|
ИЗВЕСТИЯ | №1 2001 |
УДК 622.831.322
НОСАЧ А.К., КОЛЬЧИК Е.И., ИСАЕНКОВ А.А., КОЛЬЧИК И.Е. (ДонНТУ)
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ЗОНЫ ГАЗОВЫДЕЛЕНИЯ ИЗ ПЛАСТОВ-СПУТНИКОВ Шахтами Донецко-Макеевского
и Красноармейского районов Донбасса, как правило, отрабатывается несколько угольных пластов. В связи с этим при ведении очистных работ
некоторые пласты попадают в зону влияния предварительной надработки или подработки. Кроме пластов рабочей мощности в шахтных полях залегает
еще большое количество пропластков. Известно, что при попадании
пластов (пропластков) в разгруженную зону, с последних выделяется метан, который поступает в выработанное пространство разрабатываемого
пласта. Это приводит к увеличению доли метановыделения из выработанного пространства. На некоторых шахтах она может превышать 90% от общего
газовыделения на выемочном участке. В зависимости от расстояния
до подрабатываемых (надрабатываемых) пластов газовыделение из них различно. Максимальное метановыделение
происходит из пластов, которые попадают в зону обрушения пород. С увеличением расстояния до смежного пласта (степень разгрузки его, а
следовательно газовыделение уменьшается [1, 2]. Причем метан выделяется только из той части пласта-спутника, которая находится в разгруженной
зоне (рис.1). В случае воздействия на пласт-спутник напряжений, равных или превышающих gН,
газовыделение из них не происходит (где g - объемная плотность пород, т/м3, Н - глубина работ, м).
Рис. 1. Распределение разгруженной зоны
при отработке одиночной лавы: 1 - отрабатываемый пласт; 2 - лава; 3 - нарабатываемый пласт; 4 - подрабатываемый пласт; 5 - разгруженная зона;
h1 - величина разгруженной зоны в подработанном массиве; h2 - величина разгруженной зоны в надработанном массиве;
Мр1 и Mр2 - расстояние, на котором газовыделение из спутников равно нулю В надработанном массиве
расстояние, на котором газовыделение из пластов-спутников равно нулю, составляет 60 м [3]. Для проектирования
проветривания выемочного участка необходимо точно знать долю поступления метана из различных источников и, особенно из пластов-спутников,
попадающих в разгруженную зону. На размеры разгруженной
зоны при отработке пласта одиночной лавой оказывают влияние: длина лавы; мощность пласта; прочность вмещающих пород; угол падения пласта
[2, 4]. Существующая методика расчета [3] не учитывает некоторые факторы при определении расстояния, на котором газовыделение равно нулю. В ДонНТУ установлена
зависимость изменения размеров разгруженной зоны в подработанном массиве от влияющих факторов при отработке одиночной лавой пологого пласта,
которая описывается уравнением:
h1=4,48lл0,77m0,5(1,148-0,0034s), м
где lл - длина лавы, м; m - мощность отрабатываемого пласта, м; s - средний предел прочности
подрабатываемых пород на одноосное сжатие, МПа. В пределах разгруженной зоны
с удалением от разрабатываемого пласта напряжения изменяются от 0 до gН. На современных глубинах
ведения горных работ газовыделение из спутников начинает происходить при снижении напряжений на 15% и более, т.е. при
N<=0,85gН (где N - напряжения, действующие на пласт-спутник). В связи с этим напряжение
N=0,85gН можно принять за критическое. В пределах разгруженной зоны эти напряжения находятся на расстоянии
0,9h1. Исходя из сказанного можно определить расстояние, на котором метановыделение из подрабатываемого пласта не происходит.
Оно определено по формуле:
Mp1=0,9h1, м Используя данные зависимости
можно более точно определить расстояние, с которого происходит газоотдача из пластов-спутников, а следовательно и количество метана
поступающего из выработанного пространства на выемочный участок. Библиографический список
Айруни А.Т., Бессонов Ю.Н., Духовный Е.И. и др. Газовая динамика подрабатываемых и надрабатываемых угольных
пластов. - М.: ЦНИЭИуголь, 1978. - 31 с.
Петухов И.М, Линьков А.М., Фельдман И.Л. Защитные пласты. - Л.: Недра, 1972. - 347 с.
Руководство по проектированию вентиляции угольных шахт. - К.: Основа, 1994. - 311 с.
Кольчик Е.И. Влияние отработки одиночной лавы на напряженное состояние горного массива // Добыча
угля подземным способом. - М.: ЦНИЭИуголь, 1981. - №10. - С. 20-21.
У Носач А.К., Кольчик Е.И., Исаенков А.А., Кольчик И.Е., 2001
В работе дано определение размеров зоны подработанного породного массива, в пределах которой происходит дегазация
спутников разрабатываемого пласта.
