4. Предварительное увлажнение угольных пластов
4.1. При ведении очистных работ, а также при проведении выработок комбайнами избирательного действия по пластам средней мощности и мощным в соответствии с Правилами безопасности в угольных шахтах должно применяться предварительное увлажнение угля в массиве с целью снижения пылеобразования при ведении горных работ.
4.2. Применение предварительного увлажнения угольного массива считается не целесообразным, если:
- естественная влажность пласта составляет более 8 % по ГОСТ 11014-2001;
пористость угля составляет менее 5 % по ГОСТ 26450.1-85; влагоемкость угля составляет менее 2 % по ГОСТ 26898-86;
снижение коэффициента крепости по М.М. Протодьяконову (по ГОСТ 21153.1-75) и прочности на разрыв (по ГОСТ 21153.3-85) после испытаний образцов горных пород на водоустойчивость (по ГОСТ 26898-86) составляет более 20 %;
при наличии в пласте более 10 % линзовидных включений или породных прослоев крепостью более 5 по шкале Протодьяконова;
запыленность воздуха в исходящем вентиляционном потоке после обеспыливающей завесы менее 150 мг/м3.
Вопрос о целесообразности применения предварительного увлажнения рассматривается после первого этапа ввода в эксплуатацию каждого забоя на основании экспертного заключения в порядке, приведенном в приложении № 6
4.3. При выполнении одного из данных условий, установленных в результате экспертизы технической документации и лабораторных исследований образцов угля и вмещающих горных пород, проведение нагнетания жидкости в пласт считается не целесообразным. Вопрос о возможности ведения горных работ по неувлажненному массиву для каждого забоя решается территориальным органом Ростехнадзора на основании заключения экспертной организации, имеющей в своем составе аккредитованную испытательную лабораторию и списка дополнительных мероприятий по борьбе с пылью, согласованного отраслевым институтом по безопасности.
4.4. На пластах, где предусмотрена предварительная пластовая дегазация, применение увлажнения угля в массиве для снижения пылеобразования не допускается. В этом случае на основании экспертного заключения должны быть предусмотрены дополнительные мероприятия по борьбе с пылью и контролю запыленности воздуха, согласованные с отраслевым институтом по безопасности.
4.5. Технологические схемы и параметры нагнетания жидкости в угольные пласты выбираются на стадии проектирования отработки выемочного участка или проведения подготовительной выработки.
Технологические схемы нагнетания жидкости в угольный массив и параметры увлажнения приведены в таблицах 4.1 и 4.2 и приложении 8.
4.6. Для получения максимального эффекта от предварительного увлажнения угольного массива нагнетание жидкости в пласт необходимо производить в режиме влагонасыщения (не допуская гидроразрыва пласта). Режим влагонасыщения обеспечивается давлением нагнетания жидкости, предельные значения которого для различных марок углей приведены в таблице 4.2.
Таблица 4.1 – Технологические схемы нагнетания жидкости в угольный пласт
№ схемы
|
Краткое описание схемы
|
Длина скважины lскв, м
|
Давление
нагнетания, МПа
|
Расстояние между скважинами L, м
|
Глубина герметизации lг, м
|
Количество жидкости на
одну скважину Qскв, м3
|
Продолжительность
нагнетания Т, ч
|
Схема 1
|
Высоконапорное нагнетание жидкости через скважины, пробуренные из подготовительной выработки (конвейерного или вентиляционного штрека)
|
|
На 10 % менее давления гидроразрыва пласта, определяется по результатам опытного нагнетания
|
L=2lг
|
10-15 м
|
 ;
|
|
Схема 2
|
Высоконапорное нагнетание жидкости через скважины, пробуренные из подготовительных выработок (конвейерного и вентиляционного штреков)
|
|
На 10 % менее давления гидроразрыва пласта, определяется по результатам опытного нагнетания
|
L=2lг
|
10-15 м
|
;
|
|
Схема 3
|
Нагнетание жидкости через скважины, пробуренные из очистного забоя
|
10-30 м
|
На 10 % менее давления гидроразрыва пласта, определяется по результатам опытного нагнетания
|
10-30 м
|
Более 5 м
|
|
|
Схема 4
|
Низконапорное нагнетание жидкости через скважины, пробуренные из подготовительной выработки (конвейерного или вентиляционного штрека)
|
|
1,0-2,0 МПа
|
L=2lг
|
10-15 м
|
|
|
Схема 5
|
Низконапорное нагнетание жидкости через скважины, пробуренные из подготовительных выработок (конвейерного и вентиляционного штреков)
|
|
1,0-2,0 МПа
|
10-30 м
|
10-15 м
|
|
|
Схема 6
|
Заблаговременное увлажнение очистного блока по мере его подготовки. Бурение скважин с вентиляционного или конвейерного штрека в режиме низконапорного нагнетания жидкости (если qн >1 л/мин)
|
|
1,0-2,0
|
L=2lг
|
10-15 м
|
|
|
Схема 7
|
Заблаговременное увлажнение очистного блока по мере его подготовки. Бурение скважин с вентиляционного и конвейерного штрека в режиме низконапорного нагнетания жидкости (если qн >1 л/мин)
|
|
1,0-2,0
|
L=2lг
|
10-15 м
|
|
|
Схема 8
|
Заблаговременное увлажнение очистного блока по мере его подготовки в режиме высоконапорного нагнетания жидкости насосной установкой. Бурение скважин с вентиляционного или конвейерного штрека
|
|
На 10 % менее давления гидроразрыва пласта, определяется по результатам опытного нагнетания
|
L=2lг
|
10-15 м
|
|
|
Схема 9
|
Заблаговременное увлажнение очистного блока по мере его подготовки в режиме высоконапорного нагнетания жидкости насосной установкой. Бурение скважин с вентиляционного и конвейерного штрека
|
|
На 10 % менее давления гидроразрыва пласта, определяется по результатам опытного нагнетания
|
L=2lг
|
10-15 м
|
|
|
Схема 10
|
Нагнетание жидкости в подготовительном забое
|
3-20 м
|
На 10 % менее давления гидроразрыва пласта, определяется по результатам опытного нагнетания
|
Не более 4 м
|
Не менее
1 м
|
 Qс=
|
|
Таблица 4.2 - Предельные значения давлений нагнетания, удельного расходы жидкости в пласты с углями различных марок
Марки углей
|
Выход летучих веществ, %
|
Значения давления нагнетания жидкости, исключающего гидроразрыв пласта, МПа
|
Удельный расход жидкости, л/т
|
А, П/А
|
Менее 9
|
до 30,0
|
Определяется опытным путем
|
Т, ОС, частично К
|
9-20
|
1,5-8,0
|
10-20
|
К, частично Ж
|
20-27
|
1,5-7,0
|
10-20
|
Ж
|
27-35
|
5,0-12,0
|
20-25
|
Г, Д
|
Более 35
|
7,0-13,0
|
20-30
|
4.7. Значения давления воды, принятые по табл. 4.2 уточняются путем опытных нагнетаний.
4.8. Для нарушенных, надработанных и подработанных пластов параметры увлажнения должны корректироваться на стадии экспертизы. Расчет остальных параметров проводится для конкретных технологических схем и его порядок приведен Приложении 8.
4..9. Для повышения эффективности предварительного увлажнения угольного массива необходимо применять добавку смачивателя вне зависимости от принятой схемы нагнетания жидкости в пласт. Выбор типа и определение оптимальной концентрации смачивателя для конкретного угольного пласта осуществляется институтом по безопасности или экспертными организациями, обладающими правом на проведение экспертизы промышленной безопасности, имеющими в своей структуре аккредитованную испытательную лабораторию и обладающими необходимой аттестованной стендовой, лабораторной базой и средствами измерений.
4.10. Работы по увлажнению угольных пластов производят специальные бригады рабочих, в обязанности которых входят: бурение шпуров или скважин, герметизация их, нагнетание воды, монтаж и переноска оборудования. Рабочие должные пройти обучение по специальной программе.
4.11. Перед началом работы необходимо проверить исправность насосной установки, гидрозатворов, забойного водопровода, измерительных приборов путем наружного осмотра и опробования под нагрузкой. Обнаруженные неисправности должны быть немедленно устранены. Необходимо следить за процессом бурения скважин и контролировать их направленность. Перед герметизацией скважины должны быть тщательно очищены от буровой мелочи путем промывки их водой под давлением.
4.12. Нагнетание жидкости в угольный массив производят с оптимальными параметрами, предусмотренными паспортом. В процессе нагнетания жидкости рабочие должны контролировать давление и расход воды. Жидкость, нагнетаемая в угольный массив, не должна проникать между гидрозатвором и стенками скважины. В случае прорыва воды из скважины в соседнюю скважину или на забой нагнетание ее в данную скважину прекращают и насосную установку переключают на следующую скважину.
4.13. Рабочий, выполняющий работы по увлажнению, должен иметь рабочую книжку (приложение № 8), в которую через каждый час записывает количество поданной в скважину жидкости (показания расходомера) и давление нагнетания (показания манометра). В этой книжке фиксируют все остановки насоса и случаи появления воды в выработке, из которой осуществляется увлажнение.
4.14. Периодически, не реже одного раза в месяц, необходимо контролировать соответствие параметров предварительного увлажнения паспортным данным (длины и расположения скважин, глубины их герметизации, давления, темпа и количества нагнетаемой воды).
На участке, силами которого производятся работы по нагнетанию, должен вестись «Журнал контроля и учета работ по нагнетанию воды в пласт» (приложение № 8).
4.15. Каждая высоконапорная насосная установка должна быть снабжена предохранительным клапаном и манометром. Нагнетательные трубопроводы должны выдерживать давление воды, равное 1,25 Рmax (Рmax - максимальное давление воды, установленное для данного забоя); соединения их должны быть герметичными. При обнаружении неисправностей в насосной установке, гидрозатворе и водопроводной арматуре установка должна быть немедленно отключена. При нагнетании воды в угольный пласт необходимо наблюдать за безопасным состоянием забоя и вмещающих боковых пород.
4.16. Запрещается:
ремонтировать водопроводы, находящиеся под давлением;
устанавливать гидрозатвор в скважину и извлекать его из нее под давлением воды;
находиться против устья скважин в процессе нагнетания воды;
находится против устья восстающей скважины при спуске воды и извлечении гидрозатвора;
эксплуатировать водопровод высокого давления при нарушении его герметичности.
4.17. После окончания нагнетания необходимо производить выпуск воды из восстающих скважин диаметром более 45 мм на крутых и крутонаклонных пластах с целью предотвращения ее прорыва при выемке угля.
|
