Предотвращение внезапных выбросов соли и газа из пород почвы калийных пластов

Предотвращение внезапных выбросов соли и газа из пород почвы калийных пластов Сиренко Ю. Г.

Сиренко Юрий Георгиевич /Sirenko Yury Georgiyevich - кандидат технических наук, доцент, кафедра разработки месторождений полезных ископаемых,

Национальный минерально-сырьевой университет «Горный», г. Санкт-Петербург

Аннотация: рассмотрен вопрос, связанный с исследованием характера восстановления нагрузки на почву лавы позади очистного забоя после выемки верхнего слоя в условиях Третьего горизонта ОАО «Беларусъкалий». Разработаны мероприятия по предотвращению внезапных выбросов соли и газа из пород почвы горных выработок с использованием активных и пассивных способов. Активный способ заключается в бурении дренажных дегазационных скважин в почву горных выработок с последующим ее ослаблением, созданием дополнительной трещиноватости буровзрывными работами (БВР). Из пассивных методов предложены способы с использованием защитных напочвенных щитов, либо с использованием дополнительных секций механизированной крепи сопряжений.

Ключевые слова: ОАО «Беларуськалий», внезапные выбросы, верхний и нижний сильвинитовые слои, калийный пласт, почва, способы предотвращения.

К числу практически мало изученных в настоящее время газодинамических явлений (ГДЯ) относятся внезапные выбросы соли и газа из пород почвы Третьего калийного пласта в выработанном пространстве лав. Впервые внезапный выброс такого типа был зарегистрирован в 1996 году на Первом рудоуправлении ОАО «Беларуськалий» при отработке Третьего калийного горизонта. На сегодняшний день зарегистрировано девять подобных газодинамических явлений.

Впервые на месторождении характер восстановления нагрузки на почву лавы позади отработанного пространства после выемки верхнего слоя изучался при внедрении комбинированной системы отработки Третьего калийного пласта [1]. В этом варианте верхний сильвинитовый слой вначале отрабатывался лавой, а затем с некоторым отставанием - нижние слои камерной системой. Результатами измерений напряжений в междуходовых целиках при выемке нижнего слоя, а также измерениями деформаций этих целиков в процессе очистной выемки было установлено наличие зон пониженных нагрузок в районе бортовых штреков верхней лавы.

Наличие аналогичных зон под отработанным пространством верхней лавы было обнаружено и на других участках шахтного поля при изучении параметров опорного давления по контуру выемочного столба [2]. Результаты этих исследований были затем использованы при выборе способов и мер охраны, а также мест заложения подготовительных выработок при выемке нижнего слоя. Исследования, излагаемые в данной работе, выполнялись по следующим направлениям:

- оценивались результаты предыдущих исследований (по литературным источникам, а также с использованием архивных материалов по интересующей тематике, в том числе инструментальных исследований непосредственно в шахтных условиях) [2].

- проводились аналитические исследования.

В результате аналитических исследований было подтверждено расположение зон разгрузки, в которых наиболее вероятно скопление взрывоопасных газов. С учетом этого были разработаны способы предотвращения внезапных выбросов соли и газа.

Для предотвращения ГДЯ из почвы могут быть использованы активные и пассивные способы. К активным можно отнести: управление горным и газовым давлением с помощью специальных работ, дегазация массива с использованием дренажного бурения, проведение взрывных работ с целью инициирования ГДЯ, из пассивных способов возможно применение различного рода ограждений и щитов, полос или других сооружений из пустых пород - закладки. Применение того или иного способа будет диктоваться конкретными горногеологическими условиями и технико-экономическим обоснованием.

Для дегазации массива подстилающей толщи возможно проведение дренажного бурения в почву с последующим ее ослаблением, созданием дополнительной трещиноватости БВР. При этом будет происходить дегазация подстилающей толщи в месте наибольшего расслоения при разгрузке - середине верхней и нижней лав. Возможно, бурение дополнительных дренажных шпуров в почву диагональных сбоек у конвейерного штрека. Все операции по бурению должны производиться буровыми станками с дистанционным управлением [3].

Из пассивных методов предложены способы с использованием напочвенных щитов, пригруженных породой и установленных за крепью сопряжения, либо с использованием дополнительных секций крепи. При этом они должны перекрывать не менее 6 м2 и находиться на расстоянии не менее 3,5 м от забоя (по результатам аналитических исследований) [4].

Литература

1. Пермяков Р. С., Николаев Ю. Н., Зеленкин В. Н., Губанов В. А. Комбинированная система разработки Третьего калийного пласта на Старобинском месторождении. Горный журнал. - 1981. - № 10. - С. 20-23.

2. Губанов В. А., Поляков А. Л., Щерба В. Я. Исследование характера восстановления нагрузки на почву лавы позади очистного забоя после выемки верхнего слоя в условиях Третьего горизонта ПО «Беларуськалий». Горная механика. - 2002. - № 3-4. - С. 39-44.

3. Сиренко Ю. Г., Зубов В. П., Петраков Д. Г., Господариков А. П. Способ разработки мощных газоносных пластов (варианты). Патент RU № 215001 С17Е21С41/18, Бюл. № 15, 27.05.2000.

4. Петраков Д. Г. Предотвращение внезапных выбросов соли и газа в выработанном пространстве лав. Диссертация на соискание ученой степени к.т.н. С-Пб. 1999.