Общие сведения о газодинамических явлениях в шахте

Газодинамические явления, которые наблюдаются при разработке угольных

месторождений, стоят в ряду наиболее опасных производственных факторов.

Угольный пласт под действием веса вышележащих пород испытывает высокое горное давление, которое на глубине 200-600 м достигает 5-15 т/м².

Заключенный в пласте метан, также подвержен этому давлению, и находится в сжатом состоянии. В отдельных зонах (например, геологические нарушения), где уголь ослаблен, в момент приближения забоя горной выработки, происходит внезапное разрушение краевой части пласта (в той части, которая прилегает к забою). При разрушении угля бурно выделяется метан, который подхватывает угольную массу и выносит ее в выработку, засыпая, а нередко и разрушая крепь, оборудование, коммуникации. Очень большой опасности подвергаются люди, оказавшиеся в зоне выброса и в выработках, по которым движется выброшенное облако метана.

Геодинамические явления разделяются на три вида: Рис.1

1. Внезапное обрушение (высыпание) угля с повышенным газовыделением. При этом газодинамическом явлении в угольном массиве образуется куполообразная полость. Обрушившийся уголь располагается у полости под углом откоса.

2. Внезапное выдавливание угля с повышенным газовыделением. Представляет смещение раздавленного угля в выработку на сравнительно небольшое расстояние, при котором в угольном массиве образуется трещина, заполненная мелким углем.

3. Внезапный выброс угля и газа. Это наиболее сложное по природе и сильное по своему воздействию газодинамическое явление, в результате которого происходит отброс от забоя угля на значительное расстояние - от нескольких десятков до сотен метров. Количество выброшенного угля может быть от нескольких тонн до нескольких тысяч тонн, а метана - от десятков кубических метров до сотен тысяч кубических метров. В пласте в результате выброса образуется грушевидная или кармановидная полость, которая может достигать в длину несколько десятков метров.

Интенсивность внезапного выброса зависит от многих факторов:

· глубины разработки,

· мощности пласта,

· его нарушенности,

· явления газа в пласте и других.

Внезапные выбросы угля и газа наблюдаются только с определенных глубин разработки угольных пластов. С увеличением глубины и мощности пласта число и сила проявлений внезапных выбросов возрастает. В основном внезапные выбросы происходят в зонах тектонических нарушений, где уголь разрушен природными силами, раздроблен иногда до порошкообразного состояния.

Рис.2

Не нарушенная (слоистая, слаботрещиноватая).

При залегании в массиве уголь монолитен и устойчив, не осыпается.

Слоистость и трещиноватость затушеваны. Массив слагается из кусочков угля разнообразной формы. Между кусочками встречается разнообразная мелочь.

Землисто – зернистая. Основная масса состоит из мелких зерен угля, между которыми располагается землистый уголь (угольная мука). Слабоустойчив к механическим воздействиям и склонен к осыпанию.

Землистая. Состоит из тонкоперетертого угля (угольная мука). В массиве не устойчив. Таким образом, чем больше разработки, чем слабее уголь и выше горное давление, тем выше вероятность внезапного выброса.

С углублением и интенсификацией горных работ количество внезапных выбросов возрастает.

Однако, в последние годы, на базе широких научных исследований, разработаны эффективные средства и способы прогнозирования и предупреждения газодинамических явлений для различных горно-геологических условий. Благодаря этому, количество аварий, связанных с выбросами угля и газа, постоянно снижается, не смотря на углубление шахт и рост числа выбросоопасных пластов.

При всем этом, каждый внезапный выброс угля и газа представляет большую опасность для работников.

Для ликвидации последствий аварий требуется длительное время, в течении которого простаивает участок или вся шахта, что влечет значительный материальный ущерб. С целью предупреждения газодинамических явлений применяют комплекс технических, технологических и организационных мероприятий.

Тема 2. Деление пластов на категории опасности по внезапным выбросам.