coal Seams. Zapiski Gornogo insti- tuta. 2015. Vol. 216, p. 57-61 (in Russian).
- Kostenko V.K., Zinchenko N.N., Brigida V.S., Salikhiradzh L. Justification of Shot Hole Discharge Parameters at the Heads of Gas Drainage Holes. Fiziko-tekhnicheskie problemy gornogo proizvodstva. 2012. N 15, p. 85-91 (in Russian).
- Brodskii V.Sh. Patent 1043320 SSSR. A Gas Drainage Method for Undermined Coal Seams in the Pillar Mining System. Opubl. 1983. Byul. N 35 (in Russian).
- Zuev V.A., Pogudin Yu.M., Kazanin O.I., Bobrovnikov V.N., Vovk A.I., Sal'nikov A.A., Buchatskii V.M., Bocharov I.P. Patent 2 282 030 RU. A Mining Method for Multiple Adjacent Gaseous Coal Seams. Opubl. 20.08.2006. Byul. N 23 (in Russian).
- Kostenko V.K., Brigida V.S., Zinchenko N.M. Utility Model 77829 U. A Gas Drainage Method for the Undermined Coal- Rock Massif. Opubl. 25.02.2013. Byul. N 4 (in Ukrainian).
- Kostenko V.K., Bulgakov Yu.F., Podkopaev S.V. et al. Prevention and Extinguishing of Underground Endogeneous Fires in Remote Locations. Don.: Noulidzh, 2010, p. 253 (in Russian).
- Black D., Aziz N. Actions to improve coal seam gas drainage performance. 11-th Underground Coal Operators' Confer- ence. Wollongong: University of Wollongong and the Australasian Institute of Mining and Metallurgy, 2011, p. 307-314.
- Black D., Aziz N. Improving UIS gas drainage in underground coal mines. Coal Operators' Conference. Wollongong: Uni- versity of Wollongong and the Australasian Institute of Mining and Metallurgy, 2008, p. 186-196.
- Brigida V.S., Zinchenko N.N. Methane release in drainage holes ahead of coal face. Journal of Mining Science. 2014. Vol. 50. N 5, p. 994-1000. DOI: 10.1134/S1062739114010098
- Kachurin N.M., Vorobev S.A., Vasilev P.V. Abandoned coal mines influence on atmosphere, environmental monitoring of coal mining and processing territories and preventive measures resources optimizing. XVIII International Coal Preparation Congress, 2016, p. 609-614. DOI: 10.1007/978-3-319-40943-6_93
- Szlazak N., Swolkiein J. The Effectiveness of the Methane Drainage of Rock-Mass with a U Ventilation System. Archives of Mining Science. 2016. Vol. 61. N 3, p. 617-634. DOI: 10.1515/amsc-2016-0044
- Xue F., Zhang N., Feng X., Zheng X., Kan J. Strengthening Borehole Configuration from the Retaining Roadway for Greenhouse Gas Reduction: A Case Study. PLoS ONE. 2015. N 10(1): e0115874, p.1-12. DOI: 10.1371/journal.pone.0115874