Полостей и торпедирование угольного массива

Скважины, пробуренные из очистных и подготовительных забоев, предназначены для дегазации призабойной части пласта при свободном истечении газа. Для повышения эффективности дегазирующего действия они бурятся увеличенного диаметра с таким расчетом, чтобы образовалась разгруженная зона, позволяющая увеличить радиус дегазирующего влияния скважины. Поэтому скважины, пробуренные из очистных и подготовительных забоев, по существу являются разгрузочно-дегазационными скважинами.

Особенность работы разгрузочно-дегазационных скважин в призабойной области, где действуют технологические условия выбросоопасности, заключается в том, что скважины пересекают зоны с различным напряженным состоянием и, следовательно, с различной газопроницаемостью, поэтому газовыделение по длине скважин неравномерно. Основным условием применения разгрузочных дегазационных скважин является их расположение на расстоянии друг от друга, не превышающем радиуса эффективного влияния одной скважины, чтобы в плоскости пласта была образована непрерывная обработанная призабойная зона пласта. Разгружающее и дегазирующее влияние скважин проявляется не сразу, но достаточно быстро, чтобы к началу выполнения технологического цикла угольный массив оказался обработанным.

По механизму воздействия на призабойную часть угольного массива образования опережающих полостей относятся к разгрузочно-дегазационным скважинам, хотя технология бурения скважин и образования полостей различна. Полости применяются только в подготовительных забоях по технологическим соображениям. Полости, также как и скважины, пересекают разгруженную зону угольного пласта, затем зону максимальных напряжений и внедряются в угольный массив, где напряженное состояние снижается до уровня природных напряжений.

Торпедирование является способом рыхления угольного массива впереди забоев очистных и подготовительных выработок взрывными работами. Целью торпедирования являются нарушение природной структуры пласта энергией взрыва, изменение напряженно-деформированного состояния и, как следствие этого, изменение газовой обстановки. После торпедирования уголь в забое может выниматься одним из известных способов: выемочной или проходческой машиной, отбойным молотком, буровзрывным способом. В настоящее время торпедирование имеет ограниченное применение.

Локальная разгрузка призабойной части угольного массива в целях предотвращения формирования выбросоопасной ситуации непосредственно перед выполнением технологического цикла может осуществляться путем образования разгружающих щелей во вмещающих породах или в угольном пласте. Щели должны располагаться на участке между забоем и зоной максимальных напряжений, поэтому глубина обработки пласта, как правило, равна ширине одного-двух технологических циклов с учетом неснижаемого опережения.

Назначением щелей является управляемое изменение напряженно-деформированного состояния, физико-механичес-ких свойств и газовой динамики призабойной части пласта путем регулирования скорости образования щели. Равномерность изменения перечисленных факторов обеспечивается непрерывностью обработки призабойной зоны. Сущность механизма воздействия разгружающих щелей заключается в высвобождении потенциальной энергии, которая реализуется в упругих деформациях пласта и пород в процессе образования щели.

На принципе образования разгрузочных щелей применяются следующие практические способы:

− образование щелей в породах кровли или почвы;

− образование щелей в угольном массиве.

В боковых породах щели образуются при проведении подготовительных выработок. Для этой цели используется либо исполнительный орган проходческого комбайна, либо специальная щеленарезная машина. При этом расстояние между щелью и пластом должно быть не больше того расстояния, которое обеспечивает разгрузку призабойной части пласта на заданную глубину. В угольном массиве щель образуется в очистных выработках при помощи врубовой машины перед выемкой угля комбайном.

Основным преимуществом борьбы с внезапными выбросами при помощи разгрузочных щелей является технологичность этого способа, включение работ по предотвращению выбросов в технологический цикл.