Спосіб визначення ефективних параметрів дегазації і розвантаження вугільного пласта гідродинамічною дією

Спосіб визначення ефективних параметрів дегазації і розвантаження вугільного пласта гідродинамічною дією, який включає геотехнологічне визначення ефективного радіуса гідродинамічної дії, необхідної кількості виймання вугілля під час гідродинамічної дії, необхідної кількості газу із зони обробки після проведення гідродинамічної дії і визначення терміну дегазації обробленої зони вугільного пласта, який відрізняється тим, що ефективний радіус гідродинамічної дії визначають до її проведення із виразу: Reф=Kг.т.H0,5, м, U 2 (19) 1 3 параметрів дегазації і розвантаження вугільного пласта гідродинамічною дією, в якому за рахунок того, що параметри дегазації і розвантаження вугільного пласта визначаються до проведення гідродинамічної дії, забезпечуються оптимізація і ефективність дегазації і розвантаження вугільного пласта від гірського тиску, і як наслідок, виконання всіх технологічних параметрів обробки вугільного пласта у найстисліші строки. Це завдання вирішується тим, що спосіб, який включає геотехнологічне визначення ефективного радіусу гідродинамічної дії, необхідної кількості виймання вугілля під час гідродинамічної дії, необхідної кількості газу із зони обробки після проведення гідродинамічної дії і визначення терміну дегазації обробленої зони вугільного пласта, який відрізняється тим, що ефективний радіус гідродинамічної дії визначають до її проведення із виразу Reф=Kг.т.H0,5, м, де: Kг.т.=0,798 - геотехнологічний коефіцієнт гідродинамічної дії на напружений гірничий масив; Н - глибина розробки вугільного пласта, м, визначення необхідної кількості виймання вугілля за час проведення гідродинамічної дії на вугільний пласт із виразу МнКсМз, т, де: Кс=210-3 - статистичний геотехнологічний коефіцієнт впливу гідродинамічної дії на розвантаження вугільного пласта; Мз - кількість вугілля в оброблюваній зоні, т, після проведення гідродинамічної дії визначають необхідну кількість газу, яку треба вилучити з оброблюваної зони вугільного пласта із виразу VнКд.еф.Vз, м3, де: Кд.еф.=0,45 - нормативний коефіцієнт ефективності дегазації вугільного пласта в зоні його обробки; Vз - природна кількість газу в оброблюваній зоні вугільного пласта, м3, визначають термін дегазації обробленої зони вугільного пласта із виразу Т=Vн/Vд, діб, де: Vд - середньодобова кількість газу, який виходить з обробленої зони після проведення гідродинамічної дії, м3/доб. Визначення ефективного радіусу гідродинамічної дії до її проведення із виразу Rеф=Кг.т.H0,5, м, де Кг.т.=0,798 - геотехнологічний коефіцієнт гідродинамічної дії на напружений гірничий масив, Н глибина розробки вугільного пласта, м, забезпечує визначення зони ефективної обробки вугільного пласта гідродинамічною дією до її проведення. Визначення необхідної кількості виймання вугілля під час гідродинамічної дії до її проведення із виразу МнКсМз, т, де Кс=210-3 - статистичний геотехнологічний коефіцієнт впливу гідродинамічної дії на розвантаження вугільного пласта від гірського тиску, Мз – кількість вугілля в оброблюваній зоні вугільного пласта, т, забезпечує оптимізацію і ефективність розвантаження вугільного пласта гідродинамічною дією. Визначення необхідної кількості газу, яку треба вилучити з оброблюваної зони вугільного пласта до проведення гідродинамічної дії із виразу VнКд.еф.Vз, м3, де Кд.еф.=0,45 - нормативний коефіцієнт ефективності дегазації вугільного пласта в 58316 4 зоні його обробки гідродинамічною дією, Кз - природна кількість газу в оброблюваній зоні, м3, забезпечує в подальшому визначення терміну ефективності дегазації обробленої зони вугільного пласта гідродинамічною дією. Визначення терміну дегазації обробленої гідродинамічною дією зони вугільного пласта із виразу Т=Vн/Vд, діб, де Vд - середньодобова кількість газу, який виходить з обробленої зони після проведення гідродинамічної дії, м3/добу, забезпечує ефективність дегазації обробленої зони вугільного пласта. Спосіб визначення ефективних параметрів дегазації і розвантаження вугільного пласта гідродинамічною дією здійснюють наступним чином. До початку ведення гірничих робіт з застосуванням гідродинамічної дії на глибині Н, м, розраховують ефективний радіус гідродинамічної дії із виразу Reф=Kг.л.Н0,5, м, де Kг.л.=0,798 - геотехнологічний коефіцієнт гідродинамічної дії. Далі по Reф розраховують площу зони обробки вугільного пласта однією свердловиною для крутопадаючих пластів Soбp.=R2еф; для похилих пластів площа обробки Soбp.п.=2Rефlc.y, де lс.у - довжина свердловини пробуреної по вугільному пласту. Після визначення площі обробки вугільного пласта розраховують кількість вугілля в зоні обробки із виразу Мз=Sобр.m, т, де m - потужність вугільного пласта, м,  - об'ємна вага вугілля, т/м3. Необхідна кількість виймання вугілля при гідродинамічній дії буде: Мн=КсМз=210-3R2ефm, т - для круто падаючих пластів і Мн=210-32Rефlс.у.m, т для похилих пластів. Природну кількість газу в оброблюваній зоні розраховують із виразу Vз=Sобр.m, м3, де  - природна газоносність вугільного пласта, м3/т с.б.м. Необхідна кількість газу, яку треба вилучити з оброблюваної зони буде: Vн=Кд.еф.Vз=0,45R2ефm, м3 - для круто падаючих пластів і Vн=Кд.еф.Vз=0,452Rеф.lc.y.m, м3 для похилих пластів. Після проведення гідродинамічної дії шахтною системою газового захисту фіксують середньодобову кількість виходу газу із оброблюваної зони Vд, м3/доба і розраховують термін дегазації обробленої зони по виразу Т=Vн/Vд, діб. Приклад конкретного здійснення способу. В умовах шахти „Дзержинська" ДП "Дзержинськвугілля" перед проведенням робіт по дегазації і розвантаженню гідродинамічною дією вугільного пласта K8 – "Кам'янка-Схід" гор. 1146 м в нижній частині щитової лави було визначено ефективні параметри проведення профілактичних робіт. Вугільний пласт К8 розроблюється на глибині Н=1146 м, залягає під кутом нахилу =60° і має: корисну потужність m=1,0 м; природну газоносність =22 м3/т с.б.м; об'ємну вагу =1,41 т/м3 і є високо газоносним та небезпечним по газодинамічним явищам. Нижня частина лави на протязі 70 м від відкочувального штреку знаходиться в зоні підвищення гірського тиску від розробки пласта m3-"Товстий". Спершу було визначено ефективний радіус гідродинамічної дії із виразу 5 58316 Rеф=Кг.т.Н0,5=0,79811460,5=27,0 м. Оскільки обробці підлягало 70 м полоси було прийнято для проведення гідродинамічної дії пробурити дві свердловини з проміжного квершлагу на вугільний пласт - першу з виходом її в вугільний пласт на відстані 20 м від підошви проміжного квершлагу, а другу на відстані 2 Rеф=54 м від першої. Таким чином, площа обробки вугільного пласта склала Soбp.=nсR2еф, м2, де nс - кількість свердловин, Sобр.=23,14272=4578 м2. Після цього було визначено кількість вугілля в оброблюваній зоні вугільного пласта Мз=Soбp.m=45781,01,41=6455 т, а необхідна кількість виймання вугілля з оброблюваної зони склала Мн=КсМз=210-36455=12,91 т. Кількість газу в оброблюваній зоні склала Vз=Sобр.m=45781,01,4122=142010 м3, а кількість газу, яку треба вилучити з оброблюваної зони склала Vн=Кд.еф.Vз=0,45142010=63904 м3. Після визначення вище приведених ефективних параметрів були виконані роботи по гідродинамічній обробці вугільного пласта через першу свердловину, в процесі якої, було вилучено 6,5 т вугілля, а потім - через другу і було вилучено 7,2 т вугілля. Таким чином сумарний фактичний вихід Комп’ютерна верстка І.Скворцова 6 вугілля склав Мф=6,5+7,2=13,7 т, що більше необхідного Мн=12,91 т. По досягненні необхідної кількості виходу вугілля, гідродинамічну дію припинили і почалась дегазація обробленої зони вугільного пласта шляхом випуску газу із свердловин в атмосферу проміжного квершлагу і проводились заміри середньодобової кількості виходу газу Vд=614 м3/добу, а необхідний термін дегазації обробленої зони склав Т=Vн/Vд=63904:614=104 доби. Таким чином, було встановлено, що за рахунок попереднього визначення ефективних параметрів дегазації і розвантаження гідродинамічною дією вугільного пласта під час проведення обробки пласта і після неї проводився постійний моніторинг цих параметрів, що привело до збільшення вдвічі видобутку вугілля і забезпечило безпеку ведення гірничих робіт в складних гірничотехнічних умовах. Джерела інформації: 1) Авторское свидетельство СССР № 1464582, кл., Е 21 F 5/00, опубл. 08.11.88; 2) Авторское свидетельство СССР № 1555518, кл., Е 21 F 7/00, опубл. 07.04.90, Бюл. № 13. Підписне Тираж 23 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601