Таткеева Г.Г.

Карагандинский государственный технический университет

СПОСОБЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРИРОДНОЙ ГАЗОНОСНОСТИ РАЗРАБАТЫВАЕМЫХ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ

Проведение дегазации разрабатываемых угольных пластов необходимо для обеспечения безопасной и эффективной добычи угля на горнодобывающих предприятиях и актуальность данного вопроса не вызывает сомнения. Но для ликвидации проблем этого направления необходимо разработать методы позволяющие решить теоретические и прикладные задачи этого направления, что позволит повысить безопасность ведения горных работ и одновременно позволит развить промышленное освоение метана.

Существуют известные способы определения газоносности угольного пласта, основанные на измерениях газовыделения из проводимой подготовительной выработки, предварительно освобожденной от отбитого в забое угля [1]. К недостаткам этого способа относятся невысокая его точность, обусловленная тем, что количество выделившегося в выработку газа нельзя отнести к конкретному объему угля. Известен способ определения газоносности пласта, основанный на измерении количества газа, содержащегося в отобранной в пласте пробе угля [2]. Недостатками этого способа являются низкая точность, обусловленная потерями газа при отборе угля, и отсутствие данных о газоотдаче пласта. Известен также способ определения газоносности угольного пласта, основанный на измерениях газовыделений из пласта и остаточной газоносности отбитого угля, включающий проходку полости с удалением отбитого угля на первом из поочередно проводимых ее участков и отбором пробы угля на остаточную газоносность на втором, замеры расхода и концентрации, выделяющихся из полости газов до и после проходки второго участка [3]. Однако и этому известному способу присуща низкая точность, так как проходку полости на участках отбора проб угля и замеров газовыделения из скважины ведут короткими интервалами бурения (по одному метру) и не учитывают снижение газовыделения на предыдущих интервалах бурения к моменту отбора проб и замера газовыделения на следующем интервале. Кроме того, это техническое решение не позволяет получить данные о газоотдаче пласта.

Разработанный способ заключается в дегазации разрабатываемых угольных пластов скважинами, пробуренными из подготовительных выработок, при подготовке пластов к выемке (рисунок 1). Скважины бурятся в плоскости пласта по восстанию, простиранию и по падению. Возможно бурение перекрещивающихся скважин или скважин с разворотом их в сторону очистного забоя. При длине лавы более 200 м или на участках пласта с невыдержанной гипсометрией, если не удается пробурить скважины на всю высоту столба, применяются схемы дегазации, предусматривающие бурение встречных скважин из двух выработок. Предварительная дегазация пласта должна осуществляться не менее 6 месяцев восходящими (горизонтальными) скважинами и не менее 12 месяцев нисходящими. При невозможности проведения предварительной дегазации или невыполнении проектных съемов метана с дегазируемых запасов применяется передовая дегазация путем бурения в разгруженной зоне скважин, параллельных очистному забою или развернутых на очистной забой лавы (рисунок 1). Пластовые скважины, попадающие в зону опорного давления впереди лавы, отличаются повышенной газоотдачей и поэтому не должны отключаться от газопровода до полного погашения их лавой, то есть использоваться для передовой дегазации. Передовая дегазация может не производиться, если обеспечен проектный съем метана.

В случаях использования дегазационных скважин для увлажнения пласта они вновь подключаются к газопроводу на расстоянии не менее 100 м от линии очистного забоя.

При слоевой отработке пласта и наличии выработок по верхнему и нижнему слоям скважины целесообразно бурить по нижнему слою. Во время надработки лавой верхнего слоя скважины, пробуренные по нижнему слою, не должны отключаться от газопровода до их погашения.

Рисунок 1. Схема дегазации мощного полого пласта скважинами, пробуренными по верхнему и нижнему слоях.

При высоком значении потребного коэффициента дегазации пласта скважины можно бурить также и по верхнему слою. Угол наклона скважин выбирается в зависимости от условий залегания пласта, расположения выработок и направления оси скважин [3].

Прогнозная метанообильность выемочного участка после проведения дегазации разрабатываемого пласта данным способом, составляет:

м³/мин,

где q_уч, q_пл – прогнозные значения метанообильности выемочного участка и разрабатываемого пласта, м³/т;

К _д.пл – коэффициент эффективности дегазации пласта;

А – планируемая нагрузка на лаву, т/сут.

Сужающее замерное устройство необходимо располагать на прямом участке газопровода.

3начения основных показателей дегазации разрабатываемых пластов скважинами приведены в таблице 1.

Таблица 1 Значения основных показателей предварительной дегазации разрабатываемых пластов

Направление бурения скважин по пласту	Максимально достижимый коэффициент дегазации	Минимальная величина разрежения в устье скважины
		КПа	мм.рт.ст.
Восстающие или горизонтальные скважины	0,2	6,7	50
Нисходящие скважины	0,1	6,7	50

I. Фоминых Е. И. и др. Определение метаноносности угольных пластов по газовыделению в подготовительных выработках,В сб.: Способы управления газовыделением на шахтах Карагандинского бассейна, вып. 2. М., «Недра», 1971, с. 28- 32.

2. Инструкция по определению и прогнозу газоносности угольных пластов и вметающих пород при геологоразведочных работах. М., «Недра», 1977, с. 13- 14.

3. Недашковский И. В. и др. Определение газоносности угольного пласта в призабойной зоне. «Уголь», 1972, № 12, с. 65—66.