Многие, забывают, что проведение почти любой выработки — это всегда в определенной степени разведка пласта и вмещающих пород, так как более половины всех мелких геологических нарушений (с амплитудой менее 10 м), к сожалению, вскрываются только при проходке выработок. Наблюдения и контроль за структурой и поведением пласта нужны не только геологу и маркшейдеру для нанесения на планы горных работ, а в первую очередь тем, кто работает в забое.
При разработке метаноносных пластов существует высокий риск возникновения аварии в результате неполноты информации об изменении природной метаноносности угля в пласте впереди забоя горных выработок и во вмещающих породах; при отсутствии приборного контроля выделения метана из различных источников и формирования взрывоопасной концентрации метановоздушной смеси в различных частях подземного пространства.
В настоящее время природная метаноносность устанавливается геологами для шахтопласта или его части по результатам замеров метана в угле из разведочных скважин. При этом отсутствует прогноз локальных изменений метаноносности угля, несмотря на то, что многие ученые на практике это установили. Неравномерность накопления метана в угле также доказали внезапные выбросы метана и угля, суфлярное и повышенное выделение метана.
Распространено мнение, что природная метаноносность в пласте изменяется незначительно, но увеличивается с глубиной. Однако результаты замеров природной метаноносности показывают, что на одинаковой глубине залегания пласта угля как природная метаноносность, так и давление газа в угле могут существенно отличаться.
Анализ шахтных замеров показал, что усредненную природную метаноносность пласта, полученную геологами по разведочным скважинам, нельзя использовать для проектирования вентиляции и разработки способов дегазации и предотвращения внезапных выбросов газа в подземное пространство. Нужен научно обоснованный прогноз изменения метаноносности по площади распространения пласта, оснований на природных закономерностях торфоотложения, изучении физико-химических условий преобразования исходного материала.
Пласт угля - это геологическое тело, параметры которого дают представление только об его распространении. По мощности угольные пласты являются многослойными образованиями, состоящими из переслаивания углей различных ингредиентов и породных прослойков. По простиранию и по падению пласта характеристика угольного вещества неодинакова и сохраняет многообразие геолого-генетических условий и физико-химических процессов, происходивших во время торфонакопления и углеобразования. В комплексе это многообразие предопределило неравномерность распределения метана в пластах угля. Для прогнозирования участков пласта с аномальной метаноносностью необходимо знать закономерности формирования пластов. Метаноносность зависит от восстановленности органического вещества, наличия глинистых включений и степени метаморфизма угля.
Прогнозирование горно-геологических условий, возможных осложнений и принятия без перестраховки соответствующих мер по безопасности можно, без преувеличения, отнести к элементам горного искусства, которым должны владеть все специалисты, осуществляющие надзор и контроль за ведением горных работ на шахте.
Неудовлетворительное управление кровлей. Проведение неплановых и ненужных выработок с последующей их изоляцией без погашения. В этом случае скопление метана происходит в выработанном, но не обрушившемся пространстве очистных забоев. Некоторые руководители и ИТР шахт недооценивают скрытые, неконтролируемые скопления метана в куполах, завале за механизированной крепью лавы, в изолированной, но не погашенной выработке, на основании того, что метан всегда есть в выработанном пространстве. Нельзя считать изоляцией тесовую или органную перемычку, например, в тупиковой части вентиляционного или конвейерного штреков лавы, и, тем более, профилактической мерой против попадания метана в действующие выработки участка.
Неудовлетворительная изоляция выработанного пространства, наличие пустот, больших утечек воздуха неоднократно являлись причинами самовозгорания угля и взрывов метана с приостановкой горных работ на длительное время в целом по шахте. Такие крупные аварии, в том числе с человеческими жертвами, имели место на шахтах “Байдаевская”, “Томская” ПО - “Южкузбассуголь”, им. 50-летия Октябрьской революции ПО “Караганда-уголь”, “Юбилейная” ПО “Гидроуголь”, “Воркутинская”, им. Бажанова в Донбассе.
Нарушение проветривания тупиковых забоев в результате остановки вентилятора местного проветривания, разрыва вентиляционных труб, пережатия и несвоевременного их наращивания в призабойном пространстве. По этой причине были взрывы на шахтах “Инская”, “Тайбинская”, “Чертинская” (Кузбасс).
Низкие скорости движения воздуха по выработке. В результате недостаточной турбулентности воздушной струи образуются слоевые скопления метана высокой концентрации, загазирование куполов, “кутков”, тупиков и других слабо обдуваемых участков выработок (забоев). Согласно исследованиям, около половины вспышек и взрывов метана в подготовительных выработках прямо или косвенно связано с наличием слоевых скоплений метана. Из-за недостаточного проветривания (скорости струи воздуха) возникает скопление метана высокой концентрации в местах воздействия исполнительного органа проходческих и добычных комбайнов на угольный массив.
Интенсивное выделение метана в процессе после производства взрывных работ из отбитого угля, обнаженного массива, груди забоя и бортов выработки. Замерять концентрацию метана и определять кратковременное загазирование после взрывных работ через 3-5 минут можно с помощью специальной аппаратуры с дистанционным набором проб воздуха над отбитым углем в забое выработки. При загазировании и нарушении требований ПБ при взрывных работах неоднократно происходили загорания, вспышки и взрывы метана от высокотемпературных продуктов взрыва или выгорания ВВ. Такие аварии имели место на шахтах “Западная”, “Чертинская”, “Тайбинская”.
Внезапные выбросы угля и газа, суфлярные выделения метана. На шахтах Кузнецкого бассейна аналогичные загазирования выработок участка, крыла, горизонта неоднократно произошли при вскрытии пластов квершлагами, сотрясательном взрывании, когда все люди из шахты выведены и электроэнергия отключена. Из практики известны случаи взрывов метана во время или после внезапных выбросов, в том числе спровоцированных выбросов и ликвидации их последствий (шахта “Первомайская” в Кузбассе).
Отсутствие на шахтах дегазации. Только средствами вентиляции обеспечить концентрацию метана в шахтной атмосфере в пределах допустимых норм на некоторых шахтах невозможно. Дегазационные станции на подавляющем большинстве газовых шахт при строительстве проектом не предусматривается, а когда в них появляется необходимость быстро построить их невозможно. Дегазация с поверхности через скважины осуществляется не постоянно с одинаковой эффективностью, имеет место несвоевременное бурение новых скважин, высока аварийность с оборудованием и электроснабжением (взрыв на шахтах “Октябрьская”, “Комсомолец” в Кузбассе, “Сокурская” в Караганде).
Скачать реферат