Спосіб дегазації шахт (варіанти)

1.Спосіб дегазації шахт, що включає формування ізольованої підземної газозбірної порожнини, буріння в порожнину газовідвідних свердловин з поверхні, створення розрідження в порожнині, акумулювання і відвід газу з порожнини через газовідвідні свердловини на поверхню споживачу, який відрізняється тим. що попередньо в газоносному вуглепородному масиві визначають зону 37501 на поверхню до початку гірничих робіт поблизу тектонічних порушень, і за рахунок цього знижується метановиділення у виробки і зменшується можливість газопроявів, підвищується безпека гірничих робіт та ефективність використання метану вугільних родовищ, крім того й у складних гірничо-геологічних умовах (варіант 2). Поставлена задача вирішується тим, що в способі дегазації шахт, що включає формування ізольованої підземної газозбірної порожнини, буріння в порожнину газовідвідних свердловин з поверхні, створення розрідження в порожнині, акумулювання і відвід газу із порожнини через газовідвідні свердловини на поверхню споживачу, відповідно до першого варіанта винаходу попередньо в газоносному вуглепородному масиві визначають зону впливу геологічного порушення, що є колектором газу, потім у цій зоні формують газозбірну порожнину шляхом проведення гірничої виробки, а також тим, що газозбірну виробку починають формувати поблизу зони впливу порушення з наступним розширенням у зону. Поставлена задача вирішується і тим, що в засобі дегазації шахт, що включає формування ізольованої підземної газозбірної порожнини, буріння в порожнину газовідвідних свердловин з поверхні, створення розрідження в порожнині, акумулювання і відвід газу з порожнини через газовідвідні свердловини на поверхню споживачу, відповідно до другого варіанта винаходу попередньо в газоносному вуглепородному масиві визначають зону впливу геологічного порушення, що є колектором газу, поблизу цієї зони формують газозбірну порожнину, потім масив розвантажують у напрямку зони. Дегазуючий вплив оголюючих поверхонь порожнини обумовлюється підвищеною газопроникністю ушкоджених ділянок вугільних пластів і вміщуючих порід, розкриттям сполучених, але локалізованих у просторі, пустот і тріщин тектонічного походження, а також наявністю великої кількості вільного газу, що знаходиться під тиском у цих тріщинах і пустотах. Область дренування газу розширюється створенням розрідження в порожнині і розвантаженням масиву (варіант 2). При цьому видобувається газ природного складу, тому що порожнина ізольована від шахтної атмосфери і сполучена безпосередньо з поверхнею газовідвідними свердловинами. На фіг. 1 подана схема першого варіанта способу дегазації шахт у зонах впливу порушень по п. 1, де 1 - геологічне порушення, 2 - зона впливу порушення, 3 - вугільний пласт, 4 - газозбірна порожнина, 5 - газовідвідна свердловина, 6 - вакуумнасосна станція (ВНС), 7 - газопровід, 8 - споживач газу. На фіг. 2 подана схема другого варіанта засобу дегазації шахт у зонах впливу порушень по п. 3, де 1 - геологічне порушення, 2 - зона впливу порушення, 3 - верхній вугільний пласт, 4 - газозбірна порожнина, 5 - газовідвідна свердловина, 6 вакуум-насосна станція (ВНС), 7 - газопровід, 8нижній вугільний пласт, 9 - очисна виробка, 10 границя розвантаження, 11 - споживач газу. Спосіб дегазації шахт здійснюється в такий спосіб. Наявність тектонічних порушень ускладнює гірничо-технічну ситуацію при розкритті та розробці газоносних вугільних пластів, тому що можливі раптові прориви газу, суфлярні виділення газу і викиди вугілля і газу в зонах впливу порушень. Більш 70% усіх газопроявів, що відносяться до порушень, приурочено до розривних і плікативних типів, при яких створюються сприятливі умови для скупчення вільного газу в пустотах і тріщинах тектонічного генезису та підвищення проникності вугільних пластів. Поблизу розривних порушень багатогазність виробок у 1,5-3 рази вище, ніж у непорушеній частині того ж пласту. При цьому ріст багатогазності починається на відстані 60-80 м по пласту від площини зсуву. Суфляри зустрічалися на відстані не більше 20 м від порушень. Зони порушень залягання вугільних пластів, особливо апофізи значних порушень, є місцями найбільшої схильності до утворення уловлювачів вільних вуглеводородних газів (див.: Козлов С.В., Приходченко В.Ф, Приходченно С.Ю. Закономерности распространения микрозалежей метана в угленосных отложениях Донбасса // Уголь Украины. - 1993. № 11. - С. 53-54). Попередньо в умовах формування уловлювача газу в межах шахтного поля визначають просторові розміри зони впливу 2 геологічного порушення 1 вугільного пласту 3 (фіг. 1). При цьому враховуються тип і параметри порушення, наявність груп порушень, закономірно орієнтованих в вугленосній товщі шахтного поля, властивості вміщуючих порід і вугільних пластів, а також зрушення масиву, що викликається як дією тектонічних сил, так і гірничими роботами. У зоні впливу порушення 2 до початку підготування і розробки пласта 3 формується газозбірна порожнина 4 шляхом проведення виробки. Формування виробки можна починати поблизу зони 2 з наступним розширенням у цю зону. Газозбірна виробка 4 ізолюється від атмосфери діючих виробок шахти. В ізольовану порожнину 4 з поверхні бурять одну або декілька вертикальних або спрямованих свердловин 5. На денній поверхні установлюють ВНС 6, у якості якої може бути стаціонарна або пересувна ВНС. Поверхневу ВНС 6 сполучають за допомогою газопроводу 7 з газовідвідними свердловинами 5. У порожнині 4 за допомогою ВНС 6 створюється розрідження, проводиться акумулювання і відвід газу по свердловинах 5 на поверхню споживачу 8. Спосіб дегазації шахт по другому варіанту здійснюється в такий спосіб. Іноді по технологічних причинах більшу доцільність має формування порожнини поблизу зони впливу порушення, наприклад, через підвищену багатоводність порушеної породи в зоні. Також і на пластах, небезпечних по раптових викидах вугілля (порід) і газу, де зони тектонічних порушень представляють підвищену небезпеку викидів. Як і в першому варіанті, попередньо визначають зону впливу 2 геологічного порушення 1 пласту 3, що являється колектором газу (фіг. 2). Поблизу зони впливу 2 порушення 1 до початку підготування і розробки пласту 3 формується газозбірна порожнина 4 шляхом проведення виробки. Газозбірна виробка 4 ізолюється від атмосфери діючих виробок шахти. У ізольовану порожнину 4 з 2 37501 поверхні бурять одну або декілька вертикальних або спрямованих свердловин 5. На денній поверхні установлюють ВНС 6, що сполучають за допомогою газопроводу 7 із газовідвідними свердловинами 5. Дегазуючий вплив порожнини 4 потім розширюють у зону впливу 2 порушення 1 шляхом розвантаження масиву в напрямку зони 2. Наприклад, якщо розробляється світа вугільних пластів 3 і 8 висхідним порядком, розвантаження може бути здійснено в результаті підробітки масиву очисними роботами 9 по нижньому пласті 8, при цьому газозбірна порожнина 4 і зона 2 порушення повинні потрапити за границю 10 зони розвантаження. Можливий спосіб розвантаження масиву підриванням шпурових або свердловинних зарядів запобіжних ВВ. Розвантаження відбувається також у результаті саморуйнування згодом приконтурного масиву виробки. Після розвантаження масиву в порожнині 4 за допомогою ВНС 6 створюється розрідження, провадиться акумулювання і відвід газу по свердловинах 5 на поверхню споживачу 11. Способи застосовують завчасно до початку підготування і розробки пласту в зонах тектонічних порушень. Таким чином, попередньо метан із зон порушень видаляють у максимально можливій кількості на поверхню й утилізують, після чого ведуть підготовчі та очисні роботи, що знижує виділення метану в гірничі виробки і підвищує безпеку гірничих робіт. Запаси метану вугленосних товщ являють цінність для народного господарства. Видобування газу по даному способі дозволить підвищити якість продукту по складу, і, отже, ефективність його використання. Фіг. 1 3 37501 Фіг. 2 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 4