Фізико-технічні основи управління газовиділенням на виймальних ділянках високопродуктивних вугільних шахт

2

Размещено на http://www.allbest.ru/

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ

ІНСТИТУТ ГЕОТЕХНІЧНОЇ МЕХАНІКИ ІМ. М.С. ПОЛЯКОВА

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук

ФІЗИКО-ТЕХНІЧНІ ОСНОВИ УПРАВЛІННЯ ГАЗОВИДІЛЕННЯМ

НА ВИЙМАЛЬНИХ ДІЛЯНКАХ ВИСОКОПРОДУКТИВНИХ ВУГІЛЬНИХ ШАХТ

БОКІЙ Борис Всеволодович

УДК 622.454.2:622.831.325(045.3)

05.15.02 - "Підземна розробка родовищ корисних копалин"

Дніпропетровськ - 2007

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Інституті геотехнічної механіки ім. М.С. Полякова Національної академії наук України (IГТМ НАН України) та на ОП “Шахта ім. О.Ф. Засядька”.

Науковий консультант:

доктор технічних наук, професор Звягільський Юхим Леонідович, Верховна Рада України, народний депутат (м. Київ).

Офіційні опоненти:

доктор технічних наук Анциферов Андрій Вадимович, Український державний науково-дослідний і проектно-конструкторський інститут гірничої геології, геомеханіки та маркшейдерської справи (УкрНДМІ) НАН України, директор (м. Донецьк);

доктор технічних наук, професор Бондаренко Володимир Ілліч, Національний гірничий університет Міністерства освіти і науки України, завідувач кафедрою (м. Дніпропетровськ);

доктор технічних наук Ревва Володимир Миколайович, інститут фізики гірничих процесів НАН України, провідний науковий співробітник

(м. Донецьк);

Захист відбудеться " 28 " вересня 2007 р. о 13.30 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 08.188.01 при Інституті геотехнічної механіки

ім. М.С. Полякова НАН України за адресою: 49005, м. Дніпропетровськ,

вул. Сімферопольська, 2-а, факс (0562) 46-24-26.

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Iнституту геотехнічної механіки ім. М.С. Полякова НАН України за адресою: 49005,

м. Дніпропетровськ, вул. Сімферопольська, 2-а.

Автореферат розісланий " 27 " серпня 2007 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради,

доктор технiчних наук В.Г. Перепелиця

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

метановиділення вугільний пласт

Актуальність теми. Збільшення обсягів і темпів видобутку вугілля в умовах зростання глибини розробки, посилення метановості вугільних пластів та вміщуючих порід потребують забезпечення безпеки праці гірників на виймальних ділянках шляхом вдосконалення систем її вентиляції та дегазації. Вирішення цих задач нерозривно пов'язане з питаннями розробки способів керування процесами метановиділення при видобутку вугілля та метану.

Проведені у світі дослідження керування процесами газовиділення базуються на спрощених уявленнях про механізми виділення та переміщення метану у вуглепородному масиві та виробленому просторі у межах виймальних ділянок. Вони розраховані на розробку родовищ на невеликих (~ 600 м) глибинах з навантаженням на лаву до 1000 т/добу, що не враховує ефекти збільшення з глибиною обсягів метановиділення та перерозподілу його у виробках виймальної ділянки, що має особливе значення для забезпечення газової безпеки на вугільних шахтах при високій інтенсивності видобутку вугілля.

Недостатньо досліджені та потребують вдосконалення технологічні схеми вентиляції і дегазації, які використовуються в залежності від гірничо-геологічних умов відробки вугільних родовищ. Однією з причин цього є недостатня вивченість процесів фільтрації газу на виїмковій ділянці у процесі її відпрацювання. Врахування особливостей процесів, якими супроводжується рух та перерозподіл метану у цих умовах, дозволить підвищити ефективність витягання метану та досягнути підвищення навантаження на очисний вибій при забезпеченні безпеки ведення гірничих робіт при розробці вугільних родовищ.

Не в повній мірі використовуються прогресивні методи прогнозу та оцінки газоносності привибійної частини вугільних пластів, зокрема, десорбометричний спосіб.

Важливим є вивчення можливостей використання та впровадження на газових шахтах прогресивних схем провітрювання та розробка методів раціонального розрахунку їх аеро- та газодинамічних параметрів як при незмінних умовах Провітрювання під час руху лави, так і у процесі зміни схеми провітрювання. При зміні схеми провітрювання можливі виділення у гірничі виробки незапланованих обсягів метану, ліквідація яких засобами вентиляції потребує додаткових заходів керування кількістю повітря та депресією виймальної ділянки, а в галузі дегазації - зміни режимів роботи вакуум-насосних станцій, використання труб великого діаметру та ін. Крім того, питання видалення з шахти метану повинно у нинішніх умовах розглядатися не тільки як боротьба з шкідливою домішкою до шахтного повітря, але й як витягання цінного альтернативного виду палива. Для цього теж потрібне вдосконалення систем вентиляції і комплексної дегазації та керування дегазаційними системами видачі газу на основі вивчення процесів газовиділення та газорозподілу у межах діючої виїмкової ділянки, а також прогнозної оцінки концентрації та об'єму метану, який каптується, з метою подальшого його використання.

Схеми та способи повинні враховувати динамічність розвитку вентиляційної та дегазаційної систем; такий підхід у гірничій науці та практиці ще тільки започатковується, тому розробка фізико-технічних основ управління газовиділенням на вугільних шахтах, які розробляють газонасичені вугільні пласти високонавантаженими лавами на великих глибинах, є актуальною науковою проблемою, що має важливе значення для вугільної галузі.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами і темами. Робота виконувалась за науковим напрямом відділу проблем розробки родовищ на великих глибинах Інституту геотехнічної механіки ім. М.С. Полякова НАН України, а саме за держбюджетною темою № 1.3.5.79 "Інформаційна технологія аналізу, розрахунку та оптимізації багатовентиляторних вентиляційних мереж газонасичених шахт з високопродуктивними лавами" (№ держреєстрації 0103U004022), та темою № А210304000 "Розроблення та впровадження комп'ютерної технології для підвищення ефективності контролю за шахтними вентиляційними системами з урахуванням впровадження комплексної дегазації", яка виконується за замовленням Міністерства вугільної промисловості України.

Мета і задачі дослідження.

Метою роботи є розробка схем та способів керування процесами газовиділення під час розробки вугільних родовищ на великих глибинах високонавантаженими лавами, чим буде забезпечена газова безпека виймальних ділянок та максимальне витягання і каптаж газу метану.

Ідея роботи полягає у використанні встановлених залежностей нестаціонарного процесу газовиділення при видобутку вугілля високонавантаженими лавами, та використання принципово нової концепції розподілу у просторі та часі технологічних процесів видобутку вугілля та дегазації.

Для досягнення поставленої мети в роботі сформульовані наступні задачі:

1. Вивчити процеси нестаціонарного метановиділення на виймальній ділянці при великих швидкостях її відпрацювання.

2. Експериментально встановити закономірності метановиділення на виймальних ділянках, які ведуть роздільно видобуток вугілля та метану і дослідити пов'язану з цим динаміку зміни схем провітрювання та їх аерогазодинамічних параметрів.

3. Вдосконалити десорбометричний спосіб оцінки газоносності привибійної зони вугільних пластів шляхом врахування співвідношення між швидкістю десорбції та газоносністю вугілля, розробки принципів і способів зниження похибки під час визначення десорбометричних показників.

4. Дослідити процес метановиділення з вуглепородного масиву, який підробляється, в залежності від відстані до очисного вибою, та дослідити метановидобування дегазаційних свердловин за очисним вибоєм та його вплив на залежність розподілу дебіту метану , який виділяється з виробленого простору

5. Розробити схеми комплексної дегазації і вентиляції вуглепородного масиву, який підроблюється, та способи дегазації виробленого простору на основі дослідження витоків повітря через нього та їх розподілу у виробленому просторі для високоефективного та безпечного видобутку вугілля.

6. Розробити нормативно-методичну документацію, яка регламентує вибір раціональних параметрів схем дегазації на глибоких газонасичених шахтах, та організаційну, яка визначає порядок функціонування дільниці ВТБ щодо питань видобутку метану. Дати оцінку запропонованих технічних рішень щодо керування процесами газовиділення на виймальних ділянках.

Об'єкт досліджень - процеси газовиділення під час видобутку вугілля та газу на виїмкових ділянках з пластів з підвищеною газоносністю на глибоких шахтах.

Предмет досліджень - способи керування нестаціонарним процесом метановиділення під час роботи високонавантажених виймальних ділянок.

Методи досліджень. У роботі використано комплексний метод досліджень, що включає: аналіз та узагальнення відомих положень за даною проблемою; теоретичні дослідження із застосуванням методів імітаційного моделювання газодинаміки виймальних ділянок, оптимізації газодинамічних параметрів, шахтні експериментальні дослідження нестаціонарного газовиділення та динаміки зміни схем провітрювання високонавантажених лав, які ведуть роздільно видобуток вугілля та метану.

Наукова новизна одержаних результатів.

На захист виносяться наступні наукові положення:

1. Під час безцелікового відпрацювання пологих вугільних пластів від 5 до 25% газу перетікає з зони активних зрушень, яка формується позаду діючої лави, у суміжний раніше вироблений простір, та підвищує у ньому концентрацію метану на відстані більш ніж 150 м, яка зменшується із збільшенням відстані від границі вироблених просторів по експоненціальній залежності, причому 40-70% цього газу повертається у вентиляційний штрек діючої лави, а процент перетоку та повернення газу підвищується згідно логарифмічної залежності від швидкості посування лави.

2. Інтенсивність дегазації газовміщуючих шарів у покрівлі пласта, який відпрацьовується, підкоряється закону Вейбула (з коефіцієнтом пропорційності 0,1 м3/хв., параметром положення -50 м, та параметром форми 2), причому параметр масштабу при віддаленні шару від покрівлі пласта, який відпрацьовується, на 1-30 м змінюється у межах 0,5-2,0, що обумовлює переміщення точки пересічення кривих дегазації у бік виробленого простору з віддаленням шару від покрівлі пласта і є причиною часткового тимчасового відновлення газового тиску у виробленому просторі при швидкостях посування очисного вибою більш ніж 100 м/міс.

3. Каптажна виробка, проведена по раніш виробленому простору суміжної лави, використовується як парний штрек і забезпечує постійний режим провітрювання виймальної ділянки завдяки перерозподілу метановиділення під дією депресії вентиляційного потоку, не дозволяючи перетоку та поверненню газу до вентиляційної виробки, чим ліквідує приріст газовиділення з виробленого простору на виймальну ділянку та дозволяє використати скорочені до 100-150 м відстані між збійками, необхідними для відведення по ним вихідного струменя при комбінованій схемі 1-К на вироблений простір з метою його ізоляції.

Це збільшує об'єм виділення метану, який каптується та відводиться на поверхню для подальшого використання, понад 50%, а також дозволяє, при слабких бокових породах, у 2-3 рази скоротити час експлуатації повітровідводячої виробки позаду фронту очисних робіт, зберігаючи при цьому її пропускну здатність.

4. Десорбометрична газоносність пласта у привибійній зоні визначається по двом параметрам, які характеризують кінетику десорбції газу пробою вугілля: початковою швидкістю десорбції (газовиділення) q0, та інтенсивністю затухання у часі швидкості газовиділення q, убуваючі у часі згідно степінної залежності з показником ступеня d. При низьких значеннях q0 < 0,43 дм3 /хв.•кг (7,17•10-6 м3/с•кг) десорбометрична газоносність вугілля Xэ є функцією лише параметра q0. З перевищенням даної межі q0 величина Х повинна визначатися через q0 та нормуючий множник, який є функцією двох параметрів - q0 та d, що обмежує відносну помилку визначення Хэ рівнем ±6%.

Наукова новизна отриманих результатів:

1. Вперше встановлено факт перетоку метану з зони активних посувань лави, яка примикає, у суміжний раніш вироблений простір, та визначені кількісні значення перетоку, а також їх залежність від швидкості посування лави.

2 Вперше встановлено, що зони максимальної газової проникності створюються позаду діючої лави періодично з просторовим кроком 50-200 м в залежності від швидкості посування очисного вибою, а величина проникності в межах цих зон у 2-3 рази більше ніж проникність обвалених порід.

3. Вперше встановлено явище тимчасового відновлення газового тиску за межами ділянки посадки основної покрівлі лави, яка рухається, що виникає внаслідок переважання інтенсивності дифузії газу над інтенсивністю фільтрації.

4. Вперше запропоновано розділити у часі і просторі процеси видобутку вугілля та метану при використанні каптажних виробок.

5. Вперше, при проведенні каптажної виробки, доведена значна поглинаюча ємність суміжного, раніш виробленого простору, дегазація якого збільшує об'єм вилучення метану понад 50%., який каптується засобами дегазації та відводиться на поверхню для подальшого використання.

6. Вперше показано, що співвідношення між швидкістю десорбції та газоносністю вугілля, яке використовується для перерахунку швидкості десорбції у значення десорбометричної газоносності вугілля, не є постійним навіть у обмежених по площині зонах одних і тих же пластів, а залежить від індивідуальних параметрів кінетики десорбції газу даною пробою вугілля.

Практичне значення отриманих результатів:

1. Запропоновано схеми та способи управління газовиділенням, які дозволяють забезпечити газову безпеку в умовах відпрацювання газонасичених пластів високонавантаженими ділянками вугільних шахт. Можливий обсяг впровадження - 181 лава.

2. Комплексна дегазація виймальної ділянки дозволяє каптувати газ з концентрацією метану від 25 до 55%, а при дегазації виробленого простору, за допомогою “свічок” газовідсмоктування - з концентрацією від 8 до 30%.

3. Результати впровадження десорбометрічного методу оцінки метаноносності вугільних пластів дозволяють обгрунтовано збільшити швидкість комбайну при проведенні підготовчих виробок з забезпеченням умов безпеки.

4. Вдосконалена схема буріння дегазаційних свердловин, які орієнтуються на зону максимальної проникності та вироблений простір.

5. Використання каптажної виробки, проведеної по виробленому простору раніш відпрацьованої суміжної лави, дозволило у широких межах керувати повітро- та газорозподілом з метою досягнення високого навантаження на очисний вибій за газовим фактором і проведення роздільного за часом та простором видобутку вугілля та каптажу метану засобами дегазації з метою подальшої утилізації метану.

6. Розроблено та чинним порядком затверджено на рівні галузі документ “Схеми та способи керування газовиділенням на виймальних ділянках вугільних шахт”.

Обґрунтованість і вірогідність наукових положень, висновків і рекомендацій підтверджуються застосуванням методів імітаційного моделювання, проведення натурних експериментів, адекватністю імітаційних моделей реальним процесам з розбіжністю теоретичних та експериментальних даних не більш 12%, позитивними результатами впровадження запропонованих схем керування нестаціонарним газовиділенням на шахтах галузі.

Особистий внесок здобувача полягає у формуванні проблеми, мети, ідеї, задач дослідження, наукових положень, висновків і рекомендацій, а також у теоретичному вирішенні поставлених задач, у проведенні експериментальних досліджень, обробці та аналізі отриманих результатів, розробці методик, впровадженні результатів роботи. Текст дисертації викладений автором особисто.

Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертаційної роботи доповідалися та одержали схвалення на засіданнях: науково-практичного консультаційного семінару „Оцінка впливу на навколишнє середовище (ОВНС) об'єктів проектованої діяльності” (Ялта, 2003), міжнародної конференції “Энергоэффективность крупного промышленного региона” (Донецьк, 2004), Міжнародного енергетичного форуму держав СНД та Балтії „Уголь СНГ” (Ялта, 13-18 вересня 2004), науково-практичної конференції “Пути повышения безопасности горных работ в угольной отрасли” (Макеевка, 2004), Форуму гірників - 2005 (Дніпропетровськ, 2005),

IV міжнародної конференції “Дні рудничного газу” (Бохум, Німеччина, 2005), XV та XVI міжнародних наукових шкіл ім. академіка С.А. Христиановича (Алушта, 2005-2006), III та IV міжнародних науково-практичних конференціях „Метан вугільних родовищ України” (Дніпропетровськ, 2004, 2006), наукових семінарах ІГТМ НАН України, НГУ та ДонНТУ (2002-2007).

Публікації. Основний зміст роботи опублікований у 60 наукових працях, з яких 3 монографії, 32 публікації у наукових фахових виданнях, 9 авторських свідоцтв на винаходи та деклараційних патентів, 8 доповідей та тез доповідей; 8 робіт видано без співавторів.

Обсяг і структура роботи. Дисертація складається із вступу, шести розділів, висновків, списку використаних джерел з 160 найменувань, містить 343 сторінки, у тому числі 127 рисунків, 61 таблиць, 14 сторінок додатків.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У першому розділі виконано аналіз існуючих уявлень про керування газовиділенням під час роботи високонавантажених лав, сформульовано проблему, ідею, мету і задачі досліджень.

Встановлено, що на сучасному етапі розвитку вуглевидобутку існують три основні задачі, які стоять перед провітрюванням виймальних ділянок:

- забезпечити газову безпеку виймальних ділянок;

- збільшити темпи видобутку вугілля;

- забезпечити максимальний витяг метану, як альтернативного джерела енергії, та скоротити його викиди до атмосфери за рахунок утилізації.

Дослідженню джерел надходження газу у виробки виймальних ділянок, вдосконаленню технологічних схем дегазації, вибору їхніх раціональних параметрів, вивченню процесу фільтрації метану у вуглепородному масиві присвячено багато робіт науково-дослідних та проектно-конструкторських організацій: ІГС ім. О.О. Скочинського, ІГТМ ім. М.С. Полякова НАН України, СПДГІ (ТУ), МДГУ, ІПКВН РАН, СхідНДІ, ДонВУГІ, МакНДІ та інших, а також ряду закордонних вчених. Ними вивчався газовий баланс виймальних ділянок, внаслідок чого сформувалося уявлення про те, що його основною складовою частиною найчастіше є газовиділення з пластів-супутників, і досить рідко - газовиділення з пласта, який розроблюється.

По характеру та ступеню деформованості оточуючих порід умовно виділяються наступні зони: безладного обвалення порід, зрушення порід з розривом їх суцільності та виникнення системи пов'язаних між собою тріщин, зрушення порід без розриву суцільності, виникнення порожнин розшарування порід з відмінними фізико-механічними властивостями, погано пов'язаними між собою січними тріщинами. Різниця фільтраційних характеристик цих зон впливає на швидкість десорбції метану вугіллям та руху його до гірничих виробок.

Результати досліджень показують, що повітря проникає у тріщинуваті породи вище зони безладного обвалення. В обсязі першої та другої зони формується метановий шар, товща якого збільшується з наближенням до виробки з вихідним струменем повітря. Підвищення кількості повітря на виймальній ділянці супроводжується зменшенням обсягів метанового шару, винесенням частини його у вентиляційну виробку та тимчасовим збільшенням вмісту метану у вихідному вентиляційному струмені.

Аналіз та узагальнення результатів багаторічних досліджень у вугільних басейнах країн СНД дозволив виділити граничні відстані впливу очисних робіт на фільтраційні та газодинамічні характеристики вугільних пластів, які підроблюються та нароблюються.

Проведений аналіз свідчить про те, що дослідження процесу зсунення гірничих порід, які оточують пласт, який розроблюється, та впливу його на порушеність та проникність порід дозволив отримати залежності для визначення об'єму, з якого метан поступає у гірничі виробки. Знання якості та розташування джерел метану у цьому об'ємі необхідно для визначення розподілу його у виробленому просторі.

Існуючий десорбометрічний метод визначення газоносності вугілля шляхом відбору його проб у вакуумні стакани має суттєві недоліки: не враховуються трати газу у період вибурювання проби та її закупорки у герметичні стакани; великі витрати часу на аналіз проби та його висока вартість; часті випадки втрати герметичності стакану у період дроблення вугілля. Звідси виникає необхідність розробки експрес-методу визначення кількості метану, який довільно виділяється з однієї тонни вугілля (Хэ) в очисний вибій.

У другому розділі наведено результати досліджень нестаціонарного процесу газовиділення навколо очисного вибою, який рухається. Наведено рішення двох сполучених задач щодо динамічного зрушування масиву гірських порід навколо очисного вибою, який рухається, та перерозподілу метану навколо цього вибою. Перша з них - моделювання динамічного процесу зсунення масиву гірських порід, друга - моделювання нестаціонарного процесу фільтрації метану. У зв'язку з цим використовувався підхід розбиття загальної задачі, яка розділяється, на дві суміжні. При цьому рішення враховує наступні основні фактори:

1. Час протікання процесу зрушування масиву гірських порід та фільтрації газу у його околі; завдяки прямому врахуванню часу процесів руйнування та фільтрації з'являється можливість урахування швидкості посування лави, яка, як відомо, чинить найбільш суттєвий вплив на процеси динамічних зрушень та фільтрації.

2. Тримірність процесу динамічних зрушень та фільтрації газу, яка дає можливість вірно відобразити вплив форми виробленого простору та його розмірів.

3. Анізотропію проникності масиву гірських порід, що дозволяє врахувати різницю проникності масиву по простяганню, падінню та по нормалі до нашарування.

Як геомеханічна модель для вивчення динаміки обвалення покрівлі прийнята модель, яка враховує довільну конфігурацію вироблених просторів у тримірному просторі та забезпечує можливість явного посування очисного вибою з заданою швидкістю, величина якої суттєво визначає висоту обвалень та зависання підробленої товщі. Перевага вибраної моделі міститься у тому, що під час встановленого граничного значення стану покрівлі використовується енергетична теорія міцності, у якій еквівалентні напруження залежать як від нормальної, так і від дотичної компонент. Крім того, розроблена модель враховує самопідбутовку порід, які обвалюються, та швидкість посування очисного вибою, а також відтворює періодичність процесу зрушень.

У цілому, співставлення даних, отриманих в результаті використання розробленої методики, з результатами інших дослідників, показує задовільну кількісну збіжність на рівні відробленого пласта та якісну збіжність на віддаленні від цього рівня. Така збіжність результатів дає основу для подальшого використання розробленої моделі.

Проблема несталої фільтрації метану у околі очисного вибою, який рухається, досліджувалася шляхом рішення неоднорідного диференційного рівняння

(1)

де U(x,y,z,t) - тиск газу, даПа, який залежить від координат простору та часу; Dx(x,y,z,t), Dy(x,y,z,t), Dz(x,y,z,t) - коефіцієнти загальної дифузії, які залежать від координат x,y,z та часу t.

Таке рівняння враховує головні фактори та закони фільтрації метану навколо діючого очисного вибою, а саме: залежність процесу фільтрації від часу та швидкості посування очисного вибою, залежність проникності масиву від часу та його анізотропії, що обумовлено анізотропією масиву гірських порід та тривимірним характером руху газу.

Це рівняння описує процес фільтрації, який залежить від часу, що важливо під час моделювання реального нерівноважного процесу дегазації товщі навколо очисного вибою, який швидко рухається. Коефіцієнти проникності анізотропного масиву введені під знак похідної, що забезпечує коректне рішення задачі про нестаціонарну фільтрацію газу у анізотропному середовищі, яким є шаруватий масив осадочних гірських порід.

Під час рішення вказаного рівняння використовувався метод, який поєднує елементи прямого та ітераційного методів систем лінійних алгебраїчних рівнянь з позитивно визначеною матрицею (метод спряжених градієнтів). Незалежно від початкового наближення метод сходиться за конечне число ітерацій, даючи точне рішення. Для коректності врахування початкового стану системи моделювання починалося з вводу характеристик раніш відпрацьованих суміжних просторів. Потім моделювалося відпрацювання лави, яка примикає, шляхом її посування на довжину елементарних кроків. Такий підхід мінімально викривлює результати моделювання і при цьому дозволяє знизити розміри вихідних даних моделювання до прийнятних розмірів.

Загальна структура методу рішення двох сполучених задач геомеханіки та фільтрації представлена на рис. 1. Метод реалізується наступним чином. У блоці 1 здійснюється побудова просторової моделі масиву гірських порід, які оточують виймальну ділянку 1.1. Ця модель виглядає як паралелепіпед, всередині якого розміщені вироблені простори лав. Розміри паралелепіпеду вибираються такими, щоб мати достатню відстань вгору, вниз та вбік від виймальної ділянки, що дозволить задавати прості граничні зовнішні умови. Модель масиву розбивається на породні шари згідно конкретної геологічної структури 1.2, вводяться первісні механічні та фільтраційні властивості 1.3, які відповідають непорушеному масиву гірських порід. Вводиться конфігурація вироблених просторів 1.4, яка буде нарощуватись в міру того, як будуть відпрацьовуватись суміжні запаси та здійснюватися посування діючої примикаючої лави. Задаються зовнішні граничні умови у вигляді навантаження вищезалягаючих порід, закріплення вертикальних стінок моделі та її дна, а також газовий гідростатичний тиск 1.5 на зовнішніх гранях паралелепіпеду, який відповідає глибині розташування. Після цього здійснюється вхід до першої (геомеханічної) сполученої задачі. 2.1. На кожному черговому часовому циклі здійснюється посування діючої лави 2.2 шляхом зміни просторових координат її виробленого простору з боку лави (розрізна піч залишається завжди нерухомою). Чим більше швидкість посування лави, тим більше приріст положення її вибою за один цикл моделювання. Після цього проводиться розрахунок напружено-деформованого стану масиву 2.3, який оточує виймальну ділянку ( у межах всього об'єму паралелепіпеду) і у кожній точці об'ємної розрахункової схеми обчислюється по енергетичній теорії міцності еквівалентні напруження 2.4. Ці напруження порівнюються з припустимими 2.5 та при перевищенні імітується обвалення підробленого масиву (шляхом зменшення потужності покрівлі, яка зависає) 2.6, самопідбутовка (збільшення жорсткості основи пропорційно висоті обвалення) підробленої товщі та коригується проникність масиву по принципу: чим вище ступінь руйнування та розущільнення, тим вище нове значення його проникності у даній точці різницевої сітки. Крім того, враховується рівень середнього тиску у даній точці розрахункової схеми. При підвищенні тиску у раніш обваленій товщі виникає стискання тріщин, що приводить до необхідності деякого зменшення проникності.

Після перерахунку напружено-деформованого стану масиву діється передача керування обчислювальним процесом другої (фільтраційної) сполученої задачі 3.1. При цьому змінюються внутрішні граничні умови 3.3 шляхом зміни координат гірничих виробок та розподілу тиску газоповітряної суміші у них і замінюється проникність у тих вузлах 3.3, де вона коригувалась у попередній задачі. Після цього вирішується система алгебраїчних рівнянь 3.4, яка замінює диференційне рівняння фільтрації газу. Після досягнення збіжності рішення, перевіряється співвідношення поточного та максимального часу моделювання процесу. Якщо загальний час моделювання ще не перевищений,

час нарощується на наступний крок (інтервал) та керування обчислювальним процесом передається у першу сполучену задачу на блок посування очисного вибою. Перед цим виводиться у зовнішні файли результат вирішення у вигляді розподілу газового тиску та його градієнту 3.5. Такий ітераційний процес продовжується, поки загальний час вирішення задачі не буде вичерпаний.



При великих темпах посування лави обвалені породи після ущільнення не встигають пропускати метан, який виділяється з супутників, які підроблюються. Процес твердотільної дифузії газу зсередини блоків у напрямку їх вільних поверхонь декілька випереджає процес фільтрації вільного газу крізь тріщини, що приводить до тимчасового відновлення залишкового газового тиску . Однак з часом запаси газу у підробленій товщі вичерпуються і швидкість поступлення залишкового газу за рахунок дифузії стає меншою за швидкість його фільтрації крізь товщу обвалених та ущільнених порід.

У нижній частині розрахункової схеми розташовано раніш вироблений простір 15 західної лави, а 16 західна лава рухається зліва направо. Було встановлено, що від 5 до 25 % газу, що виділяється з товщі у межах зони активних зрушень, перетікає у суміжний, раніш відпрацьований простір, підвищуючи у ньому концентрацію на відстані 150 м і далі від границі з виробленим простором діючої лави. Таким чином, раніш відпрацьований простір має високу поглинальну ємність. Проте, співвідношення швидкості перетоку і аеродинамічного опору раніш виробленого простору такі, що від 40 до 70 % поглинутого газу повертаються у вентиляційний горизонт діючої лави.

Зв'язок перетоку Пi та зворотнього току газу В від швидкості посування очисного вибою X описуються логарифмічними залежностями Пi=12,72ln(x)-43,1, % та B=20,81ln(x)-42,25, %.

Процент перетоку газу залежить від швидкості посування лави. Він встановлений для комбінованої схеми провітрювання. Чим швидше рухається лава, тим більша доля перетоку газу. Знайдені коефіцієнти емпіричної залежності встанов лені з надійністю 90%. Встановлено, що залежність газовиділення з кожного окремого супутника або шару пісковика має максимум і витягнута в бік виробленого простору, причому чим ближче шар до покрівлі пласта, тим більше газовиділення. Проте криві газовиділення перехрещуються на відстані 180-200 м від очисного вибою і зі збільшенням відстані переважає газовиділення з більш віддалених газоносних шарів. Таким чином, тимчасове відновлення газового тиску у виробленому просторі діючої лави відбувається за рахунок більш віддалених газоносних шарів (рис. 4). На цьому рисунку приведено розподіл газовиділення по довжині вентиляційного штреку позаду

а)

б)

Рис. 2. - Розподіл тиску метану в вертикальному січенні ZY (а) та градієнту газових потоків (б) при посуванні лави на 100 м: цифри на ізолініях позначають тиск газу у МПа; цифри в кільцях означають номери суміжних лав; б - кут нахилу вугільного пласта

Рівняння інтенсивності дегазації при цьому має вигляд

(2)

де Q - дебіт газу, м3/хв..; k- коефіцієнт пропорційності; в -параметр форми; б - параметр масштабу; г - параметр положення.

Порівнюючи сумарну розрахункову криву на рис. 4б та експериментальну, можна зробити висновок про досить задовільну узгодженість результатів моделювання з натурними вимірами. Так, максимум газовиділення розташований на відстані близько 40 м позаду лави, а рівень газовиділення на відстані 150 м за лавою складає 0,32 від максимуму для натурних даних і 0,28 - для результатів моделювання. Така збіжність даних свідчить на користь достовірності результатів моделювання.

На отриманих результатах була проведена верифікація моделі та дані моделювання були зіставлені з даними вимірів газовиділення в околі діючої лави в умовах шахти ім. О.Ф. Засядька, що дозволило уточнити параметри перетікання метану. Доведено, що кількість поглинутого суміжним відпрацьованим простором газу М зменшується зі збільшенням відстані у від границі відпрацьованого простору діючої лави згідно залежності

М = 3,12 ехр(-0,0075у), м3/хв. (рис.5).

Отримані у результаті імітаційного моделювання висновки дозволяють обґрунтовано вибирати параметри схем дегазації та вентиляції виймальних ділянок під час їх відпрацювання високо навантаженими очисними вибоями.

У третьому розділі викладено результати вивчення динаміки зміни схем провітрювання виймальних ділянок. Дослідження пов'язані з використанням нового технологічного принципу дегазації - проведення каптажної виробки по виробленому простору раніш відпрацьованої лави.

На виймальній ділянці 16-ї західної лави по пласту m3 попередньо створена система допоміжних виробок, проведених по виробленому простору раніш відробленого стовпа, які забезпечують необхідний аеродинамічний зв'язок між корінним відкаточним та вентиляційним штреками.

З метою оцінки ефективності використання каптажної виробки на виймальній ділянці, яка веде видобуток вугілля та метану, було проведено комплекс експериментальних робіт з вивчення параметрів аерогазодинамічного процесу. За період відробки виймального стовпа в цілому та за час проходження фронту очисних робіт вздовж каптажної виробки, зокрема, зафіксовано 10 квазістаціонарних періодів керування аерогазодинамічним процесом, на протязі яких діяли тимчасово введені зміни у схеми вентиляції, дегазації та відводу газоповітряної суміші.

У першому квазістаціонарному періоді проходив розвиток гірничих робіт, зростання газонасиченості, а також збільшення продуктивності по газу застосованих способів дегазації, що пов'язане з активізацією деформаційного процесу та посадкою основної покрівлі пласта.

У другому квазістаціонарному періоді при схемі провітрювання з підсівіженням середнє навантаження на очисний вибій складало 3196 т/сут, а часткова участь у газовому балансі виймальної ділянки вентиляції, дегазаційних свердловин з вентиляційного штреку, ходків та газовідсмоктування - 8,9%, 17,8 %, 24,3% та 49,0% відповідно.

На протязі третього квазістаціонарного періоду виймальна ділянка провітрювалася по комбінованій схемі 1-К з ізольованим відводом газоповітряної суміші з виробленого простору за рахунок загальношахтної депресії. Середня газовість ділянки у цьому квазістаціонарному періоді 106,9

м3 /хвил. У газовому балансі шахти частки вентиляції, дегазаційних свердловин з вентиляційного штреку, дегазаційних свердловин з двох ходків у цілому, а також ізольованого відводу за рахунок загально шахтної депресії та газовідсмоктування, складали 8,0%, 7,3%, 17,5%, 17,7% та 49,5% відповідно.

У четвертому квазістаціонарному періоді на аеродинамічний процес виймальної ділянки впливали такі фактори:

- ділянка була переведена на комбіновану схему провітрювання 1-К* з відводом притоків з виробленого простору засобами вакуумування;

- віддалення фронту очисних робіт від пункту газовідсмоктування складало від 370 до 550 м;

- каптажна виробка використовувалась, як повітровідводяча;

У п'ятому квазістаціонарному періоді, при тому ж навантаженні на очисний вибій, газонасиченість зросла майже на 50%, що, при інших рівних умовах, не співпадає з темпом посування гірничих робіт. Аналіз складових газовості ділянки показує, що її збільшення, в основному, пов'язане з продуктивністю газовідсмоктувачів. Можливо передбачити, що під час розрахунку фактичної газовості ділянки дебіт метану віддалених джерел газу слід приймати з коефіцієнтом, який враховує вагомість їх аеродинамічного зв'язку з режимом провітрювання.

Шостий квазістаціонарний період наступив з моменту встановлення у каптажній виробці герметичної перемички. Через неї проходив трубопровід від раніш пробурених дегазаційних свердловин та трубопровід газовідсмоктувача. З початком роботи цього газовідсмоктувача виймальна ділянка знову перейшла на комбіновану схему провітрювання 1-К*, під час якої відвід притоків газоповітряної суміші з виробленого простору здійснювався засобами дегазації. З урахуванням всіх джерел надходження метану газовість виймальної ділянки у цьому періоді складала 159,8 м3 /хвилину, а часткова участь кожного з її складових - 6,3%, 20,8%, 16,6%, 28,5% та 27,8% відповідно у тій же послідовності, що і у попередніх періодах.

У сьомому квазістаціонарному періоді пропускна можливість каптажної виробки помітно знизилась. Під впливом гірничого тиску сталося остаточне зруйнування збійки та трубопроводу газовідсмоктування. З результатів газоповітряної зйомки видно, що від повітря, яке подається на ділянку, до газовідсмоктувача надходило близько 60 м3/хв. Оцінюючи продуктивність газовідсмоктування по метану, можна заключити, що він виявився ізольованим від виробленого простору лави. З цієї причини газовідсмоктування було відключене. У цілому за цей період роботи середня газовість ділянки становила 101,7 м3 /хвил, а часткова участь складаючих газового балансу - 11,2%, 40,1%, 18,0%, 30,7% та 0,01% відповідно.

У восьмому квазістаціонарному періоді виникли зміни у схемі відводу газоповітряної суміші з виймальної ділянки. У цілому спостерігалося загальне зниження усіх складових газового балансу, включаючи дебіт метану газовідсмоктувача та дегазаційних свердловин, які пробурені з каптажної виробки. У середньому за цей період газовість виймальної ділянки складала 95,5м3 /хвил. Часткова участь вентиляції та дегазації склала 10,1% та 89,9% відповідно.

У дев'ятому квазістаціонарному періоді на виймальній ділянці проводились роботи з подолання гірничо-геологічних порушень. При середній у цьому періоді газовості ділянки 89,2 м3 /хвил часткова участь у газовому балансі вентиляції, дегазаційних свердловин та газовідсмоктування склало 9,8%, 5,9%, 5,8%, 15,9%, 49,1% та 13,5% відповідно.

У десятому квазістаціонарному періоді доробка виймального стовпа велася при умові низьких темпів посування фронту очисних робіт. Ділянка знову провітрювалася по комбінованій схемі 1-К з ізольованим відводом газоповітряної суміші з виробленого простору на вентиляційний ходок каптажної виробки за рахунок загальношахтної депресії. У цей час спостерігався пропорційний зв'язок між дебітом метану газовідсмоктувача та продуктивності лави, що обумовлено міграцією техногенного газу по виробленому простору, яка, у свою чергу, забезпечується місцеположенням цієї виробки на ізогіпсі пласта.

Результаті виконаних досліджень використані як основні вхідні дані для визначення ефективності застосування каптажної виробки, причому окремо по кожному з факторів - вентиляції та дегазації.

З результатів керування повітророзподілом при провітрюванні по схемі

1-К видно, що зріст кількості повітря у вихідному струмені „на масив” не пропорційний зниженню кількості надходження повітря у вироблений простір. Інтенсивність зниження останнього у часі викликана деформацією та зниженням пропускної спроможності повітровідводячої виробки позаду фронту очисних робіт. При досягненні витратою повітря у вихідному струмені „на масив” мінімального рівня виймальна ділянка переводилася на зворотноточну схему провітрювання 1-М з відводом газоповітряних мас з виробленого простору засобами вакуумування.

Дослідженнями встановлено, що газ, який добувається з дегазаційних свердловин каптажної виробки, не слід у повній мірі вважати техногенним. У подальшому, при використанні цієї лави як лави-аналога, необхідно враховувати цей газ у розрахунку очікуємої газовості нижче розташованої виймальної ділянки з невеликим коефіцієнтом впливу дегазації на витрати метану, який каптується.

Проведені дослідження результатів керування газо- та повітророзподілом на виймальних ділянках шахти ім. О.Ф. Засядька показали, що дебіт метану, який каптується газовідсмоктувачами, практично у всіх випадках перевищує його дебіт з дегазаційних свердловин. Використання пересувних підземних дегазаційних установок (ПДУ) на виймальних ділянках дає можливість впливати на аерогазодинамічний процес одночасно у двох напрямках - у керуванні газовиділенням та повітророзподілом. Найбільша ефективність використання каптажної виробки мала місце при одночасному каптажу метану дегазаційними свердловинами та газовідсмоктувачем. В цей період часткова участь каптажної виробки у газовому балансі виймальної ділянки складала 33,4%, а загальна доля всіх засобів дегазації - 93%.

У період підготовки виймальної ділянки та каптажної виробки їх провітрювання та дегазаційні міри проводились уособлено та незалежно. У подальшому, у період роботи виймальної ділянки аерогазодинамічний зв'язок між виробленим простором виймальної ділянки та каптажною виробкою стає неминучою у зв'язку з деформацією порід покрівлі пласту, який відробляється, та повторною деформацією порід на межі зони зміщення у виробленому просторі лави, яка виникла раніше.

З метою оцінки фактичного стану провітрювання, ефективності способів дегазації, які використовуються на шахті, та часткової участі каптажної виробки у газовому балансі виймальної ділянки було виконано розрахунок основних параметрів вентиляції та дегазації. У результаті виконаних досліджень встановлено, що для каптажної виробки є важливим вибір місця її закладення у просторі по відношенню до основного джерела газовиділення та напряму міграції метану під впливом сил спливання. Встановлено, що найбільш вигідну позицію отримає каптажна виробка, яка проведена по найближчому (до робочого пласта) пласту-супутнику. При такому розташуванні каптажної виробки процентний вміст метану у суміші, яка каптується, досягне рівня концентрації метану, який каптується дегазаційними свердловинами, а якість самої газової суміші виросте в декілька разів.

Четвертий розділ присвячений розробці схем та способів керування газовиділенням на виймальних ділянках.

Дослідження процесу руйнування порід, підроблених очисним вибоєм, та змін тиску газу у масиві під час виймання вугілля дозволили зробити висновки, які стали основою для конструювання схеми та визначення параметрів дегазаційних свердловин:

- деформація порід поперед вибою лави, яка рухається, достатньо велика, щоб зруйнувати свердловини, які пробурені назустріч її руху;

- між виробленим простором діючої лави та відробленої суміжної лави нема площини, яка обмежує кут повного зрушення порід покрівлі, тому немає чіткої границі між цими просторами, оскільки виїмка вугілля викликає повторне зміщення порід над пластом, який був вийнятий раніше;

- частина метану, яка виділяється у процесі розвантаження вугільних пластів від гірничого тиску, перетікає у суміжний вироблений простір відпрацьованої лави і з нього надходить у вихідний вентиляційний струмінь діючої виймальної ділянки.

Ці висновки дозволили передбачити необхідність збільшення кількості діючих свердловин та ефективності дегазації за рахунок наступних мір:

- буріння над діючою лавою додатково до „крутих” свердловин, які буряться назустріч та паралельно очисному вибою та залишення їх з'єднаними з газопроводом після підробки їх гірл;

- буріння додаткових свердловин з вентиляційної виробки на шляху перетікання газу між виробленими просторами.

Оцінка ефективності запропонованих схем розташування і параметрів свердловин була виконана шляхом визначення фактичного метановидобування свердловинами методом нагляду за режимом їх роботи.

(3)

де J - дебіт метану з свердловини, м3/хв, d = 0,45 м3/хвил - фон, який є дебітом метану з покрівлі, не пов'язаний з її зрушенням над виробленим простором,

x - відстань до вибою, м.; значення коефіцієнтів регресії прийняті рівними а = 0,39•10-4, в = 0,047, с = 3,37.

Результати розрахунку середнього дебіту свердловин по (3) представлені на рис. 6.

Аналіз впливу коефіцієнту c на поведінку функції (3) показав, що збільшення його зміщує максимум дебіту метану на більшу відстань від очисного вибою. Положення максимуму метановиділення з кожного пласта-супутника, який підроблюється, залежить від його відстані до робочого пласта (4).

(4)

де Jсп - метановиділення з пласта-супутника, м3/хв.; х - відстань від очисного вибою, м; Мi -відстань до даного пласта-супутника від того, який розроблюється, м.; - кут повного зсуву порід покрівлі, град.

Проведено аналіз збіжності результатів розрахунку дебіту метану з вуглепородного масиву, який підроблюється, у залежності від відстані до очисного вибою, який здійснено згідно з існуючими методами та фактичними вимірами, які виконані на діючих ділянках шахти ім. О.Ф. Засядька. Встановлені розбіжності визначили необхідність розробки методу розрахунку, який враховував би динаміку газовиділення під час відробки пластів довгими стовпами по простяганню. З урахуванням цього розроблено та запропоновано метод розрахунку дебіту метану, який очікується з пластів-супутників, що підроблюються, на заданому віддаленні від фронту очисних робіт, а також граничної відстані газовиділення у вироблений простір.

Розроблено метод розрахунку аеродинамічного опору частини повітровідводячих виробок, що не контролюються, оснований на емпіричних залежностях, які враховують зміни площини їх поперечного перетину у часі, а також гірничотехнічні та гірничо-геологічні умови.

Отримана задовільна збіжність значень цього аеродинамічного опору, отриманих розрахунковим та інструментальним методами вимірів.

У п'ятому розділі розглянуто проблеми використання десорбометричного методу для оцінки газоносності привибійної зони вугільних пластів.

По формулі (5) визначається величина активної газоносності Хэ , яка дорівнює різниці між повною газоносністю вугілля на момент вибурювання проби та його газоємністю при атмосферному тиску метану:

Хэ = q0/a, (5)

де q0 - значення швидкості десорбції метану пробою вугілля q в момент часу t = 1 хвил, який пройшов після початку десорбції, дм3/(хвил·кг); a - нормуючий коефіцієнт, хв.-1.

Показано, що коефіцієнт а раніше досліджувався у Донбасі для вугілля особливо викидонебезпечних пластів та є функцією інтенсивності затухання у часі t швидкості десорбції газу q. При цьому інтенсивність затухання процесу десорбції оцінювалася показником d, який для кожної проби визначався розрахунком по значенням q, виміряним у поточні моменти t. Для слабо порушених та непорушених пластів, які розробляються шахтою ім. О.Ф. Засядька, така методика визначення коефіцієнту а виявилась непридатною. Про це свідчать результати комплексних (шахтних та лабораторних) досліджень, під час яких процес десорбції кожної проби вугілля безперервно контролювався протягом 7 діб та більше, починаючи з моменту відокремлення вугілля від масиву. Встановлено, що при невисоких значеннях q0 величина Хэ є функцією тільки q0 і не залежить від a та d; при високих значеннях q0 величина Хэ залежить від коефіцієнту а, який з високою точністю визначається через d та q0:

при q0 = 0,2-0,35 дм3 / (хвил·кг) Хэ = 54,1 · q0

при q0 = 0,35-0,43 дм3 / (хвил.·кг) Хэ = 0,93·exp(5,23· q0)

при q0 > 0,43 дм3 / (хвил.·кг) Хэ = 0,115· q0 + 1,33·10-3·е3· d ·(0,5·ed - 1).

Кореляційні відношення для перших двох формул складають з = 0,98 - 0,99, для третьої - з = 0,93. Враховуючи специфіку кінетики десорбції, яка описується ступінною залежністю q від t, значення q0 та d визначаються достатньо точно, тому значення Х визначається з точністю ± 6 %.

Підвищення точності десорбометричного визначення газоносності вугілля дозволило отримати нові відомості щодо характеру розподілу газу у вугіллі попереду підготовчих вибоїв. Результати дослідження газоносності, проведені запропонованим експериментальним методом, свідчать про те, що зона дренування складає 35-40 м, що в 2,5 рази перевищує нормативне значення. Встановлений факт позволяє збільшити швидкість комбайну.

Дослідження свідчать про ступінчасте протікання процесу дегазації у підготовчих виробках, чого не спостерігається попереду очисних виробок. Встановлений факт слід враховувати при виборі вентиляційного режиму.

Було встановлено, що показник q0 у зоні гідрообробки вище, ніж за її межами, що свідчить про необхідність у ряді випадків використання інших мір. Такі ж умови спостерігаються на пласті l1, де складна структура пласта. В той же час ці дослідження підтвердили ступінчастість процесу дегазації.

Виявлені за допомогою десорбометрії недоліки гідророзпушування були підтверджені результатами газоповітряних зйомок. Так, у виробці, проведеній з гідророзпушуванням, практично відсутнє надходження газу через поверхню вибою. В той же час при використанні випереджаючих свердловин має місце стабільне надходження метану через поверхню вибою, що виключає нерівномірність газовиділення.

Шостий розділ містить опис реалізації нової технології керування газовиділенням на виймальних ділянках.

Окремі розділи нормативного документу „Схеми та способи керування газовиділенням на виїмкових дільницях вугільних шахт” є практичною реалізацією основних положень дисертаційної роботи, оскільки дозволяють науково обґрунтувати та практично довести можливість виключення впливу метановиділення з вироблених просторів на темпи видобутку вугілля.

Документ містить 4 додаткові схеми керування газовиділенням:

- відвід газу з виробленого простору по введеним до нього відросткам трубопроводу. Відмінною особливістю цієї схеми дегазації виробленого простору є ізоляція його від підготовчих виробок та формування вздовж ізолятора, під вентиляційною виробкою газовідводячого каналу;

- дегазація покрівлі свердловинами, пробуреними зі спеціальної виробки „газового горизонту” та відвід газу з виробленого простору по відросткам газопроводу, введеним у нього з цієї виробки;

- уособлена вентиляція виробленого простору газовідсмоктуючими вентиляторами з виводом газу на поверхню по спеціальній свердловині;

- дегазація покрівлі свердловинами, пробуреними над вентиляційною виробкою та над суміжним виробленим простором відробленої лави. Такі свердловини можуть використовуватись для будь-якої схеми провітрювання виймальної ділянки.

Деякі з цих схем не є принципово новими, однак вони не могли бути поміщені до стандарту раніше внаслідок того, що у той час не було основ для їх проектування. Розробка та використання таких схем стала можливою внаслідок більшої потреби у енергозбереженні та використанні для цього техногенного метану.

Основні технологічні принципи використання таких схем встановлені під час виконання дисертаційної роботи. До них відносяться:

1. Залежність аеродинамічного опору газовідводячої виробки, яка не контролюється, від часу та міцності оточуючих порід.

2. Залежність дебіту метану з джерел, які підроблюються, від їх місцеположення та відстані від очисного вибою.

3. Залежність витоків повітря через вироблений простір від ступеню його ізоляції від виробок, які його оконтурюють, міцності вміщуючих порід та відстані від очисного вибою.

Пропозиції щодо спорудження додаткових свердловин для дегазації покрівлі сформульовані на основі досліджень розподілу фільтраційного тиску газу та вектору його дифундування у породах покрівлі під час руху очисного вибою. Дослідження ефективності таких свердловин у процесі їх практичного використання показало, що загальний ефект дегазації покрівлі збільшується у два рази у порівнянні з нормативним.

Важливою відмінністю методу розрахунку системи дегазації виробленого простору, який пропонується, є реалізація вимоги, щоб середній вміст метану у суміші, яка виходить з нього, не перевищував 1%, а максимальний - 3,5%. Цим забезпечується безпечний вміст метану на спряженні виробленого простору з виробками, які експлуатуються, та виключається вплив метановиділення з виробленого простору на обмеження темпу видобутку вугілля.

...