VII. Рекомендации при определении параметров дегазации подрабатываемых пологих и наклонных пластов

126. Параметры скважин, буримых из участковых выработок на подрабатываемые пласты (рисунок 19), рекомендуется определять по формулам, приведенным в таблице N 10.

127. При бурении скважин из фланговых выработок (рисунок 22) параметры скважин задаются значением угла , углом между проекцией скважины на горизонтальную плоскость и перпендикуляром к оси выработки в той же плоскости. Остальные параметры скважин рекомендуется определять по формулам, приведенным в таблице N 11.

Таблица N 9 - Рекомендуемая эффективность схем дегазации подрабатываемых пологих и наклонных пластов скважинами, пробуренными из горных выработок

--------------------------------

<*> Минимальное значение принимается для скважин, пробуренных позади лавы в направлении очистного забоя.

Таблица N 10 Параметры скважин для дегазации подрабатываемых пологих и наклонных пластов

Условные обозначения:

- угол между проекцией скважин на горизонтальную плоскость и перпендикуляром к оси выработки в той же плоскости, град;

- угол наклона скважин к горизонту (угол между осью скважины и горизонтальной плоскостью), град;

M_С.П - расстояние от разрабатываемого до сближенного пласта по нормали, м;

b₁ - протяженность зоны, препятствующей разгрузке пород у выработки, из которой бурится скважина (ширина охранной зоны), м;

c₁ - резерв, учитывающий возможное отклонение скважины от заданного направления, м (принимается равным 5 - 10 м);

- угол разгрузки подрабатываемой толщи пород, отсчитываемый от плоскости напластования, град. Рекомендуется определять опытным путем;

h - расстояние по нормали от устья скважины до кровли разрабатываемого пласта (считается положительным, если устье скважины располагается ниже кровли пласта, и отрицательным - выше кровли), м;

- угол падения пласта, град;

a₁ - проекция оси скважины на горизонтальную проекцию оси выработки, м.

Верхний знак (плюс или минус) здесь и в дальнейшем принимается при бурении скважин в сторону падения пласта, нижний - в сторону восстания.

Таблица N 11 - Определение параметров скважин, пробуренных для дегазации подрабатываемых пластов из фланговых выработок

128. При бурении развернутых на очистной забой скважин из поддерживаемой за лавой выработки (рисунок 20) параметры скважин задаются величиной a₁, которая может рассчитываться по формуле:

где:

L_б - расстояние от очистного забоя до места установки бурового станка, м;

t_б.г - время, необходимое для монтажа станка, бурения, герметизации и подключения скважины к газопроводу, сут;

- скорость подвигания очистного забоя, м/сут;

M_с.п - расстояние по нормали между разрабатываемым пластом и сближенным дегазируемым пластом, м;

- угол разгрузки подрабатываемой толщи горных пород, град. Определяется опытным путем или по таблице N 12.

Таблица N 12 - Значение угла разгрузки подрабатываемой толщи пород

Величина b₁ (протяженность зоны, препятствующей интенсивной разгрузке пород вблизи выработки, из которой бурится скважина) определяется по таблице N 13.

Таблица N 13 - Протяженность зоны, в которой скважины защищены от разрушения

l_Ц - ширина целика угля, м; l_б - ширина бутовой полосы, м.

129. Графическое определение параметров дегазационных скважин при бурении их навстречу очистному забою рекомендуется производить на одномасштабных планшетах или выкопировках с плана горных работ и вертикальном разрезе угленосной толщи дегазируемого участка.

На вертикальном разрезе в лаве по простиранию из точки A (рисунок 26), соответствующей устью скважины, по падению пласта откладывается отрезок AK = b₁ - c₁.

Из точки K под углом разгрузки подрабатываемой толщи горных пород к линии падения пласта проводится линия KB до дегазируемого подрабатываемого пласта. Отрезок AB представляет собой проекцию скважины на вертикальную плоскость, проходящую через точку A. Из точки B строится перпендикуляр BF на горизонталь AH, проведенную через точку A.

Рисунок 26 - Графическое определение параметров скважин,

буримых на подрабатываемый пласт

На плане горных работ параллельно вентиляционному штреку на расстоянии AF, взятом с разреза Б - Б, проводится линия FH. Из точки А по линии простирания пласта откладывается отрезок AG, равный величине a₁, и затем из точки G восстанавливается перпендикуляр GC к линии AG до пересечения с линией FH. Отрезок AC - проекция скважины на горизонтальную плоскость, угол FAC - искомый угол разворота скважины .

На вертикальном разрезе из точки A на горизонтали AH откладывается отрезок AC, взятый из плана горных работ. Из точки C восстанавливается перпендикуляр CD, равный BF. Отрезок AD - искомая длина скважины в соответствующем масштабе, угол DAC - искомый угол наклона скважины к горизонту (угол ).

130. При бурении скважин в плоскости, параллельной очистному забою ( = 0), графическое определение параметров рекомендуется выполнять аналогично. В этом случае отрезок AB на вертикальном разрезе есть длина скважины в соответствующем масштабе, а угол BAF - угол наклона скважины к горизонту (угол ).

131. При бурении скважин над монтажной камерой (рисунок 27) геометрические построения начинают на вертикальном разрезе в плоскости нормальной напластованию по линии простирания пласта, где откладывают b₁ и c₁ и проводят линию KB под углом . На плане горных работ на горизонтали AH откладывают отрезок AG = a₁ и восстанавливают перпендикуляр GC (отрезок GC = , поскольку задаются углом ). Затем на вертикальном разрезе определяют местоположение точки D, то есть забоя скважины: на горизонтали AH откладывают отрезок AC, снятый с плана, и восстанавливают перпендикуляр CD до линии BD, параллельный горизонтали AH. Угол CAG на плане есть угол разворота скважины относительно линии простирания пласта (угол ), угол CAD на разрезе - угол наклона скважины к горизонту (угол ), а отрезок AD - длина скважины в соответствующем масштабе.

Рисунок 27 - Графическое определение параметров скважин,

буримых на подрабатываемый пласт над монтажной камерой

132. При бурении развернутых на очистной забой скважин из поддерживаемой за лавой выработки (рисунок 28) сначала задается длина проекции оси скважины на горизонтальную проекцию оси выработки (a₁), равная расстоянию между буровыми камерами, увеличенному на 15 - 20 м.

На вертикальном разрезе из точки A откладывается отрезок AK = b₁ + c₁ (где b₁ - расстояние, равное сумме ширины поддерживаемой выработки и расстояния от устья скважины до выработки). Из точки K под углом проводится линия KB. Из точки B опускается перпендикуляр BF.

Из точки A (по горизонтальной плоскости) откладывается отрезок AG, равный величине a₁, затем из точки G восстанавливается перпендикуляр GC. Угол FAC - искомый угол разворота скважины от линии падения пласта. Затем определяют местоположение точки D, то есть забоя. Угол DAC - искомый угол наклона скважины , а отрезок AD - длина скважины в соответствующем масштабе.

Рисунок 28 - Графическое определение параметров скважин,

буримых из поддерживаемой за лавой выработки вслед

очистному забою

Рисунок 29 - Графическое определение параметров

дегазационных скважин, буримых на подрабатываемый

пласт навстречу очистному забою

Рисунок 30 - Графическое определение параметров

дегазационных скважин, буримых на подрабатываемый пласт

в сторону восстания из откаточного штрека

Рисунок 31 - Графическое определение параметров

дегазационных скважин, буримых на подрабатываемый пласт

в сторону восстания из погашаемой вслед за лавой выработки

Рисунок 32 - Графическое определение параметров

дегазационных скважин, буримых на подрабатываемый пласт

из поддерживаемой выработки в лавах по падению

133. Параметры скважин при других вариантах их бурения на подрабатываемые пласты (рисунки 29, 30, 31, 32) рекомендуется определять аналогично указанному выше.

134. Расстояние L_max, м, в плоскости разрабатываемого пласта от забоя лавы до местоположения проекции зоны максимального метановыделения из сближенного пласта в скважины рассчитывается:

где:

M_С.П - расстояние по нормали между разрабатываемым и сближенным пластами, м;

K'₁ и N₁ - эмпирические коэффициенты.

При ведении дегазационных работ расстояние L_max корректируется на основе фактических данных.

Величина K'₁ рассчитывается по формуле:

где:

D, A, - коэффициенты, равные 2,13; 2,4 и 0,66 соответственно;

- скорость подвигания очистного забоя, м/сут.

Значение N₁ принимается равным 3,3.

135. Влияние скорости подвигания очистного забоя на эффективность дегазации k_Д.С.П сближенных пластов подземными скважинами рекомендуется определять по формуле:

где B_Л и - эмпирические коэффициенты, равные в различных горнотехнических условиях 0,5 - 0,7 и 0,017 - 0,18 соответственно.

На участках с поддержанием вентиляционных выработок позади очистного забоя лавы величина коэффициента принимается равной 0,017 - 0,022, а на участках с их погашением - 0,08 - 0,18.

136.

136. Дебит метана G'_Д, м³/мин, и его концентрация C_М, %, в каптируемой газовоздушной смеси на выемочном участке изменяются от зоны максимума газовыделения вдоль отрабатываемого столба по зависимостям:

где:

G'_max, c'_max - дебит, м³/мин, и концентрация метана, %, в скважинах на расстоянии L'_max от монтажной камеры соответственно;

b_С, K_С - эмпирические коэффициенты для различных схем дегазации, изменяющиеся в пределах 0,001 - 0,009 и 0,006 - 0,057 соответственно;

L' - длина отрабатываемого выемочного участка от зоны максимального газовыделения (после первой посадки основной кровли), м:

где:

L - длина выемочного участка, м;

L'_max - расстояние (в плоскости разрабатываемого пласта) относительно монтажной камеры до местоположения проекции зоны максимального метановыделения в скважины (после первой посадки основной кровли), м.

137. Расстояние между скважинами, буримыми на подрабатываемые угольные пласты, рекомендуется определять по номограмме рисунка 33.

138. До начала бурения дегазационных скважин на подрабатываемые пласты по схемам, приведенным на рисунках 19 и 20, расстояние r_С, м, между ними рекомендуется определять по номограмме (рисунок 33) в зависимости от необходимой эффективности дегазации сближенных подрабатываемых пластов, возможного разрежения в скважинах и коэффициента a'_i, характеризующего газоотдачу i-го сближенного пласта.

Рисунок 33 - Определение расстояния между скважинами

при их бурении на подрабатываемые угольные пласты

Величина коэффициента a'_i, 1/(мс), рассчитывается:

где I_С.П - газовыделение из сближенных пластов и вмещающих пород в выработки участка, м³/мин:

где:

A_СУТ - суточная производительность лавы, т/сут;

q_С.П.П - газовыделение из сближенных подрабатываемых пластов, м³/т;

L_max.i - расстояние (в плоскости разрабатываемого пласта) от забоя лавы до места положения проекции зоны максимального газовыделения i-го дегазируемого пласта, м;

l_ОЧ - длина лавы, м;

m_i - мощность дегазируемого i-го сближенного пласта, м;

M_СП/i - расстояние по нормали между разрабатываемым и i-м сближенным пластами, м;

M_Р - предельное расстояние по нормали от разрабатываемого пласта до сближенного, при котором газовыделение из сближенного пласта близко нулю, м.

139. При бурении скважин из выработок, погашаемых за лавой, рекомендуется вводить коэффициент снижения эффективности дегазации, определяемый по номограмме (рисунок 34).

140. После завершения дегазационных работ на выемочном участке показатели, входящие в формулы (55), (56), (57), (58), (59), (60), (61) (62), рекомендуется уточнять с учетом данных, полученных за весь период проведения дегазационных работ на выемочном участке.

Рисунок 34 - Снижение эффективности дегазации сближенных

угольных пластов на участках, отрабатываемых с погашением

выработок за лавой