Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Предупреждение газодинамических явлений

Контрольная работа

По дисциплине «Предупреждение газодинамических явлений»

Выполнил:

студент гр. ГПз 083

Проверил:

__________________

Белово 2013

Содержание

Направление, совершенствование способов предотвращения газодинамической опасности………………………..……….3
Список литературы……………………………………….…..28

Направление, совершенствование способов предотвращения газодинамической опасности

Газодинамические явления происходят при ведении работ в забоях горных выработок газоносных пластов (пород) и представляют собой быстропротекающее разрушение призабойной части угольного или породного массива, сопровождающееся отбросом или смещением угля (породы) в горную выработку и повышенным газовыделением.

Газодинамические явления – это быстропротекающие геологические явления в виде разрушения газоносных пластов углей (руд) и горных пород в призабойных частях подготовительных и очистных выработок, сопровождающиеся повышенным выделением газа и перемещением или выбросом разрушенных масс в выработку.

Тектонически нарушенный природный угленосный массив способен порождать газодинамические проявления при нарушении его естественного состояния равновесия в процессе ведения горных работ. Главным источником сил, инициирующим газодинамические проявления, является высокий уровень действующих напряжений в силовом поле природного массива. При этом факторы уменьшения показателей прочности угля и пород, роста давления газа в пустотах тектонически нарушенной среды несколько повышают вероятность проявлений выбросов. Однако они являются подчиненными и доля их влияния существенно зависит от величин действующих напряжений в силовом поле природного массива.

В границах всей площади пологого шахтопласта, претерпевшего тектонические нарушения, в его природном силовом поле существует неравномерное распределение действующих напряжений, обусловленное главным образом наличием разных уровней тектонических напряжений. Наиболее опасными по газодинамическим проявлениям являются природные (естественные) аномальные зоны выпуклой, вогнутой и седловидной форм залегания пласта с градиентом кривизны примерно 0,2-0,25км-1 и более. Только в границах области тектонической нарушенности шахтопласта, включающей аномальные зоны высокого уровня напряжений, с увеличением глубины разработки возрастает частота и интенсивность газодинамических проявлений.

На вскрытие, проведение подготовительных выработок и ведение очистных работ на выбросоопасных и угрожаемых пластах должен быть составлен комплекс мер по борьбе с внезапными выбросами угля (породы) и газа, отвечающий требованиям подраздела 1.3, и специальный раздел проекта по обеспечению безопасности по выбросам. Комплекс мер должен быть согласован с ВостНИИ и утвержден техническим руководителем компании. Комплекс мер пересматривается не реже одного раза в год. На основании комплекса мер разрабатываются паспорта выемочного участка, проведения и крепления выработок. Для особо выбросоопасных участков техническим руководителем шахты по согласованию с ВостНИИ определяются дополнительные мероприятия (устанавливаются скорость подвигания очистных и подготовительных забоев, технологические перерывы между производственными процессами, максимальная глубина заходки при отбойке угля, минимальная величина ниш).

Для безопасной разработки выбросоопасных и угрожаемых угольных пластов предусматривают следующие меры:

а) прогноз выбросоопасности;

б) опережающую отработку защитных пластов;

в) способы предотвращения внезапных выбросов угля и газа и контроль их эффективности;

г) систему разработки и технологию в очистных и подготовительных забоях, снижающих вероятность возникновения внезапных выбросов угля и газа;

д) мероприятия по обеспечению безопасности работающих.

Вскрытие пластов, а также ведение очистных и подготовительных работ в пределах защищенных зон производят без применения прогноза выбросоопасности и способов предотвращения внезапных выбросов, а взрывные работы ведут в режиме, предусмотренном для сверхкатегорных по газу шахт.

Незащищенные выбросоопасные угольные шахтопласты или участки должны отрабатываться с применением прогноза и способов предотвращения внезапных выбросов.

Региональные способы предотвращения внезапных выбросов предназначены для заблаговременной обработки угольного массива впереди очистных и подготовительных забоев.

К региональным способам относятся: опережающая отработка защитных пластов, дегазация угольных пластов, увлажнение угольных пластов.

Локальные способы предназначены для приведения призабойной части угольного массива в невыбросоопасное состояние. Их осуществляют со стороны очистных или подготовительных забоев.

К локальным способам относятся: гидрорыхление, низконапорное увлажнение, низконапорная пропитка, гидроотжим с предварительным увлажнением, гидровымывание опережающих полостей, образование разгрузочных пазов и щелей в угольном пласте и вмещающих породах, бурение опережающих скважин, торпедирование угольного массива, образование разгрузочной щели по длине очистного забоя.

Во всех случаях применения региональных и локальных способов предотвращения внезапных выбросов угля и газа необходимо осуществлять контроль их эффективности.

При интенсивном газовыделении и проявлении предупредительных признаков внезапных выбросов угля и газа во время локальной противовыбросной обработки массива (бурении опережающих скважин, гидроотжиме, гидровымывании опережающих полостей) необходимо применение мероприятий по предотвращению загазирований и развязывания газодинамических явлений в процессе выполнения способов предотвращения внезапных выбросов.

При разработке незащищенных выбросоопасных угольных шахтопластов должны применяться следующие мероприятия по обеспечению безопасности работающих:

производство взрывных работ в режиме сотрясательного взрывания;

устойчивое проветривание забоев с подсвежением исходящей из очистного забоя струи воздуха (кроме сплошной системы разработки);

регламентация последовательности выполнения технологических процессов и способов предотвращения внезапных выбросов угля и газа при работе в опасных зонах;

организация телеметрического контроля за содержанием метана в очистных и подготовительных забоях, в том числе при сотрясательном взрывании в угольных и смешанных забоях;

устройство индивидуального и групповых пунктов жизнеобеспечения, переносных спасательных пунктов, телефонной связи; дистанционного включения и выключения машин и механизмов.

Общая организация работ по борьбе с внезапными выбросами угля (породы) и газа

Технической политикой и работами по борьбе с внезапными выбросами угля (породы) и газа в угольной компании руководит технический директор. Работы по борьбе с внезапными выбросами в компании организует главный горняк по борьбе с газодинамическими явлениями в соответствии с Типовым положением о главном горняке по борьбе с газодинамическими явлениями, а в шахтостроительных организациях — лица, назначенные приказом по предприятию.

На шахтах ведение прогноза и контроль эффективности способов предотвращения выбросов осуществляются специальными службами (группами) предупреждения газодинамических явлений, которые подчиняются непосредственно начальнику участка вентиляции и техники безопасности.

За службой (группой) прогноза приказом по шахте закрепляется геолог. На должность руководителя службы (группы) назначается лицо с высшим горно-техническим образованием со стажем подземной работы не менее двух лет на шахтах, разрабатывающих выбросоопасные или угрожаемые пласты. Руководители служб, горные мастера по прогнозу и операторы прогноза должны пройти обучение по специальной программе ВостНИИ.

Способы предотвращения внезапных выбросов угля (породы) и газа должны выполняться участками профилактических работ по технике безопасности или же эксплуатационными и подготовительными участками согласно приказу по шахте.

Прогноз выбросоопасности угольных пластов, контроль параметров способов предотвращения внезапных выбросов и оценка их эффективности должны осуществляться горными мастерами (операторами) по предупреждению газодинамических явлений. Численность горных мастеров устанавливается на основании хронометражных наблюдений за продолжительностью выполняемых ими работ.

При производстве горно-проходческих работ силами шахтостроительных (шахтопроходческих) организаций на действующих (реконструируемых) шахтах на участках, которые соединены с выработками действующей шахты, прогноз выбросоопасности пластов и контроль эффективности применения способов предотвращения внезапных выбросов осуществляются службой действующих шахт.

Результаты текущего прогноза выбросоопасности и контроля эффективности способов предотвращения внезапных выбросов отмечаются на досках, установленных у забоев выработок, с указанием даты, смены, фамилии горного мастера, данных прогноза (опасно, неопасно) и контроля эффективности (эффективно, неэффективно), безопасной глубины выемки и привязки забоя на момент выполнения прогноза или контроля эффективности к пикетному знаку.

Планшет (эскиз) подвигания очистных и подготовительных работ с привязкой их к маркшейдерскому знаку в масштабе 1:200 с нанесением геометрических параметров прогноза, способов предотвращения внезапных выбросов угля и газа с контролем их эффективности, мест установки сейсмоприемников, зоны сотрясательного взрывания должен вестись на эксплуатационных, подготовительных участках и в службе (группе) предупреждения газодинамических явлений. На планшет (эскиз) наносится положение забоя: на эксплуатационных (подготовительных) участках — на начало каждой смены, на службе (в группе) прогноза — после выполнения прогноза или способов предотвращения выбросов с контролем их эффективности. Служба (группа) предупреждения газодинамических явлений шахты после каждого цикла прогноза или контроля эффективности способов предотвращения выбросов согласовывает в “Книге нарядов участка” безопасную глубину выемки в очистных и подготовительных забоях.

Ответственность за обеспечение безопасных условий труда при разработке выбросоопасных и угрожаемых угольных пластов возлагается на технического руководителя шахты.

Эффективность региональных способов предотвращения внезапных выбросов угля и газа

При применении в качестве способа предотвращения внезапных выбросов опережающей разработки защитных пластов контроля эффективности в защищенных зонах не требуется.

Эффективность региональных способов предотвращения внезапных выбросов проверяется результатами прогноза в обработанных зонах. Исключение составляет контроль эффективности увлажнения в очистных забоях. Он осуществляется по значениям влажности угля, которые определяются в лаборатории по отобранным из потенциально выбросоопасных пачек угля пробам. Пробы отбираются через каждые 10 м по длине забоя в пределах наличия выбросоопасной структуры, при этом крайние пробы отбираются на границах ее распространения. Первый отбор производится после первого цикла выемки угля и повторяется не реже чем через расстояние между скважинами для увлажнения. На обработку проб и доведение результатов до главного инженера должно затрачиваться не более 1 сут. Мероприятие считается эффективным, если по всем отобранным в цикле пробам угля влажность составляет не менее 6 %. Если в какой-либо группе точек отбора проб или в одной точке получена величина влажности менее 6 %, то зона в пределах этих точек по длине лавы с запасом по 5 м в обе стороны (на глубину, равную расстоянию между скважинами для увлажнения) считается неэффективно обработанной. В этом случае главный инженер останавливает забой, и с помощью локального способа, основанного на увлажнении пласта, зона приводится в невыбросоопасное состояние.

Результаты работ по нагнетанию воды в пласт заносятся в специальный журнал.

Эффективность способов предотвращения внезапных выбросов угля и газа при вскрытии пластов

Контроль эффективности способов предотвращения внезапных выбросов угля и газа при вскрытии угольных пластов осуществляется по величине давления газа в контрольных скважинах, пробуренных для прогноза опасности. Противовыбросная обработка считается эффективной, если давление газа снизилось до величины Р_г.рк (для Кузбасса Р_г.рк = 14^f2_min , для остальных бассейнов и месторождений Р_г.рк = 10 кгс/см2).

На шахтах Ростовской области критерием приведения вскрываемой зоны пласта в невыбросоопасное состояние является снижение скорости газовыделения в контрольный шпур до величины менее 2 л/мин.

Эффективность способов предотвращения внезапных выбросов угля и газа в подготовительных выработках

Выполнение контроля эффективности способов предотвращения внезапных выбросов при проведении подготовительных выработок по угольным пластам осуществляется в два этапа.

Первый этап состоит в оценке эффективности способа непосредственно после его выполнения в остановленном забое и далее через расстояние, равное длине контрольных шпуров, уменьшенной на 1,5 м.

Второй этап контроля эффективности предназначен для контроля за равномерностью локальной противовыбросной обработки, представляет собой непрерывный контроль за состоянием призабойного массива при подвигании забоя в обработанной зоне по газовыделению в выработку, регистрируемому аппаратурой АКМ или способом текущего прогноза по АЧХ.

На шахтах контроль эффективности способов предотвращения внезапных выбросов в подготовительных выработках осуществляется по динамике газовыделения или по АЧХ.

Первый этап

а) при бурении опережающих скважин и образовании разгрузочных пазов

Контроль эффективности бурения опережающих скважин осуществляется по величине максимальной скорости газовыделения g_н.max и показателю динамики газовыделения из шпура во времени п_g. Для определения величины п_g измеряется в любом интервале, для которого значение gн.max і 4 л/мин, значение скорости газовыделения g_t5 спустя 5 мин после измерения g_н, и рассчитывается значение п_g = g_t5 / g_н. Результаты контроля эффективности отражаются в журнале текущего прогноза выбросоопасности.

Зона впереди забоя выработки приведена в неопасное состояние, если по каждому из шпуров g_н.max < 4 л/мин или п_g > 0,65. В остальных случаях обработка считается неэффективной.

Если обработка неэффективна, то необходимо пробурить в середине между каждыми соседними пробуренными скважинами дополнительные и повторить контроль эффективности, и так до тех пор, пока зона не будет приведена в неопасное состояние.

Кроме бурения дополнительных скважин для достижения необходимого эффекта рекомендуется остановка забоя на время продолжительностью до 1 сут в целях увеличения дегазирующего влияния скважин.

б) при гидроотжиме

Устанавливаются параметры Р_к, Dl, D С. Гидроотжим считается эффективным при выполнении следующих условий:

давление нагнетания снизилось до Р_к,

выдвигание потенциально выбросоопасной пачки Dl забоя достигло 0,2l_г;

в) при гидрорыхлении, низконапорной пропитке и низконапорном увлажнении

Непосредственно после гидрообработки массива с помощью двухканального индикатора “Волна-2” измеряются значения электромагнитного излучения (ЭМИ) призабойной части массива одновременно по двум каналам (N1 и N2).

При неэффективном гидроотжиме применяется другой способ или сотрясательное взрывание. Результаты контроля эффективности гидроотжима отражаются в специальном журнале.

г) при гидровымывании опережающих полостей

Эффективность гидровымывания полостей оценивается по величине активной газоносности пачек нарушенного угля, которая рассчитывается на основании замеров метановыделения при вымывании полостей с использованием аппаратуры АКМ с непрерывной записью концентрации метана.

Количество выделившегося из призабойной части массива газа (С_гв—C_о)t_р при гидровымывании полостей определяется по диаграммной ленте изменения концентрации метана, полученной с помощью датчика, установленного в проводимой выработке в 10 м от сопряжения на исходящей струе или воздухоотводящей выработке в 10 м от сопряжения по ходу вентиляционной струи. Величина t_п = (t_к-t_н) + 30 мин, где t_н, t_к — соответственно отметки времени о начале и окончании гидровымывания полостей, мин.

Второй этап контроля эффективности

Для выполнения второго этапа контроля эффективности необходимо наличие двух специальных датчиков контроля концентрации метана ДМТ-4. Первый устанавливается в 8—12 м от ДВК по направлению струи на стороне, противоположной вентиляционному трубопроводу, в верхней трети сечения выработки, второй — в 35 м от ВМП со стороны свежей струи. Показания датчика выводятся через канал связи на телеизмерительную стойку СПИ-1.

Эффективность способов предотвращения внезапных выбросов в очистных забоях

а) при бурении опережающих скважин, образовании разгрузочных пазов, образовании разгрузочной щели подлине забоя

Контроль эффективности бурения опережающих скважин осуществляется по величине максимальной скорости газовыделения из контрольных шпуров g_н.max и показателю динамики газовыделения из шпура во времени п_g. Контрольные шпуры для их определения бурятся из очистного забоя. Крайние шпуры бурятся за пределами потенциально выбросоопасного участка забоя на расстоянии 2 м от его границы. Остальные шпуры бурятся между ними на расстоянии не более 5 м от соседних. Все контрольные шпуры бурятся в середине потенциально выбросоопасной пачки или совокупности пачек по ее мощности. Длина шпуров должна составлять 6,5 м на пластах мощностью до 2,5 м и 7,5 м на пластах мощностью 2,5 м и более, неснижаемое опережение забоя шпурами — 2,5 м.

Способ предотвращения внезапных выбросов считается эффективным, если для всех контрольных шпуров получены g_н.max < 4 л/мин или п_g > 0,65.

б) при гидроотжиме

Эффективность способа во всех выполненных в забое циклах гидроотжима проверяется по параметрам Р_к, D l, D С с теми же критическими значениями, что и для подготовительных выработок. Зона впереди забоя считается приведенной в неопасное состояние, если во всех циклах гидроотжима достигнут положительный результат.

в) при гидрорыхлении и низконапорной пропитке

Эффективность низконапорной пропитки и гидрорыхления

При применении в качестве способа противовыбросной обработки гидрорыхления угольного пласта измерения должны быть начаты не ранее чем через 30 мин после окончания выполнения способа. При применении низконапорного увлажнения к контролю эффективности можно приступить непосредственно после окончания гидрообработки.

Измерения выполняются по той же технологии, что и в подготовительной выработке. Если П_а < 4, зона считается приведенной в результате гидравлической обработки в невыбросоопасное состояние. Если П_аі 4, обработка считается неэффективной. В этом случае может быть проведена дополнительная гидрообработка выбросоопасной зоны через две соседние скважины.

Список литературы

Предотвращение проявлений горного давления II Безопасность труда в промышленности. - 1984, - № 10, - с. 49 - 50 (соавторы Винокур Б.Ш., Потехин Р.П.).
Опыт охраны выработок главного направления на Верхнекамском месторождении // Горный журнал. - 1985, - № 2, - с. 51 - 52 ( соавторы Шаманский Г.П., Воронцов 3 И., «опытов В Л ).
О влиянии зональной дезинтеграции соляных пород на инициирование выбросов //ФТПРЛИ. - 1983, - № 3, - с. 65 - 6о ( соавтор Потехин Р. Л )
Устойчивость контура выработок в выбросоопасных соляных, порода/ II Шахтное строительство, - 1988. №11,-с. 8-11.
Отработка карнаплитового пласта на Верхнекамском месторождении //Горный журнал. -1989, - N9 10, - с. 39 - 40 (соавторы Бей М.М., Шаманский Г.П.).
Многомерные статистические критерии классификации газодинамических явлений на рудниках Верхнекамского калийного месторождения // ФТПРПИ, - 1985, - № 1, - с. 85 - 91 (соавторы Андрейко С.С., Шаманский Г.П.).
Выбросы угля, пород в шахтах. Справочник / Н . Е. Волошин, Л.А. Вайнштейн , А . М. Брюханов и др. – Донецк: Кассиопея, 2007.- 908 с.

8. Ходот В. В. Внезапные выбросы угля и газа . - М.: Госгортехиздат , 1961.- 362 с.

9. Брюханов А. М., Рубинский А .А ., Тимофеев Э. И. К 100-летию первого внезапного выброса угля и газа в Донбассе // Уголь Украины , 2006, № 11.- С. 28-29.

10. Парфенчук А . М., Божко В. Л., Хорунжий Ю. Т. О вскрытии пластов зонах повышенных напряжений // Уголь Украины .- 1970, №5.- С. 35-38.

11. Божко В. Л., Хорунжий Ю. Т. Внезапный выброс угля и газа на шахте им. Скочинского // Уголь Украины, 1981, № 9.- С. 29-31.