RU2814072C1 - Способ прогноза ресурсов шахтного метана на выемочном участке газообильной шахты - Google Patents
Способ прогноза ресурсов шахтного метана на выемочном участке газообильной шахты Download PDFInfo
- Publication number
- RU2814072C1 RU2814072C1 RU2023118250A RU2023118250A RU2814072C1 RU 2814072 C1 RU2814072 C1 RU 2814072C1 RU 2023118250 A RU2023118250 A RU 2023118250A RU 2023118250 A RU2023118250 A RU 2023118250A RU 2814072 C1 RU2814072 C1 RU 2814072C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- coal
- methane
- resources
- content
- mine
- Prior art date
Links
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 172
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 238000000605 extraction Methods 0.000 title abstract description 9
- 239000003245 coal Substances 0.000 claims abstract description 93
- 239000011435 rock Substances 0.000 claims abstract description 26
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 13
- 239000002689 soil Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000007872 degassing Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 claims description 19
- 238000005065 mining Methods 0.000 claims description 18
- 230000003245 working effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 2
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 abstract 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 10
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
Abstract
Изобретение относится к способу прогноза ресурсов шахтного метана на выемочном участке. Техническим результатом является повышение точности определения ресурсов шахтного метана за счет достоверных величин природной и остаточной метаноносности угольных пластов. Способ включает измерение параметров углепородного массива. Также способ включает определение метаноносности пластов угля, дебита каптируемого метана, расхода воздуха и содержания в нем метана. Дополнительно определяют запасы и технологические потери угля на выемочном участке отрабатываемого пласта. Дополнительно устанавливают степень дегазации подверженных разгрузке от горного давления угольных пластов в свите кровли и в почве разрабатываемого пласта. Ресурсы метана на выемочном участке определяют с учетом запасов угля в оконтуренной плоскостями разгрузки свите угленосной толщи произведением запасов угля на сумму разностей природной и остаточной метаноносности соответствующих сближенных угольных пластов в подверженных разгрузке угленосных толщах. Ресурсы метана разрабатываемого пласта определяют по запасам угля и разности между природной метаноносностью пласта и остаточной метаноносностью отбитого угля на выходе из транспортной выработки выемочного участка. Общие ресурсы метана на выемочном участке шахтного поля суммируют как ресурсы разрабатываемого и сближенных угольных пластов и вмещающих угольные пласты газоносных пород. Также учитывают динамику снижения интенсивности метановыделения. Измерение расхода воздуха и содержания в нем метана производят на поступающей в лаву и исходящей из нее струе, на исходящем из выемочного участка потоке воздуха.
Description
Изобретение относится к горному делу, преимущественно к угольной отрасли, и может быть использовано для определения объёмов извлечения и утилизации ресурсов метана в угольных шахтах.
Известен способ прогноза ресурсов шахтного метана на горных отводах угольных шахт, включающий определение метаноносности пластов угля в угленосной свите, запасов угля в ней, измерение метаноносности угля с глубиной от зоны газового выветривания пород, расчёт ресурсов метана по запасам угля и метаноносности угольных пластов [Проблемы разработки метаноносных пластов в Кузнецком угольном бассейне/Ю.Н.Малышев, Ю.Л.Худин и др. - М.: Изд. Академия горных наук, 1997. – 463 с. (С.125-129, 139-146)].
Недостатком этого способа является то, что ресурсы метана определяют для всего шахтного поля, хотя только часть их может быть извлечена в разгружаемых от горного давления зонах при разработке угольного пласта.
Известен способ прогноза ресурсов шахтного метана, включающий определение запасов угля в свите, метаноносности угля с глубиной от зоны газового выветривания и ресурсов метана по запасам угля и метаноносности угольных пластов [Геотехнологические проблемы разработки опасных по газу и пыли угольных пластов /А.Д.Рубан, Г.С.Забурдяев, В.С.Забурдяев; Институт проблем комплексного освоения недр РАН. - М.: Наука, 2007. - 279с. (стр. 244-247)].
К недостаткам способа относится то, что содержащиеся в угленосных свитах ресурсы метана в пределах шахтного поля нереально извлечь, поскольку метан из угольных пластов выделяется на выемочных участках при разгрузке их от горного давления в процессе очистных работ.
Наиболее близким способом прогноза ресурсов шахтного метана является способ, включающий определение метаноносности пластов угля в угленосной свите, запасов угля в ней, изменение метаноносности угля с глубиной от зоны газового выветривания пород, установление углов разгрузки пород кровли и почвы при выемке разрабатываемого пласта, определение ресурсов метана по запасам угля, метаноносности угольных пластов и динамике снижения метанообильности [Оценка ресурсов и объемов извлечения метана при подземной разработке угольных месторождений России / А.Д.Рубан, В.С.Забурдяев и Г.С.Забурдяев. М.: Институт проблем комплексного освоения недр РАН, 2005. - 152с. (стр. 6-14, 41-42, 230)(прототип)].
Недостатком данного способа является низкая точность определения ресурсов метана на выемочном участке из-за того, что ресурсы метана определяют путем перемножения запасов угля на среднюю метаноносность угля в свите.
Технической задачей изобретения является повышение точности определения ресурсов шахтного метана за счет достоверных величин природной и остаточной метаноносности угольных пластов в свите под действием их естественной дегазации в процессе ведения очистных работ на конкретном выемочном участке шахтного поля, подвергаемого разгрузке от горного давления.
Поставленная цель достигается тем, что в способе прогноза ресурсов шахтного метана на выемочном участке, включающем определение параметров углепородного массива, метаноносности пластов угля, дебита каптируемого метана, расхода воздуха на участке и содержания в нем метана, дополнительно определяют запасы и технологические потери угля на выемочном участке пласта, измеряют интенсивность метановыделения в выработки во время разрушения угля комбайном и фоновое его выделение из обнаженных поверхностей пласта и выработанного пространства, ресурсы метана определяют по объемам его выделения в выработки и дегазационные сети участка за время ведения на нем очистных работ, при этом фоновое выделение метана устанавливают в промежутках между очередными хронометражными интервалами работы комбайна по разрушению угля, показаниям датчиков концентрации метана и расхода воздуха.
Способ осуществляют следующим образом.
На участке шахтного поля, включающем свиту угольных пластов выше и ниже разрабатываемого пласта, определяют параметры углепородного массива, метаноносность пластов угля, дебит каптируемого метана, расход воздуха на участке и содержание в нем метана. Природную метаноносность угольных пластов находят экспериментально или по зависимостям изменения ее с глубиной от зоны газового выветривания угленосных пород, либо прямым определением в шахте. При этом согласно нормативному документу устанавливают углы разгрузки пород кровли и почвы от боковых участковых выработок при отработке разрабатываемого пласта. Определяют запасы и технологические потери угля на выемочном участке.
Запасы и технологические потери угля, метаноносность угольных пластов, дебит каптируемого метана, расход воздуха на участке и содержание в нем метана определяют известными (стандартными) методами, согласно действующим нормативным документам.
Технологические потери угля слагают из составляемых его целиков под стволы, реки, железные дороги, между выемочными участками и пр.
Для определения реальных ресурсов шахтного метана, выделяющегося в пределах выемочного участка, помимо природной метаноносности пластов угля дополнительно устанавливают степень дегазации подверженных разгрузке от горного давления угольных пластов в свите как в кровле, так и в почве разрабатываемого пласта. Выполняют этот вид операции инструментально путем отбора на участке проб угля керногазоотборниками с последующим определением содержания метана в отобранном угольном керне и пересчетом его на одну тонну сухой беззольной массы. Либо используют метод на основе фактической зависимости степени дегазации угольных пластов в свите, подверженных разгрузке от горного давления в процессе очистной выемки угля отрабатываемого пласта. Эта зависимость включает степень дегазации призабойной зоны от разрабатываемого угольного пласта, предельные зоны и степень разгрузки сближенных пластов угля междупластья в кровле и почве разрабатываемого пласта в течение времени его отработки на выемочном участке.
Предельные зоны разгрузки пород кровли и почвы устанавливают экспериментально, например, по интенсивности метановыделения из сближенных пластов угля в дегазационные или специально пробуренные скважины.
Опытными работами установлено, что при интенсивной отработке пологих пластов угля при скорости движения очистного забоя 10-15 м/сут на пластах мощностью 3-3,5 м зоны предельной разгрузки пород кровли составляют 100-110 м, а почвы - 40-45 м. При выемке угольного пласта мощностью 2-2,2 м эти зоны составляют соответственно 100 м и 40 м. Углы разгрузки пород кровли и почвы в пределах выемочного участка принимают в соответствии с положениями «Инструкции по дегазации угольных шахт» (2012 г.), геологическим составом пород кровли и почвы отрабатываемого пласта.
Ресурсы метана на выемочном участке определяют с учетом запасов угля в оконтуренной плоскостями разгрузки свите угленосной толщи произведением запасов угля на сумму разностей природной и остаточной метаноносности соответствующих сближенных угольных пластов в подверженных разгрузке угленосных толщах, а ресурсы метана разрабатываемого пласта – по запасам угля и разности между природной метаноносностью пласта и остаточной метаноносностью отбитого угля на выходе из транспортной выработки выемочного участка.
Общие ресурсы метана на выемочном участке шахтного поля суммируют как ресурсы разрабатываемого и сближенных угольных пластов и вмещающих угольные пласты газоносных пород. При этом учитывают динамику снижения интенсивности метановыделения, которую устанавливают по опытным данным. Ресурсы свободного метана в породах принимают в размере 10-15% ресурсов метана разрабатываемого угольного пласта в пределах выемочного участка, либо отбирают керны и затем устанавливают содержание свободного метана в тонне газоносных пород и в объеме обрушенных пород.
Измерение расхода воздуха и содержания в нем метана производят на поступающей в лаву и исходящей из нее струе, на исходящем из выемочного участка потоке воздуха. При этом устанавливают интенсивность метановыделения в пунктах наблюдений за газовым состоянием рудничной атмосферы на выемочном участке, объемах добычи угля.
В пределах горного отвода шахты за весь срок ее работы общие ресурсы шахтного метана слагают из ресурсов отдельных выемочных участков по всем отрабатываемым пластам в угленосной свите.
Внедрение способа позволит повысить точность определения реальных ресурсов шахтного метана на выемочном участке и в целом на горном отводе шахты за весь срок ее работы.
Claims (1)
- Способ прогноза ресурсов шахтного метана на выемочном участке, включающий измерение параметров углепородного массива, определение метаноносности пластов угля, дебита каптируемого метана, расхода воздуха и содержания в нем метана, отличающийся тем, что дополнительно определяют запасы и технологические потери угля на выемочном участке отрабатываемого пласта, дополнительно устанавливают степень дегазации подверженных разгрузке от горного давления угольных пластов в свите кровли и в почве разрабатываемого пласта, ресурсы метана на выемочном участке определяют с учетом запасов угля в оконтуренной плоскостями разгрузки свите угленосной толщи произведением запасов угля на сумму разностей природной и остаточной метаноносности соответствующих сближенных угольных пластов в подверженных разгрузке угленосных толщах, а ресурсы метана разрабатываемого пласта – по запасам угля и разности между природной метаноносностью пласта и остаточной метаноносностью отбитого угля на выходе из транспортной выработки выемочного участка, общие ресурсы метана на выемочном участке шахтного поля суммируют как ресурсы разрабатываемого и сближенных угольных пластов и вмещающих угольные пласты газоносных пород, при этом учитывают динамику снижения интенсивности метановыделения, при этом измерение расхода воздуха и содержания в нем метана производят на поступающей в лаву и исходящей из нее струе, на исходящем из выемочного участка потоке воздуха.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2814072C1 true RU2814072C1 (ru) | 2024-02-21 |
Family
ID=
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU941620A1 (ru) * | 1980-06-04 | 1982-07-07 | Государственный Макеевский Ордена Октябрьской Революции Научно-Исследовательский Институт По Безопасности Работ В Горной Промышленности | Способ прогноза выбросоопасности призабойной части угольного пласта |
SU1719659A1 (ru) * | 1989-11-14 | 1992-03-15 | Государственный Макеевский Научно-Исследовательский Институт По Безопасности Работ В Горной Промышленности | Способ прогноза метанообильности выемочных участков угольных шахт |
RU2211334C2 (ru) * | 2001-07-09 | 2003-08-27 | Институт угля и углехимии СО РАН | Способ прогноза газообильности выемочных участков угольных шахт |
CN102691522A (zh) * | 2012-05-31 | 2012-09-26 | 中煤科工集团重庆研究院 | 一种工作面突出危险动态预测图形成方法 |
RU2604533C2 (ru) * | 2015-04-02 | 2016-12-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки ИНСТИТУТ ПРОБЛЕМ КОМПЛЕКСНОГО ОСВОЕНИЯ НЕДР РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК (ИПКОН РАН) | Способ прогноза ресурсов угольного метана на участке ликвидируемой шахты |
RU2730470C1 (ru) * | 2019-06-20 | 2020-08-24 | Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение Науки Институт Проблем Комплексного Освоения Недр Им. Академика Н.В. Мельникова Российской Академии Наук (Ипкон Ран) | Способ прогноза интенсивности выделения метана из отбитого в забое угля |
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU941620A1 (ru) * | 1980-06-04 | 1982-07-07 | Государственный Макеевский Ордена Октябрьской Революции Научно-Исследовательский Институт По Безопасности Работ В Горной Промышленности | Способ прогноза выбросоопасности призабойной части угольного пласта |
SU1719659A1 (ru) * | 1989-11-14 | 1992-03-15 | Государственный Макеевский Научно-Исследовательский Институт По Безопасности Работ В Горной Промышленности | Способ прогноза метанообильности выемочных участков угольных шахт |
RU2211334C2 (ru) * | 2001-07-09 | 2003-08-27 | Институт угля и углехимии СО РАН | Способ прогноза газообильности выемочных участков угольных шахт |
CN102691522A (zh) * | 2012-05-31 | 2012-09-26 | 中煤科工集团重庆研究院 | 一种工作面突出危险动态预测图形成方法 |
RU2604533C2 (ru) * | 2015-04-02 | 2016-12-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки ИНСТИТУТ ПРОБЛЕМ КОМПЛЕКСНОГО ОСВОЕНИЯ НЕДР РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК (ИПКОН РАН) | Способ прогноза ресурсов угольного метана на участке ликвидируемой шахты |
RU2730470C1 (ru) * | 2019-06-20 | 2020-08-24 | Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение Науки Институт Проблем Комплексного Освоения Недр Им. Академика Н.В. Мельникова Российской Академии Наук (Ипкон Ран) | Способ прогноза интенсивности выделения метана из отбитого в забое угля |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Petlovanyi et al. | The influence of geology and ore deposit occurrence conditions on dilution indicators of extracted reserves | |
Si et al. | Monitoring and modelling of gas dynamics in multi-level longwall top coal caving of ultra-thick coal seams, part I: Borehole measurements and a conceptual model for gas emission zones | |
RU2604533C2 (ru) | Способ прогноза ресурсов угольного метана на участке ликвидируемой шахты | |
RU2453704C1 (ru) | Способ определения метаноносности угольного пласта | |
CN114017106A (zh) | 一种矸石井下邻位注浆充填能力计算方法 | |
Chistyakov et al. | Investigation of the geomechanical processes while mining thick ore deposits by room systems with backfill of worked-out area | |
RU2814072C1 (ru) | Способ прогноза ресурсов шахтного метана на выемочном участке газообильной шахты | |
Akpanbayeva et al. | Assessing a natural field of rock mass stress by means of in-situ measurements within Vostochnaya Sary-Oba deposit in Kazakhstan. | |
RU2811143C1 (ru) | Способ определения ресурсов шахтного метана на выемочном участке | |
Creedy | Methane emissions from coal related sources in Britain: Development of a methodology | |
RU2814374C1 (ru) | Способ дегазации угольного пласта | |
Tailakov et al. | Monitoring of physical condition changes in strata boreholes during coal mining | |
RU2813009C1 (ru) | Способ прогноза метанообильности очистной выработки | |
Matsui et al. | Drivage of a new incline with a roadheader at Ombilin Coal Mine, Indonesia | |
Tang et al. | Rapid co-extraction of coal and coalbed methane techniques: a case study in Zhangji coal mine, China | |
Younger | Impacts of mining on physical hydrogeology | |
Raimzhanov et al. | MINING SYSTEMS WITH SHRINKAGE STOPING AND THE FORMATION OF ARTIFICIAL PILLARS TO SUPPORT UNSTABLE ROCKS OF VEIN DEPOSITS | |
Gajos et al. | Experience and practical aspects of utilizing a shrinkage method of extraction at “Kazimierz-Juliusz” coal mine in Sosnowiec | |
RU2807283C1 (ru) | Способ дегазации выемочного угольного поля | |
RU2762170C1 (ru) | Способ разработки тонких и маломощных крутопадающих рудных тел | |
EA199900086A2 (ru) | Способ комбинированной разработки месторождений р.б.юна | |
RU2700854C1 (ru) | Способ определения выбросоопасности в очистных выработках при отработке угольных пластов с труднообрушаемыми кровлями | |
SU972141A1 (ru) | Способ прогноза выбросоопасных зон | |
ANDREIKO et al. | GAS CONTENT AND GAS-DYNAMIC CHARACTERISTICS POTASH STRATUM VI IN BELARUSKALI’S MINE 2 | |
Prykhodchenko et al. | Determining integral permeability of undermined coal rock mass in closed mines |