---

Шахта _____________________

Выработка пласт горизонт ____________________________________

* Указания о приведении выработки в неудароопасное состояние об эффективности мероприятии и сроках последующею прогнозирования

ЖУР НАЛ

прогнозирования степени удароопасности участков угольного пласта и контроля эффективности мероприятий

по изменению естественной влажности угля

Шахта _____________________

Выработка пласт, горизонт ____________________________________

ЖУРНАЛ

мероприятий по профилактике горных ударов

Шахта ______________ пласт ______________ горизонт ______________ выработка ______________ Тип мероприятия __________________________________________________________,_______________ Параметры мероприятия по паспорту длина скважин _______, диаметр , скважин _______ мм, расстояние между

скважинами _______, м, масса заряда ВВ в скважине _______кг, глубина герметизации _______м, объем нагнетаемой

в скважину воды _______м³ максимальное давление нагнетания _______Мпа

ПРИЛОЖЕНИЕ 7

ВЫБОР ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СХЕМ И ПАРАМЕТРОВ МЕР БОРЬБЫ С ГОРНЫМИ УДАРАМИ

Область эффективного применения методов приведения массива в неудароопасное состояние определяется геологическими и горно-техническими условиями разработки пласта с учетом степени его нагруженноети.

Любое профилактическое мероприятие на каменноугольных и антрацитовых пластах эффективно только при влажности Wе, меньшей максимальной гигроскопичности Wмг (т. е. при Wе < Wмг), что особенно важно на мощных пластах сложного строения. Эффективность увеличивается при увеличении соотношения W_МГ/Wе и приближении уровня Wе к уровню прочносвязанной влаги.

При G_МГ> 0,5 (как правило, при GМГ≥(0,6—0,7)*, а .также при Wмг≤1,5%*, наибольший эффект достигается при бурении разгрузочных скважин (РС), а в движущихся забоях капитальных, подготовительных и очистных выработок — при использовании РС, гидроотжима, камуфлетного взрывания или гидрообработки при ступенчатом повышении — сбросе давления воды в системе (целесообразно с контролем сейсмоакустической активности пласта). При этом гидроотжим рекомендуется применять на пластах мощностью не более 2—2,5 м.

При G_МГ≤0,5 и особенно если G_МГ≤0,35, рекомендуется гидрорыхление с определением удельного расхода нагнетаемой воды по данным W_МГ и Wе. В целиках и стационарных выработках, находящихся в зонах повышенного горного давления, при этих параметрах более эффективны разгрузочные скважины. В последнем случае показатели фазово-физического состояния определяются по пробам, отбираемым из глубины пласта.

Для каменноугольных пластов при W_МГ≥3—4% или G_МГ≤0,5 (или 0,35) и We≈Wмг рекомендуется гидрообработка пластов в режиме увлажнения через скважины по напластованию или под углом к нему (в последнем случае область применения может быть расширена)

* Если другой параметр фаяово физического состояния не оговаривается, то это означает любое его значение, но только при We≤ W_МГ .

1. Увлажнение угольных пластов

1.1. Региональное увлажнение обеспечивает заблаговременную гидрообработку опасного пласта или свиты пластов в пределах выемочного этажа скважинами, пробуренными из полевых выработок или выработок, пройденных по другим пластам (рис. 7.1).

Рис. 7.1. Принципиальные схемы регионального увлажнения угольных пластов:

α — ПО «Прокопьевскуголь», б - ПО «Воркутауюль», в — ПО «Грузуголь»

Скважины для региональной гидрообработки бурят диаметром 56—90 мм и оборудуют на всю длину водоподающими трубами с фильтром. Породный интервал скважин герметизируют цементным раствором на глубину не менее 10 м. Конструкция гидрозатвора показана на рис. 7.2. Радиус эффективного увлажнения (м) ориентировочно можно' оценить по формуле:

R = 31,6 √Q t (πm Nγ),

где N—норма увлажнения пласта, л/т, Q —темп нагнетания, м³/ч; t — время нагнетания, ч, m — мощность пласта, м; π= 3,14.

Расстояние между фильтрующей частью скважины и выработанным пространством по пласту должно превышать расчетный радиус эффективного увлажнения, а расстояние между скважинами должно отвечать условию:

с≤1,5R.

Норму увлажнения N (л/т) определяют с учетом недостатка водонасыщения порового пространства угля по формуле-

N = 10(W_МГ-W_е),

где Wмг — максимальная гигроскопическая влажность угля, % Wе — естественная влажность угля, %.

Рис. 7.2. Схема гидрозатвора:

1 - перфорированная труба, 2 — соединительная муфта, 3 — цементная пробка, 4 обсадная труба, 5 — труба для досылки цементного раствора

Для условий Кузнецкого бассейна:

N = 10 (W_П - W e),

где W_П— полная влагоемкость угля, %

Нормативный объем воды (м3) для закачки в каждую скважину определяют по формуле:

V = 10 ^-3 N m c₁ c₂ γ,

где c₁, с₂— расстояния между скважинами по падению и простиранию пласта; γ — объемная плотность угля, т/м³.

При гидрообработке одной скважиной нескольких угольных пластов нормативный объем закачки определяется как сумма расчетных объемов для каждого пласта. Нагнетание воды по региональным схемам проводят с максимальным давлением и расходом, но первые кубометры рекомендуется закачивать при давлении, не превышающем (0,6—0,7) γН.

Типовые параметры нагнетания по региональной схеме для некоторых угледобывающих районов приведены в табл 7.1

Таблица 7.1

1.2. Схема заложения скважин при глубинном увлажнении выемочного этажа (подэтажа) показана на рис, 7.3

рве. 7.3. Схема глубинного увлажнения угольного плата впереди очистного забоя:

1, 2 — вентиляционный, откаточный штреки

При большой протяженности очистных забоев нагнетательные скважины могут быть заложены с вентиляционного и откаточного штреков Скважины герметизируют гидрозатворами или цементируют на глубину не менее ширины защитной зоны я. Рас-стоян-ие с между скважинами должно соответствовать условию:

с<2lг,

где lг — глубина герметизации скважины.

Нагнетание воды должно производиться за пределами зоны опорного давления с опережением L, удовлетворяющим требованию:

L≤(t_б +t_г + t_H +t_В)V_ПЗ,

где t_б — время бурения скважины на паспортную глубину, сут; t _Г— время, необходимое для оборудования скважин, сут; t_Н— продолжительность нагнетания воды, сут; t_В = 30 сут —время выдержки пласта после нагнетания, V_ПЗ — скорость подвигания очистного забоя, м/сут.

Объем воды для закачки в скважину при глубинном способе увлажнения рассчитывают по формуле:

К=10^-3 N m l_ссγ,

где l_с — длина скважины.

Глубинное увлажнение при проходке подготовительных выработок производят по схеме рис 7.4.

рис. 7.4. Схема глубинного увлажнения мощных удароопасных пластов при 1роходке квершлагов:

1 — скат, 2 — квершлаг, 3 — нагнетатель ная скважина, 4 - глинистые сланцы, 5 — гшптобиолит, 6 — уголь, 7 — песчаник

При проведении квершлагов по мощным угольным пластам объем воды определяют по формуле:

V = 2,5 x 10^-4 NB² (3l_Ф +2B);

при проходке штреков — по формуле:

V = 10^-3 NmВ (l_Ф + 0,8В)γ, В = 2n + α,

где α — ширина выработки, м; n — ширина защитной зоны, м, l_Ф— длина фильтрующей части скважины, м.

При проведении глубинного увлажнения в подготовительных выработках глубина герметизации скважины должна быть не менее п+ 0,5а.

Требования к режиму нагнетания воды при глубинном способе увлажнения аналогичны изложенным в п. 3.1 данного приложения.

1 3. При гидрорыхлении схему расположения нагнетательных скважин принимают в зависимости от системы разработки, строения, мощности пласта и его отдельных пачек, свойств боковых пород.

При нагнетании воды в режиме гидрорыхления глубина герметизации должна соответствовать условию:

lг = (4—6)√m.

Длина фильтрующей части скважины l_ф = 1,5—2,5 м. Общая длина нагнетательной скважины l_с=l_Г+l_ф, должна удовлетворять условию: lC≥n+b, где n — ширина защитной зоны, b — подвигание забоя за один или несколько циклов, но не более 12 м

Расстояние между скважинами принимают из условия:

с≤1,5l_C,

Удельный расход жидкости (норму нагнетания N, л/т) при гидрорыхлении через скважины глубиной 6—12 м определяют из выражения N— 10Wмг, при глубине скважины до 6 м принимают N = 25—30 л/т На мощных пластах сложного строения величина N может быть скорректирована ВНИМИ на основании изучения фазово-физических свойств отдельных пачек.

Для буроугольных пластов Кызыл-Кийского месторождения удельный расход воды N составляет 40—50 л/т при гидрорыхлении через скважины глубиной 8 м

Количество воды V (м³), закачиваемое в каждую скважину глубиной 6—12 м, составляет.

в очистных забоях и стенках подготовительных выработок V= 1,3•10^-3 Nml_cс;

в забоях подготовительных выработок при нагнетании через одиночную скважину

V=1,3•10^-3 Nml_с(2n + а),

в забоях подготовительных выработок при нагнетании через две скважины и более-

V=1,3•10-3Nml_сc'.

где с' — расстояние между скважинами на уровне фильтрующей части скважины, м.

При глубине скважины до 6 м объем воды необходимо увеличивать на 25—30%

Давление нагнетания поднимается ступенями по (0,2—0,3) γН до величины, исключающей гидроразрыв пласта. Продолжительность нагнетания на первых ступенях должка составлять не менее 10 мин. На последней степени (0,8—0,9) γН нагнетание производят до закачивания необходимого количества воды

Во избежание преждевременного гидроразрыва пласта целесообразно подключить к одному насосу 2—3 нагнетательные скважины.

В случае гидроразрыва пласта нагнетание прекращают, бурят новую скважину на расстоянии 2,5 —3 м от старой и нагнетание продолжают до закачивания необходимого количества воды.

Глубину герметизации скважин lг выбирают в зависимости от показателя Gмг, а длину фильтрующей части l_Ф — в зависимости от Gе, по номограмме (см рис 7.5; с округлением: результата