Внедрение новых технологий в процесс дегазации глубоких угольных шахт

Увеличение глубины угольных месторождений сопровождается ухудшением условий добычи полезного ископаемого. Например, в шахтах Донбасса средняя глубина превышает 700 метров, а на трех десятках шахт уголь извлекают с глубины более 1 км. Кроме того, подавляющее большинство этих шахт относятся к числу опасных по газовой составляющей. Параллельно с увеличением глубины шахты производится удаление участков, добывающих уголь от поверхностных вакуум-насосных станций (ПВНС, — ред.). ПВНС предназначаются для отсасывания газовоздушной смеси метана из шахты на поверхность.

Составляющими компонентами отсасываемой среды, которую имеется возможность изолировать, являются: природный газ-метан, а также смесь метана и воздуха, которая доставляется из выработанного пространства. Следует учитывать тот факт, что особое значение имеет отбор смеси, которая скапливается в пространствах с труднообрушаемой кровлей. Дело в том, что при вероятном обрушении такой кровли будет происходить существенный выброс смеси метана и воздуха в смежные пространства.

Имеет значение также то, что извлечение газовоздушной смеси метана с больших глубин при помощи скважин, устье которых располагается на поверхности, имеет низкую эффективность. Причинами этого является:

  • Специфика скоплений природного газа в горных породах угольных шахт. Выход основной массы метана происходит при разрушении пластов, а также после растрескивания пород.
  • Гидравлический разрыв пласта не позволяет получить массивные области трещин.
  • Сооружение скважин большой глубины представляет собой достаточно капиталоемкий процесс. Кроме того, достаточно сложно следовать проектным данным относительно траектории скважины.

Исходя из этого, можно говорить о наибольшей эффективности удаления газовоздушной смеси после изменения структуры массива пласта, а также появления необходимой трещинноватости горных пород.

Технология, разработанная МакНИИ, предполагает использование двух трубопроводных линий: первая труба соединяется с подземными скважинами, которая заканчивается в куполе обрушения; вторая – используется для непосредственного отведения газовоздушной смеси из выработанного пространства.

На эффективность работы ПВНС влияет в первую очередь протяженность трубопровода. Объясняется это снижением напора. Снизить это воздействие можно следующими способами:

  • замена трубопроводов на трубы с большим диаметром;
  • строительство дополнительных скважин, имеющих более близкое расположение к местам добычи угля;
  • установку ПВДУ – подземных вакуум-насосных дегазационных узлов.

Первый и второй пункты несут в себе значительные капитальные затраты, а также имеют сложные технологические процессы. Даже при условии реализации указанных мероприятий увеличение эффективности ПВНС достигнет значения, превышающего первоначальное не более чем на 40 %.

В шахтах все того же Донбасса в последнее время получили распространение дегазационные установки ПДУ-50М.

На первых этапах внедрения данных агрегатов, они оснащались насосами, обладающими производительностью 50 кубометров в минуту. Для повышения эффективности дегазационных установок был разработан насос НВВП-50, который обеспечивает производительность 75 куб.м в минуту.

Указанная модель насоса прошла неоднократные испытания, в том числе и практические – с 2010 по 2013 годы. Практическое использование данных насосов позволило увеличить производительность установок дегазации до 50 %.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Кроме того, интересно почитать:

Вам понравилась статья? Не хотите пропускать новые? Тогда подпишитесь на RSS или получайте новые статьи мгновенно на электронную почту


Лицензия Creative Commons

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: