RU2434139C1 - Degassing method of worked-out area - Google Patents
Degassing method of worked-out area Download PDFInfo
- Publication number
- RU2434139C1 RU2434139C1 RU2010122940/03A RU2010122940A RU2434139C1 RU 2434139 C1 RU2434139 C1 RU 2434139C1 RU 2010122940/03 A RU2010122940/03 A RU 2010122940/03A RU 2010122940 A RU2010122940 A RU 2010122940A RU 2434139 C1 RU2434139 C1 RU 2434139C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- collecting
- collector
- mine
- conveyor
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Devices Affording Protection Of Roads Or Walls For Sound Insulation (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к горной промышленности, преимущественно к угольной, и может быть использовано при извлечении газа из выработанного пространства угольных пластов при бесцеликовой технологии их отработки.The invention relates to the mining industry, mainly to the coal industry, and can be used to extract gas from the worked out space of coal seams with the aimless technology of their development.
Известен способ дегазации выработанного пространства, включающий бурение скважин в купол обрушения из дегазационной выработки, проведенной по породе над пластом на высоте купола обрушения по падению пласта, и отсос газа, причем скважины для отсоса газа бурят вслед за подвиганием забоя параллельно пласту. При этом буровые штанги с отверстиями для отсоса газа оставляют в скважинах, а по мере подвигания фронта очистных работ производят их наращивание, дальнейшее разбуривание скважин и отсос из них газа (1).There is a known method of degassing a worked-out space, including drilling wells into a collapse dome from a degassing excavation conducted over the rock above the formation at the height of the collapse dome according to the formation fall, and gas suction, moreover, gas suction wells are drilled after moving the bottom parallel to the formation. At the same time, drill rods with holes for gas suction are left in the wells, and as the front of the treatment works moves, they are built up, further wells are drilled and gas is sucked out of them (1).
Недостатком известного способа является то, что поскольку по мере подвигания очистного забоя увеличивают длину скважин и соответственно длину буровых штанг, имеющих отверстия для отсоса газа, то это приведет к увеличению аэродинамического сопротивления в этих штангах и соответственно к уменьшению степени разряжения в них и их пропускной способности. В результате чего возможно уменьшение объема отсасываемой газовоздушной смеси из выработанного пространства и соответственно ухудшение газовой обстановки в очистном забое.The disadvantage of this method is that since, as the face moves, the length of the wells and, accordingly, the length of the drill rods having holes for suctioning gas increase, this will lead to an increase in aerodynamic drag in these rods and, accordingly, to a decrease in the degree of rarefaction in them and their throughput . As a result, it is possible to decrease the volume of the sucked gas-air mixture from the worked out space and, accordingly, the gas situation in the working face to deteriorate.
Другим недостатком этого способа является то, что вследствие незначительного внутреннего диаметра буровых штанг (не более 70-100 мм) ограничен объем отсасываемой газовоздушной смеси, что снижает интенсивность процесса отсоса газа.Another disadvantage of this method is that due to the insignificant internal diameter of the drill rods (not more than 70-100 mm), the volume of the sucked gas-air mixture is limited, which reduces the intensity of the gas suction process.
Кроме того, при бурении скважин в купол обрушения не исключена возможность их отклонения от заданного направления (т.е. параллельно пласту), а также их деформация или срез по причине интенсивных сдвижений обрушенных пород в выработанном пространстве.In addition, when drilling wells into the caving dome, it is possible that they deviate from a given direction (i.e., parallel to the formation), as well as their deformation or shearing due to intense displacement of collapsed rocks in the worked out space.
Описанные недостатки известного способа снижают эффективность дегазации выработанного пространства несмотря на достижение им непрерывности процесса дегазации с использованием скважин.The described disadvantages of the known method reduce the efficiency of degassing of the developed space despite the achievement of the continuity of the degassing process using wells.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является способ дегазации выработанного пространства, включающий проведение в выработанном пространстве газосборного коллектора, изоляцию его от вентиляционного штрека, отсос газа по сборному газопроводу и отросткам перфорированных труб. Причем газосборный коллектор сооружают в зоне газового дренажа по смежной границе отрабатываемого пласта и распространения зоны разгрузки от горного давления разрабатываемых сближенных пластов, после чего разделяют газосборный коллектор изолирующими перемычками на участки, равные по длине шагу обрушения основной кровли, возводят изолирующие перемычки на стыках смежных зон обрушения кровли и каждый изолированный участок коллектора соединяют со сборным газопроводом посредством газоотводящих каналов и отростками перфорированных труб с последующим его подключением к дегазационной системе (2).Closest to the technical nature of the claimed invention is a method of degassing a worked-out space, including conducting a gas-collecting manifold in a worked-out space, isolating it from a ventilation drift, sucking gas through a combined gas pipeline and processes of perforated pipes. Moreover, the gas collector is built in the gas drainage zone along the adjacent boundary of the reservoir and the discharge zone from the rock pressure of the developed adjacent layers, after which the gas collector is separated by insulating jumpers into sections equal to the length of the collapse of the main roof, erecting insulating jumpers at the joints of adjacent zones the roofs and each insulated section of the collector are connected to the prefabricated gas pipeline by means of gas exhaust channels and processes of perforated pipes ub with its subsequent connection to the degassing system (2).
Недостаток известного способа состоит в том, что вследствие сооружения газосборного коллектора в выработанном пространстве на породах почвы отрабатываемого пласта поступление в него газовоздушной смеси повышенной концентрации практически невозможно, поскольку за счет физических свойств газа метана происходит его скопление в верхних слоях обрушенных пород выработанного пространства, имеющее повышенную концентрацию.The disadvantage of this method is that due to the construction of a gas collector in the worked out space on the soil of the worked out formation, it is practically impossible to receive an air-gas mixture into it, since due to the physical properties of methane gas, it accumulates in the upper layers of crushed rocks of the worked-out space, which has an increased concentration.
Причем сооружение газообразного коллектора в описанных выше условиях технологически затруднено и выполнение этих работ по его сооружению в обрушенных породах небезопасно. К тому же для реализации данного способа требуется выполнение большого объема ручных работ по возведению предохранительной крепи и закладки изоляционного слоя, что удорожает процесс дегазации по этому способу.Moreover, the construction of a gaseous reservoir in the conditions described above is technologically difficult and the implementation of these works on its construction in collapsed rocks is unsafe. In addition, the implementation of this method requires the implementation of a large amount of manual work on the construction of the protective lining and laying the insulation layer, which increases the cost of the degassing process by this method.
Кроме того, поскольку в качестве питателей коллектора используют перфорированные трубы, располагаемые в выработанном пространстве, то это не исключает возможности их повреждения от веса налегающих обрушенных пород, что может привести к снижению объема отсасываемой из выработанного пространства газовоздушной смеси, поступающей в газосборный коллектор, и соответственно к ухудшению газовой обстановки в очистном забое.In addition, since perforated pipes located in the worked-out space are used as collector feeders, this does not exclude the possibility of their damage from the weight of the overlying collapsed rocks, which can lead to a decrease in the volume of the gas-air mixture sucked out of the worked-out space entering the gas-collecting manifold, and, accordingly, to the deterioration of the gas situation in the face.
Указанные недостатки снижают эффективность использования данного способа дегазации и не позволяют решить вопрос увеличения содержания газа метана в отсасываемой газовоздушной смеси и ее дебита.These disadvantages reduce the efficiency of using this method of degassing and do not allow to solve the issue of increasing the methane gas content in the suction gas-air mixture and its flow rate.
Задача, решаемая заявляемым изобретением, заключается в повышении эффективности дегазации за счет повышения концентрации газа метана в отсасываемой газовоздушной смеси с одновременным увеличением ее дебита.The problem solved by the claimed invention is to increase the efficiency of degassing by increasing the concentration of methane gas in the suction gas-air mixture while increasing its flow rate.
Технический результат, достижение которого обеспечивает решение поставленной задачи, выражается в соблюдении нормативных требований содержания газа метана в очистном забое и в исходящей струе выемочного участка, а за счет этого повышение безопасности ведения очистных работ по газовому фактору.The technical result, the achievement of which provides a solution to the problem, is expressed in compliance with the regulatory requirements for the methane gas content in the working face and in the outgoing stream of the excavation section, and due to this, the safety of cleaning operations on the gas factor is increased.
Для достижения поставленной задачи с заявляемым техническим результатом в способе дегазации выработанного пространства, включающем проведение газосборного коллектора, соединение газосборного коллектора со сборным газопроводом посредством газоотводящих каналов, подключение газосборного коллектора к дегазационной системе и отсос газовоздушной смеси по сборному газопроводу позади очистного забоя, согласно заявляемому изобретению газосборный коллектор представляет собой горную выработку, которую проводят одновременно с проведением конвейерной и вентиляционной выработок, оконтуривающих выемочный столб, в породах кровли подлежащего отработке угольного пласта с возможностью ее расположения при отработке пласта за пределами зоны беспорядочного обрушения пород кровли и в непосредственной близости к границе зависания пород кровли пласта в зоне разгрузки этого пласта со стороны конвейерной выработки с последующей ее изоляцией от действующих выработок, причем горную выработку, являющуюся газосборным коллектором, при ее проведении ориентируют выше конвейерной выработки и с таким расчетом, чтобы расстояние между проекцией продольной оси горной выработки на почву выработанного пространства и границей между конвейерной выработкой и выработанным пространством не превышало 20 м, а соединение газосборного коллектора со сборным газопроводом посредством газоотводящих каналов осуществляют по мере проведения упомянутых выработок, для чего в качестве газоотводящих каналов используют сбоечные скважины, каждую из которых бурят из проводимой конвейерной выработки с наклоном в направлении подвигания очистного забоя до пересечения ею газосборного коллектора, расстояние между сбоечными скважинами принимают не менее шага обрушения пород основной кровли пласта, причем по мере бурения сбоечных скважин каждую из них оборудуют газоотводящей трубой, верхний конец которой свободно выходит в газосборный коллектор, а нижний конец оснащают запорным элементом, находящимся в положении «закрыто», и соединяют этот конец со сборным газопроводом, прокладываемым в проводимой конвейерной выработке, затем после подключения газосборного коллектора к дегазационной системе и по мере подвигания очистного забоя позади него регулируют процесс разряжения в газосборном коллекторе после прохода этим очистным забоем устья очередной сбоечной скважины путем установки запорного элемента ее газоотводящей трубы в положение «открыто» с одновременной установкой запорного элемента газоотводящей трубы предыдущей пройденной очистным забоем сбоечной скважины в промежуточное положение с возможностью обеспечения повышенного разряжения в газосборном коллекторе у очередной сбоечной скважины, за счет которого, а также за счет подпора общешахтной депрессии происходит интенсивное принудительное перемещение потока газовоздушной смеси из выработанного пространства в сторону газосборного коллектора с последующим его поступлением по сборному газопроводу в дегазационную систему.In order to achieve the task with the claimed technical result in a method for degassing an exhausted space, including conducting a gas collection manifold, connecting the gas collection manifold to the collection gas pipeline through the exhaust channels, connecting the gas collection manifold to the degassing system and exhausting the air-gas mixture through the collection gas pipe behind the treatment face, according to the claimed invention, the gas collection the collector is a mining, which is carried out simultaneously with we have conveyor and ventilation openings that outline the extraction column in the roof rocks of the coal seam to be mined, with the possibility of its location when the seam is mined outside the zone of random collapse of the roof rocks and in close proximity to the boundary of the hang of the roof rocks of the formation in the discharge zone of this formation from the side of the conveyor mine with its subsequent isolation from the existing workings, moreover, the mine working, which is a gas collection manifold, is oriented above the conveyor opening Working so that the distance between the projection of the longitudinal axis of the mine on the worked-out soil soil and the boundary between the conveyor working and the worked-out space does not exceed 20 m, and the gas collector is connected to the collection gas pipeline by means of gas exhaust channels, as mentioned workings are carried out, for which as gas discharge channels, drilling wells are used, each of which is drilled from an ongoing conveyor mine with an inclination in the direction of the eye movement of the bottom hole before it intersects the gas collection manifold, the distance between the production wells is taken not less than the step of collapse of the rocks of the main roof of the formation, and while drilling production wells, each of them is equipped with a gas outlet pipe, the upper end of which freely exits the gas collection manifold, and the lower end is equipped with a shut-off element in the "closed" position, and connect this end to the prefabricated gas pipeline laid in the ongoing conveyor production, then after connecting the gas collector to the the azation system and as the bottom face moves behind it, the process of discharge in the gas collector is regulated after the next bottom hole of the well is passed by this bottom hole by setting the shutoff element of its gas outlet pipe to the “open” position while setting the shutoff element of the gas outlet pipe of the previous drill hole passed by the bottom hole of the well in an intermediate position with the possibility of providing increased vacuum in the gas collector at the next well, due to from which, as well as due to backwater depression, there is an intensive forced movement of the gas-air mixture flow from the worked-out space towards the gas-collecting manifold with its subsequent flow through the combined gas pipeline to the degassing system.
Причем для исключения подсосов воздуха в газосборный коллектор герметизируют сбоечные скважины после установки в них газоотводящих труб.Moreover, in order to exclude air leaks into the gas collection manifold, the breakdown wells are sealed after the installation of gas exhaust pipes in them.
Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам, позволил установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам заявляемого изобретения, изложенным в формуле изобретения.The analysis of the prior art by the applicant, including a search by patent and scientific and technical sources, made it possible to establish that the applicant has not found an analogue characterized by features identical to all the essential features of the claimed invention set forth in the claims.
Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует условию патентоспособности изобретения - «новизна».Therefore, the claimed technical solution meets the condition of patentability of the invention - "novelty."
Причинно-следственная связь между заявляемой совокупностью существенных признаков и достигаемым техническим результатом следующая.The causal relationship between the claimed combination of essential features and the achieved technical result is as follows.
Признак - «газосборный коллектор представляет собой горную выработку, которую проводят одновременно с проведением конвейерной и вентиляционной выработок, оконтуривающих выемочный столб, в породах кровли подлежащего отработке угольного пласта с возможностью ее расположения при отработке пласта за пределами зоны беспорядочного обрушения пород кровли и в непосредственной близости к границе зависания пород кровли пласта в зоне разгрузки этого пласта со стороны конвейерной выработки с последующей ее изоляцией от действующих выработок» - является основополагающим и указывает на заблаговременное проведение газосборного коллектора - горной выработки, т.е. до начала ведения очистных работ в период отсутствия геомеханических процессов в породах кровли пласта в месте ее заложения, а также заранее регламентирует параметры заложения горной выработки, которые создают условия сохранности ее поперечного сечения, достаточного для перемещения потока газовоздушной смеси, когда она окажется в выработанном пространстве очистного забоя.The sign - “the gas collection manifold is a mine working which is carried out simultaneously with conveyor and ventilation workings that outline the extraction column in the roof rocks to be mined for a coal seam with the possibility of its location when working out the seam outside the zone of random collapse of the roof rocks and in close proximity to the boundary of the hang of the rocks of the roof of the formation in the discharge zone of this formation from the side of the conveyor mine with its subsequent isolation from the existing mine workings ” - is fundamental and indicates the advance holding of the gas collector - mining, i.e. prior to the start of treatment work in the absence of geomechanical processes in the rocks of the roof of the formation in the place of its laying, and also pre-regulates the laying conditions of the mine, which create conditions for the preservation of its cross section sufficient to move the flow of the gas-air mixture when it is in the worked out space of the treatment slaughter.
Используемые в данном признаке параметры обусловлены следующими геомеханическими закономерностями.The parameters used in this feature are due to the following geomechanical laws.
Параметр проведения горной выработки с возможностью ее расположения при отработке пласта за пределами зоны беспорядочного обрушения пород кровли пласта обусловлен тем, что породы кровли выше этой зоны менее нарушены, а ниже этой зоны происходит беспорядочное обрушение пород кровли пласта, поэтому проводить выработку в этих условиях трудоемко и опасно, а тем более сохранить при ведении очистных работ.The mining parameter with the possibility of its location during mining of the formation outside the zone of random collapse of the roof rocks is due to the fact that the roof rocks above this zone are less disturbed, and below this zone there is a random collapse of the roof rocks of the formation, therefore it is laborious and dangerous, and even more so, when conducting treatment work.
Что касается параметра расположения горной выработки вблизи границы зависания пород кровли пласта в зоне разгрузки этого пласта, то он обусловлен тем, что вследствие упомянутого зависания пород кровли пласта над зоной беспорядочного обрушения пород кровли пласта с одновременным их подбучиванием образуется сеть трещин, которая обеспечивает связь горной выработки (газосборного коллектора) с выработанным пространством и соответственно перемещение потока газовоздушной смеси посредством утечек воздуха из выработанного пространства в горную выработку, т.е. газосборный коллектор.As for the location parameter of the mine working near the boundary of the formation roof rock hangings in the unloading zone of this formation, it is due to the fact that due to the above-mentioned hanging of the formation roof rocks over the zone of random collapse of the formation roof rocks with their simultaneous bobbing, a network of cracks is formed that provides connection between the mining (gas collector) with the worked out space and, accordingly, the movement of the air-gas mixture flow through air leaks from the worked out space in g production, i.e. gas collector.
В результате создаются условия направленного перемещения газовоздушной смеси в сторону газосборного коллектора.As a result, conditions are created for the directional movement of the gas-air mixture towards the gas collector.
Кроме того, указанный параметр вследствие незначительной нарушенности зависающих пород кровли пласта не может существенно повлиять на потерю поперечного сечения горной выработки.In addition, this parameter due to the slight disturbance of the hanging rocks of the formation roof cannot significantly affect the loss of the cross section of the mine.
Из изложенного следует, что данный признак гарантированно упреждает возможность сохранения горной выработки (газосборного коллектора) в период отсоса газовоздушной смеси из верхних слоев выработанного пространства по сравнению с прототипом (3), в котором газосборный коллектор проводят в обрушенных породах, сохранность которого не гарантирована в таких условиях.From the above it follows that this feature is guaranteed to pre-empt the possibility of preserving the mine workings (gas collector) during the suction period of the air-gas mixture from the upper layers of the worked out space in comparison with the prototype (3), in which the gas collector is carried out in collapsed rocks, the safety of which is not guaranteed in such conditions.
Вместе с тем, заявитель, проведя дополнительный поиск известных решений в данной области техники, установил, что известен из уровня техники вышеописанный отличительный признак - использование в качестве газосборных полостей (коллекторов) горных выработок, но с другой совокупностью признаков и параметрами ее заложения. Это авторское свидетельство СССР №1786274, Е21F 7/00, 1988 г., название которого «Способ дегазации шахт».At the same time, the applicant, having carried out an additional search for known solutions in this technical field, found that the above-described distinguishing feature is known from the prior art — the use of mine workings as gas collecting cavities (collectors), but with a different set of features and laying parameters. This is USSR author's certificate No. 1786274,
В указанном техническом решении, предназначенном для дегазации свиты пластов - нижнего неопасного по выбросам пласта, который отрабатывают первым, и верхнего выбросоопасного пласта, горную выработку, выполняющую функцию газосборного коллектора, проводят по выбросоопасному пласту и сообщают вертикальными скважинами с поверхностной вакуумной станцией. Вокруг контура этой выработки бурят дегазационные скважины на источники газовыделения: по выбросоопасному пласту и в породах кровли этого пласта. При ведении очистных работ по нижнему неопасному по выбросам пласту вследствие обрушения пород кровли этого пласта дегазационные скважины попадают под влияние активных смещений пород кровли нижнего пласта, в результате чего эти скважины могут быть деформированы или закупорены, а коллектор может потерять свое первоначальное сечение. Поэтому при отработке верхнего пласта вследствие потери поперечного сечения газосборного коллектора и его связи с источниками газовыделения, все это может привести к снижению притока газа в газосборный коллектор и соответственно к снижению его концентрации в отводимой газовоздушной смеси.In the indicated technical solution intended for the degassing of the formation suite — the lower non-hazardous formation layer, which is worked out first, and the upper emission-hazardous formation, the mine working as a gas collection reservoir is carried out along the emission-hazardous formation and communicated by vertical wells with a surface vacuum station. Around the contour of this mine, degassing wells are drilled to the sources of gas evolution: along the outburst-hazardous formation and in the roof rocks of this formation. When conducting treatment work on the lower non-hazardous formation layer due to collapse of the roof rocks of this formation, degassing wells fall under the influence of active displacements of the roof rocks of the lower formation, as a result of which these wells may be deformed or clogged, and the reservoir may lose its original cross section. Therefore, when mining the upper layer due to the loss of the cross section of the gas collector and its connection with gas sources, all this can lead to a decrease in gas flow to the gas collector and, accordingly, to a decrease in its concentration in the exhaust gas mixture.
В свою очередь, в заявляемом способе горную выработку для газосборного коллектора проводят так, чтобы при ведении очистных работ она находилась в непосредственной близости к границе зависания пород кровли пласта над зоной беспорядочного обрушения пород кровли пласта, приконтурный массив которой претерпевает незначительную деформацию, что не может существенно изменить поперечное сечение горной выработки. Причем в период проведения очистных работ вследствие проходящих геомеханических процессов в породах кровли пласта образуется сеть трещин в районе зависания пород кровли, чем обеспечивается сообщение газосборного коллектора с выработанным пространством при сохранении его рабочего поперечного сечения. Это, в свою очередь, способствует увеличению концентрации газа метана в отсасываемой газовоздушной смеси и соответственно уменьшению концентрации газа метана в очистном забое.In turn, in the inventive method, mining for the gas collector is carried out so that when conducting clean-up operations, it is in close proximity to the boundary of the formation rock roof over the zone of random collapse of the formation roof rocks, the marginal array of which undergoes slight deformation, which cannot significantly change the cross section of the mine. Moreover, during the clean-up period, as a result of ongoing geomechanical processes in the formation roof rocks, a network of cracks is formed in the area where the roof rocks are hanging, which ensures that the gas collector communicates with the worked out space while maintaining its working cross section. This, in turn, contributes to an increase in the concentration of methane gas in the suction gas-air mixture and, accordingly, to a decrease in the concentration of methane gas in the working face.
Из изложенного следует, что использование в качестве газосборного коллектора горной выработки с учетом параметров ее заложения по известному и заявляемому техническим решениям не подтверждает их идентичность, следовательно, не подтверждает известность влияния рассматриваемого признака на указанный заявителем технический результат, выражающийся в повышении концентрации метана в отсасываемой газовоздушной смеси с одновременным увеличением ее дебита, а за счет этого повышение безопасности ведения очистных работ по газовому фактору.It follows from the foregoing that the use of mining as a gas collection collector, taking into account the parameters of its laying according to the known and claimed technical solutions, does not confirm their identity, therefore, it does not confirm the known influence of the feature under consideration on the technical result indicated by the applicant, which is expressed in an increase in methane concentration in the exhausted gas-air mixture with a simultaneous increase in its flow rate, and due to this increase the safety of cleaning operations on the gas factor.
Признак - «причем горную выработку, являющуюся газосборным коллектором, при ее проведении ориентируют выше конвейерной выработки и с таким расчетом, чтобы расстояние между проекцией продольной оси горной выработки на почву выработанного пространства и границей между конвейерной выработкой и выработанным пространством не превышало 20 м» - совместно с вышеуказанным признаком является основополагающим и дополнительно уточняет место заложения горной выработки относительно конвейерной выработки.The sign - “moreover, the mine working, which is a gas collection manifold, is oriented higher than the conveyor working when carrying out it and so that the distance between the projection of the longitudinal axis of the working on the worked-out soil and the boundary between the conveyed working and worked-out space” - together with the aforementioned sign is fundamental and further clarifies the location of the mine working relative to the conveyor working.
Причем упомянутое расстояние определено заявителем аналитическим путем, а поэтому задано такое положение газосборного коллектора, при котором последний не допускает выноса утечками воздуха газовоздушной смеси в исходящую очистного забоя. В случае увеличения этого расстояния (более 20 м) увеличивается приток газа метана в исходящую струю очистного забоя, поскольку произойдет перераспределение утечек воздуха за счет общешахтной депрессии.Moreover, the mentioned distance was determined by the applicant analytically, and therefore, a position of the gas collector was set so that the latter does not allow leakage of air from the gas-air mixture into the outgoing treatment face. In the case of an increase in this distance (more than 20 m), the flow of methane gas into the outflowing jet of the face will increase, since redistribution of air leaks due to mine depression will occur.
Кроме того, выполнение описанного параметра заложения горной выработки (газосборного коллектора) позволит усилить технический эффект вышеупомянутого признака, обеспечивая тем самым более надежные условия сохранения горной выработки при ведении очистных работ.In addition, the implementation of the described parameter of the laying of the mine (gas collector) will enhance the technical effect of the aforementioned feature, thereby providing more reliable conditions for maintaining the mine during cleaning operations.
Признак - «а соединение газосборного коллектора со сборным газопроводом посредством газоотводящих каналов осуществляют по мере проведения упомянутых выработок» - указывает, что упомянутое соединение заблаговременно обеспечивают до начала ведения очистных работ в ненарушенных породах кровли подлежащего отработке угольного пласта.The sign - “and the connection of the gas collection manifold with the combined gas pipeline through the gas exhaust channels is carried out as the above-mentioned workings are carried out” - indicates that the said connection is provided in advance before the start of treatment work in the undisturbed rocks of the roof of the coal seam to be mined.
Признак - «для чего в качестве газоотводящих каналов используют сбоечные скважины, каждую из которых бурят из проводимой конвейерной выработки с наклоном в направлении подвигания очистного забоя до пересечения ею газосборного коллектора, расстояние между сбоечными скважинами принимают не менее шага обрушения пород основной кровли пласта» - является новым и благодаря принятым параметрам заложения сбоечных скважин, технологически скомпоновав их с газосборным коллектором до начала ведения очистных работ, обеспечивается возможность снижения аэродинамического сопротивления обрушенных пород на пути движения потока газовоздушной смеси в газосборный коллектор при ведении очистных работ, способствуя тем самым увеличению объема отсасываемой этой смеси из выработанного пространства. Данный признак регламентирует расстояние между сбоечными скважинами, которое обусловлено тем, чтобы приблизить источник разряжения у очистного забоя к периоду максимального газовыделения в момент посадки основной кровли.The sign - “for what purpose drilling holes are used as exhaust gas channels, each of which is drilled from an ongoing conveyor mine with an inclination in the direction of moving the face to the intersection of the gas collector, the distance between the drilling holes is taken no less than the rock collapse of the main roof of the formation” - is new and due to the accepted parameters for laying down drilling wells, technologically linking them with a gas collector before the start of treatment work, it is possible to zheniya caving aerodynamic resistance in the flow path of motion in the gas-air mixture gas gathering manifold at conducting sewage works, thereby increasing the volume of the mixture sucked from the gob. This feature regulates the distance between production wells, which is due to bringing the source of vacuum at the working face closer to the period of maximum gas release at the time of landing of the main roof.
Признак - «причем по мере бурения сбоечных скважин каждую из них оборудуют газоотводящей трубой, верхний конец которой свободно выходит в газосборный коллектор, а нижний конец оснащают запорным элементом, находящимся в положении «закрыто», и соединяют этот конец со сборным газопроводом, прокладываемом в проводимой конвейерной выработке» - предопределяет возможность регулирования процесса разряжения в газосборном коллекторе за счет использования запорных элементов газоотводящих труб в соответствующих положениях в зависимости от расположения устьев сбоечных скважин относительно подвигаемого очистного забоя.The sign - “moreover, as drilling drill holes, each of them is equipped with a gas outlet pipe, the upper end of which freely exits into the gas collection manifold, and the lower end is equipped with a shut-off element in the closed position, and this end is connected to the gas collection pipe laid in conveyor production ”- determines the possibility of regulating the process of rarefaction in the gas collector through the use of locking elements of the exhaust pipes in appropriate positions depending on the size Assumption mouths sboechnyh wells relatively move the stope.
Признак - «затем после подключения газосборного коллектора к дегазационной системе и по мере подвигания очистного забоя позади него регулируют процесс разряжения в газосборном коллекторе после прохода этим очистным забоем устья очередной сбоечной скважины путем установки запорного элемента ее газоотводящей трубы в положении «открыто» с одновременной установкой запорного элемента газоотводящей трубы предыдущей пройденной очистным забоем сбоечной скважины в промежуточное положение с возможностью обеспечения повышенного разряжения в газосборном коллекторе у очередной сбоечной скважины, за счет которого, а также за счет подпора общешахтной депрессии происходит интенсивное принудительное перемещение потока газовоздушной смеси из выработанного пространства в сторону газосборного коллектора с последующим его поступлением по сборному газопроводу в дегазационную систему» - является главным техническим средством для реализации процесса регулирования разряжением в газосборном коллекторе, способствующем приближению источника разряжения к очистному забою и соответственно каптажу метана из выработанного пространства повышенной концентрации, увеличению дебита метана, снижению газообильности выработанного пространства. Кроме того, данный признак позволяет реализовать вследствие физического свойства метана (он легче воздуха) принудительное перемещение его в зону разряжения, что интенсифицирует процесс отсоса газовоздушной смеси из выработанного пространства.The sign - “then, after connecting the gas collector to the degassing system and as the slope moves behind it, the discharge process in the gas collector after passing through the mouth of the next drill hole is controlled by setting the shutoff element of its exhaust pipe in the open position while installing the shutoff element of the exhaust pipe of the previous hole passed through the face of the well to an intermediate position with the possibility of providing increased discharge I’m in the gas collector at the next well borehole, due to which, as well as due to backwater depression, there is an intensive forced movement of the gas-air mixture flow from the worked out space towards the gas collector with its subsequent flow through the gas collection pipeline to the degassing system ”- is the main technical means to implement the process of regulating the discharge in the gas collector, which contributes to the approximation of the source of vacuum to the working face and, accordingly, damming-retarded increased concentration of methane gob, an increase in methane production rate, reducing the gas content gob. In addition, this feature allows you to implement, due to the physical properties of methane (it is lighter than air), its forced movement into the discharge zone, which intensifies the process of suction of the gas-air mixture from the worked out space.
Признак (пункт 2 формулы) - «для исключения подсосов воздуха в газосборный коллектор герметизируют сбоечные скважины после установки в них газоотводящих труб» - необходим, чтобы не повлиять на газовую обстановку в действующих выработках, т.к. в противном случае из-за подсосов воздуха в газоотводящие трубы происходит разжижение отсасываемой газовоздушной смеси, а замещенная воздухом часть газа поступает в исходящую очистного забоя.The sign (
Таким образом, совокупность существенных признаков, характеризующая сущность заявляемого изобретения, позволяет интенсифицировать процесс отсоса газовоздушной смеси из выработанного пространства за счет каптажа газа метана повышенной концентрации.Thus, the set of essential features characterizing the essence of the claimed invention allows to intensify the process of suction of the gas-air mixture from the worked out space due to the capture of methane gas of increased concentration.
Все перечисленные технические эффекты позволяют решить поставленную задачу - повысить эффективность дегазации выработанного пространства за счет повышения концентрации газа метана в отсасываемой из выработанного пространства газовоздушной смеси с одновременным увеличением ее дебита.All these technical effects allow us to solve the problem - to increase the efficiency of degassing of the exhausted space by increasing the concentration of methane gas in the gas-air mixture sucked from the developed space with an increase in its flow rate.
Из изложенного следует, что существенные признаки заявляемого изобретения находятся в причинно-следственной связи с достигаемым техническим результатом и из уровня техники в данной области не очевидны явным образом для специалиста, что характеризует «изобретательский уровень» заявляемого изобретения.It follows from the foregoing that the essential features of the claimed invention are in a causal relationship with the achieved technical result and from the prior art in this field are not explicitly obvious to a specialist, which characterizes the "inventive step" of the claimed invention.
Промышленная применимость заявляемого изобретения обосновывается нижеприведенным описанием изобретения и чертежами к нему.The industrial applicability of the claimed invention is justified by the following description of the invention and the drawings thereto.
Сущность заявляемого способа поясняется чертежами, гдеThe essence of the proposed method is illustrated by drawings, where
- на фиг.1 представлена схема дегазации выработанного пространства очистного забоя при отработке угольного пласта длинными столбами по простиранию, вид в плане;- figure 1 presents a diagram of the degassing of the mined-out space of the face when mining a coal seam with long columns along strike, a plan view;
- на фиг.2 - разрез по А-А фиг.1, схема поступления газовоздушной смеси из выработанного пространства в газосборный коллектор;- figure 2 is a section along aa of figure 1, a diagram of the intake of the gas-air mixture from the exhausted space into the gas collection manifold;
- на фиг.3 - узел I фиг.1 (в увеличенном виде), сбоечная скважина оборудована газоотводящей трубой с запорным элементом, который показан в положении «а» - закрытым, в положении «б» - открытым, и его положению «в» соответствует промежуточное положение.- figure 3 - node I of figure 1 (enlarged), the well is equipped with a gas outlet pipe with a shut-off element, which is shown in position "a" - closed, in position "b" - open, and its position "c" corresponds to an intermediate position.
Способ дегазации выработанного пространства очистного забоя, преимущественно при отработке угольного пласта длинными столбами по простиранию при бесцеликовой схеме их подготовки, осуществляют следующим образом.The method of degassing the worked-out face space, mainly when mining a coal seam with long pillars along strike with an aimless pattern of their preparation, is carried out as follows.
Выемочный столб 1 подготавливают проведением воздухоподающих конвейерной 2 и вентиляционной 3 выработок. Одновременно с подготовкой выемочного столба 1 в породах кровли подлежащего отработке угольного пласта 4 проводят газосборный коллектор 5. Газосборный коллектор 5 представляет собой горную выработку, проведение которой начинают от фланговой выработки 6 и далее продолжают проведение в породах кровли пласта 4 с возможностью ее расположения при отработке пласта 4 за пределами зоны 7 беспорядочного обрушения пород кровли и в непосредственной близости к границе 8 зависания пород кровли пласта 4 в зоне 9 разгрузки этого пласта 4 со стороны конвейерной выработки 2. Проводят горную выработку для газосборного коллектора 5 требуемым сечением, принятым для такого типа выработок, и крепят, например анкерной крепью. По окончании проведения горной выработки ее изолируют перемычками 10 от действующих фланговых выработок 6.The extraction column 1 is prepared by conducting
Причем горную выработку для газосборного коллектора 5 при ее проведении ориентируют выше проводимой конвейерной выработки 2 и с таким расчетом, чтобы расстояние «m» между проекцией 11 продольной оси горной выработки на почву выработанного пространства 12 и границей 13 между проводимой конвейерной выработкой 2 и выработанным пространством 12 не превышало 20 м. Заданный параметр заложения горной выработки обусловлен тем, чтобы не допустить вынос утечками воздуха газа метана в исходящую струю очистного забоя (фиг.1 и 2).Moreover, the mine working for the
По мере проведения горной выработки для газосборного коллектора 5 и конвейерной выработки 2 осуществляют монтаж сборного газопровода 14 в этой проводимой выработке 2. После чего горную выработку соединяют со сборным газопроводом 14 посредством газоотводящих каналов 15 в следующем порядке.As the mine workings for the
В качестве газоотводящих каналов 15 используют сбоечные скважины. Каждую сбоечную скважину бурят из проводимой конвейерной выработки 2 с наклоном в направлении подвигания очистного забоя 16 до пересечения ею проводимого газосборного коллектора 5. Причем расстояние «l» между сбоечными скважинами принимают не менее шага обрушения пород основной кровли пласта исходя из того, что в момент обрушения основной кровли происходит максимальное газовыделение в газосборный коллектор у сбоечной скважины, находящейся вблизи очистного забоя 16.As
По мере бурения сбоечных скважин для газоотводящих каналов 15 каждую из них оборудуют газоотводящей трубой 17, верхний конец которой свободно выходит в проводимый газосборный коллектор 5, а нижний конец оснащают запорным элементом 18, находящимся на момент установки газоотводящей трубы 17 в положении «закрыто», и соединяют этот конец со сборным газопроводом 14, прокладываемым в проводимой конвейерной выработке 2 (фиг.3).As drilling drill holes for the
Причем для исключения подсосов воздуха в газосборный коллектор 5 после установки газоотводящих труб 17 в каждой сбоечной скважине ее герметизируют с помощью герметизаторов 19.Moreover, to exclude air leaks in the
После подготовки выемочного столба 1 проветривание очистного забоя 16 осуществляют подачей свежего воздуха в этот забой 16 за счет общешахтной депрессии по двум оконтуривающим выемочный столб 1 конвейерной 2 и вентиляционной 3 выработкам при прямоточной схеме проветривания с подсвежением исходящей струи и ее отводом по поддерживаемой за очистным забоем 16 конвейерной выработке 2.After preparation of the extraction column 1, the working face 16 is aired by supplying fresh air to this face 16 due to a common shaft depression along two contouring excavation column 1 of
Причем по окончании работ по проведению горной выработки для газосборного коллектора 5 и его соединения посредством сбоечных скважин со сборным газопроводом 14 подключают газосборный коллектор 5 к дегазационной системе.Moreover, upon completion of mining operations for the
По мере подвигания очистного забоя 16 позади него регулируют процесс разряжения в газосборном коллекторе 5 на всем его протяжении. А именно после прохода очистным забоем 16 устья очередной сбоечной скважины устанавливают запорный элемент 18 этой скважины в положение «открыто», а запорный элемент 18 газоотводящей трубы 17 предыдущей пройденной очистным забоем 16 сбоечной скважины устанавливают в «промежуточное положение».As the moving face 16 behind it regulates the process of rarefaction in the
В результате выполнения описанных переключений запорных элементов 18 в газосборном коллекторе 5 у очередной сбоечной скважины создается повышенное разряжение, за счет которого, а также за счет подпора общешахтной депрессии происходит интенсивное принудительное перемещение потока из выработанного пространства 12 в сторону газосборного коллектора 5 (движение газовоздушной смеси показано стрелками на фиг.1).As a result of the described switching of the shut-off
Из газосборного коллектора 5 через сбоечные скважины отсасывают собранный вышеописанным способом газ в сборный газопровод 14, а из него - в дегазационную систему.From the
Для создания более разряженной зоны в газосборном коллекторе 5 вблизи очистного забоя 16 наиболее удаленные от него газоотводящие каналы перекрывают с помощью запорных элементов 18.To create a more rarefied zone in the
Таким образом, использование заявляемого способа позволит интенсифицировать процесс извлечения газа метана из выработанного пространства за счет принудительного его перемещения в газосборный коллектор у очистного забоя, повысить за счет этого концентрацию газа метана в отсасываемой газовоздушной смеси, увеличить его дебит, а также обеспечить безопасные условия ведения горных работ при разработке угольных пластов.Thus, the use of the proposed method will intensify the process of extracting methane gas from the worked out space by forcing it to move to the gas collector near the face, increase due to this the concentration of methane gas in the suction gas-air mixture, increase its flow rate, and also ensure safe mining conditions work in the development of coal seams.
Источники информации, принятые во внимание при составлении описания изобретенияSources of information taken into account when drawing up the description of the invention
1. Авторское свидетельство СССР №947440, кл. E21F 7/00, 1980 г.1. USSR Copyright Certificate No. 947440, cl.
2. Авторское свидетельство СССР №1786274, кл. E21F 7/00, 1988 г.2. USSR copyright certificate No. 1786274, cl.
3. Авторское свидетельство СССР №1421883, кл. E21F 7/00, 1986 г. (прототип).3. Copyright certificate of the USSR No. 1421883, cl.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010122940/03A RU2434139C1 (en) | 2010-06-04 | 2010-06-04 | Degassing method of worked-out area |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010122940/03A RU2434139C1 (en) | 2010-06-04 | 2010-06-04 | Degassing method of worked-out area |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2434139C1 true RU2434139C1 (en) | 2011-11-20 |
Family
ID=45316729
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010122940/03A RU2434139C1 (en) | 2010-06-04 | 2010-06-04 | Degassing method of worked-out area |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2434139C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103557026A (en) * | 2013-10-28 | 2014-02-05 | 煤科集团沈阳研究院有限公司 | Method for removing upper corner gas based on pipe-jacking tunneling device |
| CN112127939A (en) * | 2020-08-28 | 2020-12-25 | 晋城蓝焰煤业股份有限公司 | Gas control method during initial mining period of coal face |
| RU2749707C1 (en) * | 2020-12-14 | 2021-06-16 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский горный университет» | Method for degassing of overworked adjacent seams |
-
2010
- 2010-06-04 RU RU2010122940/03A patent/RU2434139C1/en active
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103557026A (en) * | 2013-10-28 | 2014-02-05 | 煤科集团沈阳研究院有限公司 | Method for removing upper corner gas based on pipe-jacking tunneling device |
| CN103557026B (en) * | 2013-10-28 | 2015-12-30 | 煤科集团沈阳研究院有限公司 | A kind of method solving gas at upper corner based on push pipe mole |
| CN112127939A (en) * | 2020-08-28 | 2020-12-25 | 晋城蓝焰煤业股份有限公司 | Gas control method during initial mining period of coal face |
| CN112127939B (en) * | 2020-08-28 | 2023-12-05 | 晋城蓝焰煤业股份有限公司 | Gas control method for initial mining period of coal face |
| RU2749707C1 (en) * | 2020-12-14 | 2021-06-16 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский горный университет» | Method for degassing of overworked adjacent seams |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8740310B2 (en) | Mining method for co-extraction of non-combustible ore and mine methane | |
| CN104514577B (en) | The method of coal seam large area spontaneous combustion in goaf is hidden in a kind of efficient improvement shallow embedding | |
| WO2018171255A1 (en) | Networked preferential gas migration passage construction and gas diversion drainage method | |
| WO2016112771A1 (en) | Complete non-coal-pillar continuous depressurized mining method for short-distance coal seam group | |
| WO2020113870A1 (en) | Method for cooperatively draining roof separation water and mining coal-measure gas | |
| CN103899350B (en) | Fully mechanized coal face frame carries top coal gas drainage system | |
| WO2015103861A1 (en) | Method for extracting gas by drilling hole in gob-side entry retaining y-type ventilation high-position return airway | |
| RU2333363C1 (en) | Method of monitoring gas emission during mining operations in series of highly gaseous coal seams | |
| CN112228142B (en) | Slow-dip coal seam roadway design and adjacent layer and goaf gas extraction method | |
| CN113803104B (en) | Method for integrally arranging upper mining area buried pipe and downward drilling and extracting full-period gas | |
| CN104727847B (en) | Filled wall is from the gob-side entry retaining method without coal column eliminated | |
| CN109026133B (en) | Extraction method of pressure-relief gas in mining separation zone of super-long working face | |
| CN107503790B (en) | Fast extraction fully mechanized coal face comprehensive gas drainage arranges administering method | |
| RU2434139C1 (en) | Degassing method of worked-out area | |
| RU2487246C1 (en) | Method to degas coal-bearing series | |
| CN104975857A (en) | Full well work area section non-pillar goaf-side-drift-free coal mining method | |
| RU2512049C2 (en) | Gas emission control method at development of coal bed prone to spontaneous ignition | |
| RU2395690C1 (en) | Method for control of gas release from stripped area | |
| RU2360128C1 (en) | Method of degassing of mined-out space | |
| CN104265353A (en) | Method for preventing gas from exceeding limit in early mining period of fully mechanized top-coal caving face of hard roof | |
| RU2382882C1 (en) | Coal-bearing strata degasation method | |
| CN105697054A (en) | Mode of arranging high-gas coal seam high dip tunnel for drawing out gas and gas extraction method | |
| CN113756857B (en) | Fire prevention and extinguishment extraction method for efficiently extracting coal bed gas in multi-layer old goaf on ground | |
| CN115288777A (en) | Comprehensive treatment method for gas on fully mechanized coal mining face | |
| CN113090264B (en) | Horizontal deep borehole CO for hard coal seam and hard rock stratum 2 Fracturing safety roof control method |