СПОСОБ ПРОГНОЗА РЕСУРСОВ УГОЛЬНОГО МЕТАНА НА УЧАСТКЕ ЛИКВИДИРУЕМОЙ ШАХТЫ
METHOD FOR PREDICTION OF COAL METHANE RESOURCES AT AREA OF ABANDONED MINE

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для определения реально доступных для извлечения и утилизации ресурсов метана в ликвидируемых угольных шахтах после прекращения работ по добыче угля на оставленном очистном участке.
Известен способ прогноза ресурсов угольного метана на угольных шахтах, предусмотренных планом работы отрасли по закрытию неперспективных шахт, включающий определение метаноносности угольных пластов в углепородном массиве, измерение интенсивности метановыделения в участковые выработки и расчет ресурсов метана (Забурдяев B.C. Метан закрываемых шахт: ресурсы, объемы извлечения и использования / Горный информационно-аналитический бюллетень, 2004. - №8. - С. 322-324).
Недостатком этого способа является то, что ресурсы метана определяют по данным метановыделения в выработки закрываемой шахты по истечении некоторого времени после остановки работ по добыче угля и естественной дегазации источников метановыделения, включая угольные пласты и вентилируемые выработанные пространства шахты.
Известен другой способ прогноза ресурсов метана закрываемых угольных шахт, включающий определение метаноносности пластов угля и ее изменение с глубиной, измерение интенсивности метановыделения в выработки остановленного участка и накопление метана в выработанном пространстве остановленного участка (Методические основы проектирования дегазации на действующих и ликвидируемых шахтах / B.C. Забурдяев, А.Д. Рубан, Г.С. Забурдяев и др. - М.: ННЦ ГП-ИГД им. А.А. Скочинского, 2002. - 316 с. (Стр. 226-230, 249)).
Недостатком этого способа прогноза ресурсов угольного метана является его ориентирование на опытные данные изменения интенсивности метановыделения в выработки остановленного участка без учета расположения пластов угля в подработанной и надработанной очистным забоем толщах пород, метаноносности угольных пластов и их дегазации в процессе разгрузки от горного давления.
Наиболее близким способом прогноза ресурсов угольного метана на участке ликвидируемой шахты является способ, включающий определение метаноносности угольных пластов в углепородном массиве, углов их разгрузки, измерение интенсивности метановыделения в участковые выработки, установление темпа его снижения во времени после остановки работ по добыче угля и определение ресурсов угольного метана по его накоплению в выработанном пространстве участка (Оценка ресурсов и объемов извлечения метана при подземной разработке угольных месторождений России / А.Д. Рубан, В.С. Забурдяев и Г.С. Забурдяев. М.: Институт проблем комплексного освоения недр РАН, 2005. - 152 с. (Стр. 118-132, 137)).
Недостатки этого способа состоят в том, что в нем не учитывают предельные зоны подработки и надработки углепородных толщ и остаточную метаноносность угольных пластов в зонах их разгрузки, влияющих на объемы выделения метана на участке и на точность определения ресурсов угольного метана на участке ликвидируемой шахты.
Целью изобретения является повышение точности определения ресурсов угольного метана на участке ликвидируемой шахты за счет установления предельных зон подработки и надработки угольных пластов, остаточной метаноносности подвергаемых разгрузке угольных пластов в угленосной толще пород и времени стабилизации содержания метана в выработанном пространстве остановленного участка из-за практического прекращения потоков метана из угольных пластов.
Согласно изобретению поставленная цель достигается тем, что в способе прогноза ресурсов угольного метана на участке ликвидируемой шахты, включающем определение метаноносности угольных пластов в углепородном массиве, углов его разгрузки очистным забоем, измерение интенсивности метановыделения в участковые выработки и установление темпа его снижения во времени после остановки работ по добыче угля, на остановленном участке в зонах подработки и надработки угольных пластов дополнительно определяют природную и остаточную в них метаноносность, устанавливают углы разгрузки углесодержащих в кровле и почве пород от линии очистного забоя на период остановки работ по добыче угля, при этом ресурсы метана определяют в разгруженных зонах произведением запасов угля, заключенного в соответствующих зонах участка тремя плоскостями разгрузки углепородного массива, на сумму разностей природной и остаточной метаноносности соответствующих пластов угля в угленосной свите.
Способ прогноза ресурсов угольного метана на участке ликвидируемой шахты осуществляют следующим образом.
На последнем выемочном участке запланированной к ликвидации угольной шахты устанавливают запасы угля, метаноносность угольных пластов и пород в подрабатываемой и надрабатываемой толщах углесодержащих свит, измеряют во времени объемы добываемого угля и интенсивность метановыделения в выработки участка до прекращения работ по добыче угля, определяют динамику снижения упомянутых показателей и продолжают измерять интенсивность метановыделения в выработки на остановленном участке и в его дегазационную сеть, если таковая имеется и продолжает функционировать. При этом дополнительно определяют предельные зоны подработки и надработки угольных пластов и остаточную в них метаноносность, используя методы отбора проб угля и метана керногазонаборниками или зависимости динамики снижения метановыделения в дегазационные скважины, либо показатели снижения деформаций угля сближенных пластов с течением времени по функционирующей маркшейдерской реперной системе.
Кроме установления углов разгрузки пород кровли и почвы от оконтуривающих участок боковых выработок дополнительно определяют углы их разгрузки от линии остановленного очистного забоя, что позволяет установить контуры разгружаемых от горного давления угленосных пород, заключенных в объеме внутри трех плоскостей разгрузки массива как в кровле, так и трех плоскостей в почве угольного пласта, работы по выемке угля на котором прекращены. В оконтуренных плоскостями разгрузки объемах углесодержащих пород кровли и почвы определяют запасы угля в подверженных разгрузке угольных пластах, их природную и остаточную метаноносность, которые используют для подсчета ресурсов метана на остановленном участке путем произведения запасов угля соответствующих угольных пластов на разность их природной и остаточной метаноносности. При этом к полученным результатам метаноугольных ресурсов прибавляют ресурсы свободного метана, заключенного в газоносных породах кровли и почвы пласта, объемы которого устанавливают по метаноносности пород, находящихся в разгруженном от горного давления углепородном массиве внутри плоскостей разгрузки.
Общие ресурсы метана на участке ликвидируемой шахты определяют как сумму ресурсов соответствующих сближенных метаноносных угольных пластов и газоносных пород с учетом степени дегазации пластов угля на удаленных от остановленного очистного забоя расстояниях, которую устанавливают опытным путем по ранее выявленным зависимостям.
Временным показателем, определяющим прекращение потоков метана на участке ликвидируемой шахты, является стабилизация содержания метана в выработанном пространстве ликвидируемого участка при фактическом среднем давлении рудничной атмосферы в его выработках.
Внедрение способа позволит повысить точность определения ресурсов метана на остановленном участке ликвидируемой шахты и выявить возможность или целесообразность извлечения и утилизации таких ресурсов метана.