Региональные способы предотвращения внезапных выбросов предназначены

Внезапные выбросы угля и газа

Автор: Бобровников В. Н.
Источник: Конспект лекций по предмету Безопасность жизнедеятельности ВГИ СПГГИ(ТУ) 2002–2003 учебный год, преподаватель Бобровников В. Н.

Внезапные выбросы – это быстропротекающий процесс разрушения горного массива, сопровождающийся отбросом угля и усиленным газовыделением. Обычно внезапные выбросы появляются при глубине разработки 200–300 метров, с ростом интенсивности с увеличением глубины разработки, мощности и угла падения пласта. Воркутинское месторождение считается опасным по выбросам при давлении в скважинах не менее 10 атмосфер.

Пласты подразделяются на:

• выбрасоопасные;
• угрожаемые;
• не выбрасоопасные.

К выбрасоопасным относят пласты в пределах шахтного поля ниже вентштрека того горизонта, на котором имели место случаи выброса. При системе отработки длинными столбами по восстанию (падению), пласт считается опасным до 100 метров выше отметки места выброса.

Угрожаемый – пласт имеющий общую границу с опасным пластом по простиранию.

Согласно эмпирической теории выброса, внезапный выброс происходит в две фазы:

• Подготовительная: под воздействием горного давления возникают колебания колебания напряжённого состояния горных пород и угольного пласта (т. к. породы и пласт состоят из пачек различной крепости). Чем менее однороден пласт, тем более скачкообразен переход от одного состояния к другому. Происходит нарушение равновесия между свободным газом и газом, находящемся в угле в связанном состоянии.
• Собственно выброс. При полёте частиц раздробленного угля, из них также выделяется газ, что ведёт к дальнейшему дроблению, при чём образуется тончайшая пыль.

Признаки внезапного выброса:

• уменьшение прочности угля;
• выдавливание угля из забоя;
• отскакивание кусков угля, шелушение забоя;
• появление пылевого облака;
• резкое повышение газовыделения;
• усиление давления на крепь;
• зажим буровых штанг;
• выброс штыба и газа при бурении скважин;
• гул в массиве.

1. Региональный. Основан на определении свойств керновых образцов угля. Определяется выбросоопасность месторождений и пластов на стадии геологоразведочных работ. Необходим для составления проектов новых шахт.
2. Локальный. Определяется выбросоопасность в пределах шахтного поля для установления критических глубин с которых происходят выбросы. Проводятся перед вскрытием пластов стволами, квершлагами и другими выработками.
3. Текущий. Для выявления выбросоопасных зон в очистных, подготовительных и нарезных выработках. Основан на изучении скорости газовыделения из шпуров, крепости угля в массиве, давления газа, сейсмоакустических свойств пласта.

В результате прогноза выделяются опасные и угрожаемые зоны, наносятся на планы работ, что позволяет разработать планы предупреждения, организовать контроль.

При подходе забоя к предполагаемому нарушению на расстояние не менее 25-и метров прогноз ведётся через каждые 4–5 метров. По максимальным значениям замера, по номограмме данного бассейна оценивается опасность пласта. Если забой вошёл в опасную зону, то необходимо применение специальных профилактических мер. При выходе из опасной зоны и отходе на 25 метров, прогноз прекращается. В лаве контрольные шпуры бурят через каждые 10 метров и зона считается опасной, если хотябы в одном из них скорость газовыделения достигает 5-и л/мин, а размер опасной зоны ограничивается соседними шпурами, где скорость менее 5-и л/мин.

Содержание спецпроекта на отработку выбросоопасных пластов:

• прогноз выбросоопасности пластов;
• предусмотрена опережающая отработка защитного пласта;
• порядок вскрытия и отработки;
• способы предотвращения выбросов и контроль их применения;
• мероприятия обеспечения безопасности рабочих.

Требования к технологии ведения подготовительных и очистных работ:

• должен быть составлен комплекс мер по борьбе с выбросами;
• разработка незащищённых пластов – столбовыми системами;
• предусматривает заложение полевых выработок не менее 5-и метров от пласта;
• должны выделяться спец. смены для выполнения подготовительных работ;
• при угле падения более 10-и градусов – выработки проводятся сверху вниз, с применением всех противовыбросовых мероприятий;
• в защищённых зонах допускается проведение выработок снизу вверх, с соблюдением всех правил;
• выемка угля – узкозахватными комбайнами;
• управление кровлей – полным обрушением или полной закладкой (допускаются другие способы по спецю согласованию).

.

Способы борьбы с выбросами:

• опережающая отработка защитных пластов (несклонных к выбросам);
• межпластовая дегазация;
• бурение опережающих скважин;
• гидровымыв;
• торпедирование;
• выбуривание щелей.

Наиболее безопасной по внезапным выбросам являются системы разработки длинными столбами, которые обеспечивают:

• заблаговременное обнаружение нарушений;
• дегазация краевых частей лавы;
• рассредоточие рабочих в очисных и подготовительных выработках;
• при отработке пластов от границ число выбросов уменьшается.

Меры безопасности, при работах по борьбе с выбросами:

1. При гидровымыве. Выработка крепится и затягивается до груди забоя, допускается отставание не более шага крепи. Отставание вентиляционных труб не более пяти метров. Комбайн отгоняется на расстояние не менее 15-и метров. Перед началом гидровымыва все механизмы отключаются, устанавливается огораживающий щит. Во время гидровымыва запрещаются все работы, связанные с ним (подтягивание гаек, заглядывание в вымытые полости). Вымыв считается эффективным, если содержание метана в исходящей струе снизилось до уровня перед началом вымыва и соблюдены все проектные показатели. Перед началом вымыва горный мастер замеряет содержание метана через каждые 100 метров, проверяет наличие средств пожаротушения, работу резервного вентилятора.
2. Нагнетание. Допускаются только опытные рабочие; При нагнетании следить за состоянием забоя, нельзя находиться вблизи оного; гидрозатвор крепится к первой раме цепями; запрещены отклонения от паспорта.

ПБ при сотрясательном взрывании (цель сотрясательного взрывания – спровоцировать выбросы породы, угля, газа).

Взрывание ведётся согласно специальной инструкции, прилагаемой к паспорту БВР. В ней предусмотрено:

• проверка всех вентиляторных устройств;
• вывод людей на расстояние не менее 1000 метров;
• проверка диспетчером (по телефону) постов;
• предупреждение стволовых;
• замер газа;
• взрывание ведёт мастер-взрывник в присутствии лица надзора;
• отключается электроэнергия в прилегающих выработках;
• выработка обмывается на расстояние 20 метров;
• устанавливаются завесы, заслоны;
• забой осматривается не ранее, чем через 30 минут после взрыва.

Оказание первой помощи:

• Немедленно эвакуировать пострадавшего с аварийного участка на свежую струю, используя все сподручные средства;
• Доставив, немедленно известить диспетчера, оказать первую помощь. По возможности эту помощь следует оказать во время движения;
• При отравлении газами – вынести на свежую струю, укладывают, делают искусственное дыхание.

Источник

Региональные способы предотвращения внезапных выбросов предназначены

ИНСТРУКЦИЯ
ПО БЕЗОПАСНОМУ ВЕДЕНИЮ ГОРНЫХ РАБОТ НА ПЛАСТАХ,
ОПАСНЫХ ПО ВНЕЗАПНЫМ ВЫБРОСАМ УГЛЯ, ПОРОДЫ И ГАЗА

Приложение к разделу 5 главы II
«ПРАВИЛ БЕЗОПАСНОСТИ В УГОЛЬНЫХ И СЛАНЦЕВЫХ ШАХТАХ»

РАЗРАБОТАНА Минуглепромом СССР и Госгортехнадзором СССР

УТВЕРЖДЕНА Минуглепромом СССР и Госгортехнадзором СССР 18 апреля 1989 г.

СОГЛАСОВАНА с ЦК профсоюза рабочих угольной промышленности 15 октября 1987 г.

Раздел 1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Газодинамические явления

1.1.1. Газодинамические явления происходят при ведении работ в забоях горных выработок газоносных пластов (пород) и представляют собой быстропротекающее разрушение призабойной части угольного или породного массива, сопровождающееся отбросом или смещением угля (породы) в горную выработку и повышенным газовыделением.

К газодинамическим явлениям относятся: внезапные выбросы угля и газа (внезапные выдавливания), обрушения (высыпания) угля с попутным газовыделением, внезапные выбросы породы и газа.

1.1.2. Положения настоящей Инструкции распространяются на внезапные выбросы угля и газа (внезапные выдавливания), внезапные выбросы породы и газа.

Внезапные выбросы угля и газа

1.1.3. Внезапный выброс угля и газа представляет собой сложное газодинамическое явление, протекающее в несколько стадий:

накопление и перераспределение потенциальной энергии упругих деформаций угольного пласта и вмещающих пород, переход угольного пласта в призабойной части в предельно напряженное состояние, повышение трещиноватости, понижение прочности угля и повышение количества свободного газа (подготовительная стадия);

быстрое разрушение напряженной призабойной части пласта, сопровождающееся трещинообразованием, дроблением угля, интенсивной десорбцией метана, приводящей к увеличению энергии свободного газа;

лавинно развивающееся разрушение угольного массива под действием горного и газового давления;

вынос разрушенного угля в потоке расширяющегося газа;

прекращение процесса разрушения угольного массива и постепенное уменьшение газовыделения.

1.1.4. Внезапному выбросу угля и газа могут предшествовать предупредительные признаки: выдавливание или высыпание угля из забоя, удары и трески различной силы и частоты в массиве; отскакивание кусочков угля и шелушение забоя, уменьшение прочности угля, резкое увеличение газовыделения в выработку, зажатие бурового инструмента, выброс штыба и газа при бурении шпуров (скважин).

1.1.5. Отличительными признаками внезапного выброса угля и газа являются:

а) отброс угля от забоя на расстояние, превышающее протяженность возможного размещения его под углом естественного откоса;

б) образование в угольном массиве полости;

в) смещение угля в выработку;

г) повышенное по сравнению с обычным выделение газа в горную выработку, при котором относительное газовыделение больше разности между природной газоносностью пласта и остаточной газоносностью выброшенного угля.

1.1.6. Дополнительными признаками внезапных выбросов угля и газа могут быть: повреждение и отброс оборудования, наличие тонкой угольной пыли на откосе выброшенного угля и на крепи.

1.1.7. Внезапные выбросы угля и газа подразделяются на:

1) выбросы угля и газа, происшедшие впервые на пластах, ранее считавшихся невыбросоопасными;

2) выбросы угля и газа, происшедшие на выбросоопасных пластах, на которых паспортом предусмотрено применение прогноза или способов предотвращения выбросов;

3) выбросы угля, происшедшие при производстве сотрясательного взрывания;

4) выбросы угля и газа, происшедшие при выемке угля механизмами с дистанционным управлением без прогноза и способов предотвращения выбросов; 5) внезапные выдавливания угля с повышенным газовыделением.

Внезапные выбросы породы и газа

1.1.8. Внезапный выброс породы и газа представляет собой газодинамическое явление, возникающее в газоносных породах и характеризующееся быстроразвивающимся разрушением массива с отбросом породы и выделением газа.

1.1.9. Отличительными признаками выброса породы и газа являются:

а) образование в массиве полости, оконтуренной породой, расслоившейся на тонкие чешуеобразные пластинки;

б) отброс породы от забоя и дробление значительной ее части до размеров крупнозернистого песка;

в) повышенное выделение газа в выработку.

1.2. Разделение шахтопластов на категории опасности
по внезапным выбросам угля, породы и газа

1.2.1. Шахтопласты подразделяют на выбросоопасные, угрожаемые и невыбросоопасные. В отдельных случаях выделяют особо выбросоопасные шахтопласты или участки.

1.2.2. К выбросоопасным относят пласты в пределах шахтного поля, на которых произошли внезапные выбросы угля, породы и газа, или выбросоопасность которых установлена текущим прогнозом. Для условий Донецкого бассейна при выявлении на пласте опасной зоны выбросоопасность пласта уточняется экспертной оценкой МакНИИ.

К угрожаемым относят пласты в пределах шахтного поля с глубин, определенных в соответствии с п. 2.1.3.

1.2.3. При этажном способе подготовки шахтного поля шахтопласт считают выбросоопасным ниже отметки вентиляционного штрека того горизонта, на котором произошел первый выброс угля и газа, или выбросоопасность которого установлена прогнозом и экспертной оценкой. Если первый выброс или опасная зона имели место на отметке вентиляционного штрека, границу перевода шахтопласта в категорию выбросоопасных переносят на 100 м по восстанию.

При панельном или погоризонтном способах подготовки шахтопласт считают выбросоопасным с изогипсы, проходящей на расстоянии 100 м по пласту выше отметки первого выброса угля и газа или опасной зоны, установленной прогнозом или экспертной оценкой.

1.2.4. К особо выбросоопасным относят шахтопласты или участки: в зонах активных по выбросам тектонических нарушений; в зонах повышенного горного давления (ПГД), осложненных геологическими нарушениями; при переходе створов с краевыми частями целиков или остановленных забоев; на пластах с незащищенной нижней частью этажа.

1.2.5. Перечень и порядок отработки особо выбросоопасных шахтопластов или участков, выбросоопасных, угрожаемых, защитных шахтопластов, выбросоопасных пород, переход створов, необходимость применения методов прогноза или способов предотвращения выбросов, а также места заложения рассечных печей (гезенков) на крутом падении ежегодно до утверждения планов развития горных работ определяет комиссия под председательством технического директора производственного объединения (главного инженера, комбината, треста) в составе представителей управления округа Госгортехнадзора, МакНИИ (ВостНИИ), ВНИМИ, бассейнового технологического института и утверждает совместным приказом производственного объединения и управления округа Госгортехнадзора.

При разработке мероприятий по безопасному ведению работ необходимо предусматривать максимальное использование региональных способов предотвращения выбросов.

1.3. Порядок применения комплекса мер для безопасной разработки
выбросоопасных и угрожаемых шахтопластов

1.3.1. Для безопасной разработки выбросоопасных и угрожаемых угольных пластов предусматривают следующие меры:

а) прогноз выбросоопасности;

б) опережающую разработку защитных пластов;

в) систему разработки и технологию в очистных и подготовительных забоях, снижающих вероятность возникновения внезапных выбросов угля и газа;

г) способы предотвращения внезапных выбросов угля и газа и контроль их эффективности;

д) мероприятия по обеспечению безопасности работающих.

Разработку выбросоопасных пластов необходимо осуществлять в соответствии с «Технологическими схемами разработки пластов, опасных по внезапным выбросам угля и газа».

1.3.2. Прогноз выбросоопасности пластов должны применять в порядке, предусмотренном разделом 2.

1.3.3. Вскрытие пластов, а также очистные и подготовительные работы в пределах защищенных зон производят без применения прогноза выбросоопасности и способов предотвращения внезапных выбросов угля, породы и газа, а взрывные работы ведут в режиме, предусмотренном для сверхкатегорных по газу шахт.

1.3.4. Незащищенные выбросоопасные угольные шахтопласты должны отрабатываться с применением прогноза и способов предотвращения внезапных выбросов.

Региональные способы предназначены для заблаговременной обработки угольного массива впереди очистных и подготовительных забоев.

К региональным способам относятся: опережающая отработка защитных пластов, дегазация угольных пластов, увлажнение угольных пластов.

Перечень пластов (участков), где должны применяться региональные способы предотвращения внезапных выбросов, определяют ВНИМИ и МакНИИ (ВостНИИ) на стадии составления проектов строительства шахт (горизонтов), а на действующих шахтах — ежегодно при подготовке годовых программ горных работ.

Локальные способы предназначены для приведения призабойной части угольного массива в невыбросоопасное состояние, их осуществляют со стороны очистных или подготовительных забоев.

К локальным способам относятся: низконапорное увлажнение угольного пласта, гидрорыхление, гидроотжим пласта, бурение опережающих скважин, гидровымывание опережающих полостей, образование разгрузочных пазов и щелей, торпедирование угольного массива.

Во всех случаях применения региональных и локальных способов предотвращения внезапных выбросов угля и газа необходимо осуществлять контроль их эффективности.

1.3.5. При разработке незащищенных выбросоопасных угольных шахтопластов должны применяться следующие мероприятия по обеспечению безопасности работающих: производство взрывных работ в режиме сотрясательного взрывания; схемы вентиляции, обеспечивающие устойчивое проветривание забоев с подсвежением исходящей из очистного забоя струи воздуха; регламентацию последовательности выполнения технологических процессов и способов предотвращения внезапных выбросов угля и газа при работе в опасных зонах; организацию телеметрического контроля за содержанием метана в очистных и подготовительных забоях, в том числе при сотрясательном взрывании в угольных и смешанных забоях; устройство индивидуального и групповых отводов сжатого воздуха, переносных спасательных пунктов; телефонную связь; дистанционное управление машинами и механизмами.

Для особо выбросоопасных шахтопластов и участков технический директор производственного объединения по согласованию с МакНИИ (ВостНИИ) определяет комплекс мер в соответствии с п. 1.3.1, а также дополнительные мероприятия (устанавливается скорость подвигания очистных и подготовительных забоев, технологические перерывы между производственными процессами, максимальная глубина ниш). Контроль продолжительности технологического перерыва между производственными процессами при струговой выемке угля обеспечивается аппаратурой АКМ с телеметрической регистрацией.

Горные работы в зонах влияния геологических нарушений на пологих выбросоопасных пластах Донбасса осуществляют в соответствии с рекомендациями, изложенными в приложении 1.

1.4. Общая организация работ по борьбе с внезапными
выбросами угля, породы и газа

1.4.1. Техническую политику и руководство работами по борьбе с внезапными выбросами угля, породы и газа осуществляют по схеме: Главное научно-техническое управление Минуглепрома — технические директора (главные инженеры) производственных объединений (комбинатов, трестов) — главные инженеры шахт (шахтоуправлений).

1.4.2. В технической дирекции производственных объединений, шахты которых разрабатывают выбросоопасные или угрожаемые пласты, работы по борьбе с внезапными выбросами организует главный горняк по борьбе с выбросами в соответствии с «Типовым положением о главном горняке по борьбе с выбросами угля, породы и газа», а в шахтостроительных комбинатах (трестах) — лица, назначенные приказом по комбинату (тресту).

На шахтах ведение прогноза и контроль эффективности противовыбросных мероприятий осуществляют специальные службы (группы), которые подчиняются непосредственно главному инженеру шахты.

За службой прогноза приказом по шахте закрепляется геолог. На должность руководителя службы по прогнозу (заместителя начальника участка ВТБ по прогнозу и контролю за газодинамическими явлениями) назначается лицо с высшим горно-техническим образованием со стажем подземной работы не менее двух лет на шахтах, разрабатывающих пласты с применением прогноза или способов предотвращения выбросов, прошедшее обучение по специальной программе МакНИИ (ВостНИИ).

1.4.3. Способы предотвращения внезапных выбросов угля, породы и газа должны выполнять участки профилактических работ по технике безопасности или же эксплуатационные и подготовительные участки, согласно приказу по шахте.

Прогноз выбросоопасности угольных пластов, контроль параметров способов предотвращения внезапных выбросов и оценку их эффективности должны осуществлять горные мастера по прогнозу выбросоопасности и контролю эффективности способов предотвращения выбросов. Численность горных мастеров по прогнозу на шахте устанавливают на основании хронометражных наблюдений.

При производстве горнопроходческих работ силами шахтостроительных (шахтопроходческих) управлений на действующих (реконструируемых) шахтах, на участках, которые соединены с выработками действующей шахты, прогноз выбросоопасности пластов и контроль эффективности применения способов предотвращения внезапных выбросов осуществляет служба действующих шахт.

Результаты прогноза выбросоопасности по начальной скорости газовыделения и контроля эффективности способов предотвращения внезапных выбросов отмечают на доске, установленной у забоев выработок с указанием даты, смены, фамилии горного мастера, данных прогноза и контроля эффективности, безопасной глубины выемки и привязки забоя на момент выполнения прогноза или контроля эффективности к пикетному знаку.

Планшет (эскиз) подвигания очистных и подготовительных работ с привязкой их к маркшейдерскому знаку в масштабе 1:200 с нанесением геометрических параметров прогноза, способов предотвращения внезапных выбросов угля и газа с контролем их эффективности, установки сейсмоприемников, зоны сотрясательного взрывания должен вестись на эксплуатационных, подготовительных участках и службой (группой прогноза). На планшет (эскиз) наносят положение забоя: на эксплуатационных (подготовительных) участках — на начало каждой смены, на службе (группе) прогноза — после выполнения прогноза или способов предотвращения выбросов с контролем их эффективности.

Служба (группа) прогноза шахты ежесменно согласовывает безопасную глубину выемки в очистных и подготовительных забоях по данным текущего прогноза выбросоопасности или контроля эффективности способов предотвращения внезапных выбросов.

Ответственность за обеспечение безопасных условий труда при разработке выбросоопасных угольных пластов возлагается на главного инженера шахты (шахтостроительного управления).

1.4.4. Порядок проведения работ по созданию и внедрению новых методов прогноза выбросоопасности пластов и способов предотвращения внезапных выбросов угля, породы и газа, а также оформление документации определен в приложении 2.

Источник