Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Геомеханическое обоснование и организация работы высокопроизводительного добычного участка с учетом газового фактора

ВАК РФ 25.00.20, Геомеханика, разрушение пород взрывом, рудничная аэрогазодинамика и горная теплофизика

Автореферат диссертации по теме "Геомеханическое обоснование и организация работы высокопроизводительного добычного участка с учетом газового фактора"

На правах рукописи

ГЕНДОН Анжелика Леонидовна

УДК 622 411 332 533 17 622 272

ГЕОМЕХАНИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ И ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОТЫ ВЫСОКОПРОИЗВОДИТЕЛЬНОГО ДОБЫЧНОГО УЧАСТКА С УЧЕТОМ ГАЗОВОГО ФАКТОРА (НА ПРИМЕРЕ ШАХТ ОАО "ВОРКУТАУГОЛЬ")

Специальность

25 00 20 - «Геомеханика, разрушение горных пород, рудничная аэрогазодинамика и горная теплофизика»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

□0315Э210

Москва 2007

003159210

Работа выполнена в Федеральном государственном унитарном предприятии «Национальный научный центр горного производства - Институт горного дела им А А Скочинского» (ФГУП «ННЦ ГП - ИГД им А А Скочинского»)

Научный руководитель — Доктор технических наук A.B. ДЖИГРИН

Официальные оппоненты Профессор, доктор технических наук С.Е. ЧИРКОВ Кандидат технических наук О.И. КАЗАНИН

Ведущая организация - ОАО «Воркутауголь»

Защита диссертации состоится 24 октября 2007 г в 10 00 часов на заседании диссертационного совета Д 222%4 02 в Федеральном государственном унитарном предприятии ФГУП «Национальный научный центр горного производства -Институт горного дела им А А Скочинского»

по адресу 140004, Московская обл , г Люберцы, Октябрьский пр , 411

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке

ФГУП «Национальный научный центр горного производства -

Институт горного дела им А А Скочинского»

Автореферат разослан 24 сентября 2007 г

Ученый секретарь диссертационного совета, профессор, доктор технических наук

И. Г. ИЩУК

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Реструктуризация угольной промышленности, которая существенно отражается на всех, и особенно северных регионах России, привела к закрытию убыточных предприятий и целесообразности приобретения оставшихся частными владельцами, пытающимися повысить их рентабельность, как путем изменения цен и экономии средств, так и на основе повышения эффективности производства

Внедрение передовых технологий добычи, организации основного производства и вспомогательных систем жизнеобеспечения встречает определенные технические и социальные трудности, связанные со спецификой эксплуатируемых месторождений, а также желанием владельцев в короткие сроки получить максимум прибыли

Наиболее сложным является процесс перестройки организации производства при добыче угля подземным способом, хроническое отставание которого от открытого наблюдается длительный период

Ставшее типичным объяснение данной ситуации сложными горногеологическими и климатическими условиями добычи угля в России, отчасти справедливое при сравнении с США, не может быть признано объективным при сравнении показателей при добыче угля в Германии (Рурский бассейн и его аналог — Донецкий в России), а также в Польше (Силезский бассейн с горногеологическими условиями сходными с Печорским бассейном) На угольных шахтах Германии и Польши средний уровень суточной добычи из очистного з1-боя в 5-10 раз выше, а аварийность и травматизм в 5-10 раз ниже, чем на российских, при тех же способах добычи угля, проходки выработок и доставки полезного ископаемого

В настоящее время на шахтах Воркуты осуществляется этап инвестиционного развития, связанного с вложением средств в новые технологии компанией «Северсталь», с целью повышения качества добываемой продукции и снижения затрат на ее производство Разработан уникальный проект реорганизации шахтного фонда и обогатительных фабрик, технического перевооружения и организации производства, рационального использования ресурсов и повышения технической и экологической безопасности

Подобные технологические изменения ставят целый ряд проблем в сфере организации производства, связанных с изменением геомеханических, газодинамических и гидродинамических процессов в горном массиве при увеличении скорости подвигания забоев, что повлечет за собой изменение горно-физической обстановки в выработках добычных участков Проблема газового режима выработок, ранее достаточно хорошо изученная, вновь становится актуальной и определяющей безопасность, а, следовательно, эффективность новой схемы ведения работ

Цель работы. Обеспечение эффективной и безопасной добычи угля при существенном увеличении производительности очистных забоев

Идея работы. Рациональное использование природного газа (метана), при одновременном обеспечении безопасности работ с учетом интенсивного подви-гания очистных забоев и изменения геомеханической и газодинамической ситуации в окружающим угольный пласт массиве

Основные задачи исследований:

• исследование технологических процессов в лавах при повышенной газоносности массива и резком увеличении нагрузок на забой,

• изучение геомеханических процессов в выработанном пространстве выемочных участков,

• выбор рациональных способов управления газовым режимом выработок и организации работ на выемочных участках,

• выбор рациональной схемы организации работ при дегазации массива и ис-пользованйи каптированного газа,

• оценка экономической эффективности рациональных схем организации производства и роли газовой составляющей при повышении нагрузок на очистные забои

Защищаемые научные положения.

1 Внедрение инновационных технологий добычи угля на шахтах ОАО «Ворку-тауголь» сопряжено с существенным, в 3-10 раз, увеличением скорости подвигания очистных забоев, изменением напряженно-деформированного состояния массива и газодинамических процессов в зоне влияния горных работ, существенным изменением газовыделения в выработки добычных участков и необходимостью совершенствования организации добычи угля с предварительной интенсивной дегазацией массива

2 На основе решения численным методом задачи о напряженно деформируемом состоянии горного массива в окрестностях очистной выработки установлено, что в пределах 500-600 м от лавы в выработанном пространстве утечки воздуха не будут существенно зависеть от скорости подвигания забоя, в то время как интенсивность поступления газа из окружающего выработанное пространство массива при увеличении скорости подвигания существенно снижается, равно как и общее его количество, поступающее в близлежащую к очистному забою зону, определяющую газовый режим выработок добычных участков

3 Рациональной организацией добычи угля на шахтах ОАО «Воркутауголь» при внедрении инновационных технологий является дегазация разгруженного массива горных пород в пределах выемочного участка с использованием каптированного газа для энерго- и теплоснабжения самого предприятия и бытовых нужд, обеспечивающая повышение безопасности и эффективности ведения горных работ, при одновременном комплексном использовании минерально-сырьевых и энергетических ресурсов месторождения

Научная новизна работы состоит в установлении закономерности изменения напряженно-деформированного состояния и газодинамических процессов в горном массиве в зависимости от скорости подвигания очистного забоя и характеристик вмещающих угольный пласт пород

Методы исследований В работе использован комплексный метод исследований, включающий систематизацию и критический анализ литературных данных, аналитические методы решения задач, экспериментально-статистический метод с применением математической статистики, математическое и физическое моделирование процессов, натурные наблюдения и эксперименты

Достоверность результатов исследований подтверждается корректностью постановки задач исследования, значительным объемом результатов анализа физических данных (многолетние наблюдения на четырех шахтах в нескольких десятках лав), корректным применением апробированных математических методов, моделированием на физических и математических имитационных моделях и удовлетворительной сходимостью результатов контрольных прогнозов с натурными данными

Практическая значимость работы.

• установлен механизм формирования геомеханического процесса состояния горного массива на выемочных участках шахт,

• оценено влияние скорости подвигания очистных забоев на газодинамику вмещающего угольный пласт массива и газовыделения из него в выработанное пространство,

• определены рациональные технологические схемы интенсификации добычи угля на шахтах ОАО «Воркутауголь»,

• предложены системы извлечения и рационального использования метана при совершенствовании организации производства на угольных шахтах

Апробация работы. Основное содержание работы и отдельные ее положения докладывались на научных семинарах ННЦ ГП ИГД им А А Скочинского (2007 г), Санкт-Петербургского государственного горного института (технического университета) им Г В Плеханова (2006-2007 гг), а также на 5-ой Межрегиональной научно-практической конференции «Освоение минеральных ресурсов Севера проблемы и решения» 11-13 апреля 2007 г, Воркутинского горного института филиала СПбГГИ (ТУ), г Воркута (2007)

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 6 научных работ, в том числе 1 - в ведущих рецензируемых научных журналах, входящих в перечень ВАК

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, 4-х глав и заключения, содержит ^jL иллюстраций, З? таблиц, — приложений и список литературы из 72источников

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Проблемам отработки высокогазоносных пластов Воркутского месторождения посвящены исследования Ю А Спиридонова, В К Рыбкина, В И Экгардта, Р А Азимова, Ю В Шувалова, А К Логинова и др

Общей теоретической базой работы послужили труды ученых, занимавшихся проблемой влияния скорости подвигания очистного забоя на характер и параметры обрушения кровли и газодинамические процессы в выработанном пространстве - В П Белова, А П Бобылева, Н М Дудкина, В Т Давидянца, К И Иванова, А М Илыптейна, В И Куликова, Ю Н Кузнецова, А К Коврижина, В И Науменко, Д Т Стелдинга и др

Основные результаты работы отражены в следующих защищаемых положениях

I. Внедрение инновационных технологий добычи угля на шахтах ОАО «Воркутауголь» сопряжено с существенным, в 3-10 раз, увеличением скорости подвигания очистных забоев, изменением напряженно-деформированного состояния массива и газодинамических процессов в зоне влияния горных работ, существенным изменением газовыделения в выработки добычных участков и необходимостью совершенствования организации добычи угля с предварительной интенсивной дегазацией массива.

В топливном балансе России среди углей, добываемых подземным способом, доля Воркуты составляет около 10%, коксующихся около 9%

Угольные пласты Воркутского месторождения характеризуются высокой природной метаноносностью с линейной зависимостью роста метанообильности с глубиной до уровня -700 м и с последующим асимптотическим уменьшением градиента

Основные пласты всех разрабатываемых месторождений бассейна имеют сравнительно благоприятное залегание и достаточно выдержанную мощность, что явилось основанием для фактически полной комплексной механизации проходки и очистной выемки

На всех шахтах применялись системы разработки длинными столбами с повторным использованием конвейерных выработок, с прямоточной схемой проветривания и подсвежением исходящей струи Выемочные столбы нарезали по простиранию, падению и диагонально Горные работы вели на глубинах 6001000 м

Выбытие неперспективных шахт привело к существенному улучшению работы очистных и подготовительных забоев Так, общая длина проводимых горных выработок, в том числе вскрывающих и подготавливающих, уменьшилась, соответственно, в 1,49 и 1,44 раза, а общая длина поддерживаемых и перекрепленных, соответственно, в 1,22 и 5,2 раза

Увеличение длины забоев на шахтах сопровождалось повышением нагрузки на забой и производительности труда, чему дополнительно способствовало переоснащение очистных забоев механизированными комплексами нового тех-

нического уровня Величина нагрузки на забой и производительность труда в ОАО "Воркутауголь" в период с 1994 по 2002 год возросли соответственно в 1,34 и 1,1 раза, достигнув максимальных величин 1471 т/сут и 70,4 т/мес в 2001 году

Одной из объективно существующих причин ограничения производительности очистных забоев является фактор вентиляции Сегодняшние вентиляционные сети, их протяженность и состояние обусловливают крайне неэффективное использование подаваемого в шахту воздуха К основным объектам проветривания — очистным и подготовительным работам подается лишь 30-35% общего объема воздуха Производительность очистных забоев по фактору вентиляции по пластам Тройной, Мощный и Четвертый вдвое, а по Пятому практически втрое ниже технических возможностей оборудования

Выработанное пространство, примыкающее к очистным забоям, является наиболее опасным объектом во всем объеме шахтных выработок по условиям возникновения и поддержания аварийного состояния при пожарах и взрывах газа и пыли

По данным исследований для всех схем проветривания выемочных участков характерны закономерности изменения содержания кислорода и метана в выработанном пространстве, имеющие вид экспонент с плавным снижением первого и повышением второго на расстоянии до 150-200 м от забоя Для условий выемочных участков Печорского бассейна с обособленным разбавлением газа, выдачей исходящей струи на выработанное пространство, при нисходящем направлении движения струи воздуха по лаве и прямоточном проветривании, начальные участки кривых изменения содержания кислорода и метана (до 300 м от забоя) имеют почти линейный характер в пределах от 21 до 7% 02 (18% в 50 м) и от 1 до 20 % СН4 (5% в 25 м, 7% в 50 м)

Анализ опыта ведущих угледобывающих стран мира показывает, что в настоящее время повышение эффективности и безопасности отработки пологих пластов с добычей из лав механизированными очистными комплексами до 810 тыс тонн в сутки достигается на базе целого комплекса мероприятий, направленных на управление газовым режимом горных выработок

Структура газового баланса выемочных участков шахт Печорского бассейна (табл 1) способствовала выработке основных направлений управления газовым режимом с помощью средств вентиляции и специальных способов и средств дегазации

Таблица 1

Газовый баланс выемочных участков по источникам выделения

Источники метановыделения пласт «Четвертый» пласт «Мощный»

Подрабатываемые пласты 65% 70%

Надрабатываемые пласты 30% 20%

Разрабатываемый пласт 5% 10%

Для снижения газовыделения в выработки применяется дегазация подрабатываемых и, в меньшей мере, надрабатываемых пластов и пропластков Эффективность дегазации по шахтам в среднем составляет около 40%, а по вы-

емочным участкам она равна 50-75% в зависимости от применяемой схемы, эффективности работы дегазационных систем и горно-геологических условий

В ходе исследований по определению основных факторов, определяющих динамику поступления газа из выработанного пространства в конвейерный штрек, поддерживаемый позади лавы, было установлено, что процессы газовыделения из выработанного пространства в участковые выработки носят ярко выраженный экстремумно-асимптотический характер, формирование которого связано с развитием трещиноватости в породах подрабатываемой толщи и влиянием на этот процесс зоны опорного давления вблизи лавы, с достижением экстремума между первой и второй зонами опорного давления (ближе к второй) и затуханием во второй зоне с достаточной последующей стабилизацией по мере удаления от нее

Эту закономерность можно проиллюстрировать результатами натурных наблюдений на шахтах ОАО «Воркутауголь», где в полной мере отражен характер газовыделения из выработанного пространства (рис 1)

Значение экстремума м3/сут кривой, а, следовательно, и общее поступление газа из выработанного пространства определяется указанными ранее факторами - отходом лавы от разрезной выработки и общей площадью отработки пласта При этом роль последнего фактора менее значительна, что также можно объяснить геомеханическими процессами и фильтрацией газа в выработанном пространстве, протекающими в более медленном темпе, нежели в непосредственной близости от движущегося забоя

В связи с ожиданием большой интенсивности выделения метана из угольных пластов и пропластков, предусматривается их предварительная дегазация с достаточно высоким коэффициентом эффективности, что требует как использования накопленного положительного опыта, так и применения новых научно-обоснованных технологий

Менее исследованным, но более важным в связи с реорганизацией технологии добычи, является влияние скорости подвигания лавы на газодинамические процессы в выработанном пространстве и выработках участка

На основании натурных наблюдений в лавах пласта Четвертого (шахта «Заполярная») при отработке столбов 124, 224 и 324-Ю с удалением от монтаж-

X, м

Рис 1 Изменение интенсивности поступления метана в выработанное пространство по мере удаления от лавы

Метанообильность по ш Заполярная

ной камеры от 10 до'850 м и в лавах пласта Мощного (шахта «Комсомольская») при отработке столбов 141, 241 и 341-с с удалением от монтажной камеры от 26 до 1390 м, нами были установлены зависимости средней относительной метано-обильности от скорости подвигания лавы и расстояния ее до монтажной камеры (рис 2 и 3)

Более значительные изменения скорости подвигания лав пласта Четвертый при отработке каждого из столбов способствовали также закономерным изменениям удельных газовыделений с полутора- и двукратны-ми изменениями по абсолютным значениям, т е также с двукратным замедлением их темпа по сравнению с изменением скорости подвигания и отставанием по фазе протекания процесса в пределах месяца

Исследования свидетельствуют о сложной зависимости удельного газовыделения в выработки добычных участков от основных технологических параметров и превалировании, при установившемся квазистационарном режиме на удалении от разрезной выработки более 500 м, влияние скорости подвигания лавы с соотношением изменения удельного газовыделения Aq про- о 200 400 боо воо юоо 1200 моо 1бо< порционально скорости Длина выработанного пространства, м

подвигания &УЛ рис з Динамика относительной метанообильности выемочных

участков

200 300 400 500 600 700 Длина выработанного пространства, м

Рис 2 Динамика относительной метанообильности выемочных участков 124-ю, 224-ю, 324-ю и 424-ю на шахте

Метанообильность по ш Комсомольская (Мощный)

141 с 241 с 341 с —Линия тренда 141 с - Пиния тренда 241 с —Линия тренда 341 с

-9!797И(х1 10 1Й R" = 0 9190

2 2268Ln(x) + 3 8438 R2 = 0 8

II. На основе решения численным методом задачи о напряженно деформируемом состоянии горного массива в окрестностях очистной выработки установлено, что в пределах 500-600 м от лавы в выработанном пространстве утечки воздуха не будут существенно зависеть от скорости подвигания забоя, в то время как интенсивность поступления газа из окружающего выработанное пространство массива при увеличении скорости подвигания существенно снижается, равно как и общее его количество, поступающее в близлежащую к очистному забою зону, определяющую газовый режим выработок добычных участков.

Представительное обобщение геомеханических характеристик массива должно производиться на основе дифференцированного анализа геологических характеристик массива горных пород (МГП), вмещающего пласт на максимальной глубине его разработки в пределах шахтных полей Такая задача была решена для условий шахт "Северная", "Комсомольская", "Воркутин-ская",разрабатывающих пласт Четвертый (nil) (ОАО «Воркутауголь»)

Из приведенного обобщения, учитывая мощности вмещающего массива можно охарактеризовать МГП следующим литологическим разрезом Над пластом nl 1 ("Четвертый") залегает непосредственная кровля (НК) со средней мощностью тНк ~ 3,2 м (при средней мощности пласта ( тпП я 1,53 м) Представлена НК, в основном, аргиллитом (включая углистый аргиллит) Основная кровля (ОК) представлена, в основном, алевролитом, при средней его мощности ~ 7,5 м (те т0к ~ 7,5 м) Выше расположен песчаник ( т<12м) В подстилающей пласт толще пород залегают аргиллиты, алевролиты и песчаники, принципиально не отличающиеся, по петрографическим (текстурно-структурным) характеристикам от пород налегающей части МГП

Приведенные данные об исследуемой области невозмущенного горными выработками массива позволяют оценить необходимые для дальнейшего решения задачи текстурно-структурные и геометрические особенности МГП, а также механические характеристики представленных в нем элементов с учетом геологического строения - трещиноватости и др

Деформируемость выработанного пространства (ВП), как элемента выемочного участка, может быть оценена с использованием специфических деформационных характеристик заполняющих данное пространство горных пород Величины этих параметров в зонах, считая от линии очистного забоя зоне динамических проявлений опорного давления и зоне их затухания, приближенно линейно изменяются в диапазонах от близких к нулю до значений ~ 7,4 103 МПа Характер распределения зон опорного давления (ОД) в плоскости пласта (при а -> 0°, близкое к горизонтальному залеганию) приведен на рис 4

С учетом аппроксимации изменчивости параметра МВП в зонах I, II для выделенных (рис 4) участков а, Ъ, с будем иметь соответственно

0 < МВП < 1,8 103 (МПа), 1,8 103 < МВП < 3,6 103 (МПа), 3,6 103 < МВП * 7,4 103 (МПа)

Параметры BU, определяющие его |фро динамические параметры при применении прямоточных схем проветривания должны характеризовать утечки воздуха через выработанные пространства, и поступление газа из выше- п нижележащих толщ горного массива, определяемых их напряженно деформируемым состоянием.

Применительно к решаемой задаче такие условия будут иметь место в пределах зон I и II (ВП1) {рис.4).

Используя обобщенные геологические и reo механические данные об исследуемом объекте, сформированы две базовые горио-геомехаппчеекпе модели (расчетные схемы). Первая из них - ГГМ(РС') I отражает массив, вмещающий пласт nil и выработанное пространство (ВП). Высота ВП составляет -4,93 м (сумма средних мощностей пласта и ПК). Данная модель отвечает времени формирования участка ВШ в - 5 месяцев (при V = 4 м/сут). Вторая модель -ГГМ(РС) И аналогична предыдущей, по в пей формирование участка Bill отвечает временному диапазону равному ~ 1 месяц (при V = 20 м/сут). на рис. 5 приведена модель ГТМ(РО)|.

По разработанной методике оценки напряженно-деформированного состояния пород в окрестности ВП были рассчитаны необходимые для решения рассматриваемой проблемы параметры палей вектора перемещений й, (компоненты V и U). а также тензора напряжении fT¡¡ (компоненты сту, а*). Результаты расчетов представлены в графической интерпретации. Анализ полей компоненты V (векюра 5¡) показал, ч гц в случае обычных скоростсП (ГТМ-РС I) подвигання очистного забоя (V;4 м/сут) в пределах части выработанного пространства, отвечающего ВП1, повышенная проницаемость будет соответствовать участкам протяженностью около 50 м в начале участка а и в конце участка с (рис. 4). В центральной зоне ВП1 можно ожидать меньшей проницаемости, п основном, в пределах участка Ь общей протяженностью до 500 м.

Lem

Рис. 4. Схема пространственного распределения опорного давления (ОД) в зоне выработанного пространства (ВПЙ

I зона динамических проявлений ОД;

II зона затухания динамических проявлении ОД;

Iii чона квазнстатического (статического) сосюяния ОД; "1-1" продольная ось симметрии виемочного стол(ж

В среднем, при рассматриваемых технологических условиях добычи угля по пласту и1 I (V ~ 4 м/сут), коэффициент разрыхления пород !-1К", заполняющих данную область IiiI, приближенно составит 1.42 .

При увеличении скорости подвигания очистного забоя до V st 20 м/сут (ГГМ-РС II) в пределах того же участка выработанного пространства (ВП1) имеют место следующие условия но проницаемости, Повышенная проницаемость, аналогично данным для ГГМ-РС I, будет иметь места также в начале участка а и в конце участка с (рис. 4} при протяженности таких зон до ¡00 м. Центральная часть выработанного пространства (Ш11) будет иметь более низкую проницаемость па протяжении 400 м также, в основном, в пределах участка Ь (рис. 4). При скорости подвнгапнм лавы V а 20 м/сут коэффициент разрыхления пород НК Приближенно составит 1,37.

Анализ полей вер- ^ тикалиной компоненты напряжений (ау) в условиях ГГМ(РС') 1 показал возможность значительной концентрации нагрузок (с коэффициентом концентрации 1,5) в прнзабойпой части пласта, и их снижение в зоне 13111, особенно па протяжении первых 50-70 м от линии забоя, а также некоторого роста в переходной зоне между участками b и с (рис, 4).

Для условий

ГГМ(РС) Щ то есть в случае подвигания очистного забоя с V ü 20 м/сут, концентрация вертикальной компоненты напряжений (сту) в зоне ОД впереди лавы может достигать величин (2-2,S)'yH. Для данных технологически! условий будет иметь место ООлыисс. по рис. 5. Гор!ю-[Х'омс,чан.1чсская моде.ть (расчетная схс-еравнению с ГГМ(РС) I, ма) ГГМ(РС)! для варианта ¡юдвшанпя очистного снижение нагрузок в зо- забоя со скоростью V = 4 и/сут

не ВП1 При этом в большей мере оно будет иметь место на протяжении 50-100 м от забоя лавы В начальной части зоны III (рис 4) для данной ГГМ характерны более высокие уровни нагрузок чем в условиях ГГМ(РС) I

В целом можно констатировать, что условия фильтрации (утечек) воздуха через выработанное пространство (зона ВП1) будут практически равноценными, поскольку различие пористости в данной части ВП нельзя считать достаточно значимым, тк средневзвешенная (по протяженности ВП1) пористость в случае V к 4 м/сут превышает таковую при V « 20 м/сут всего на 10 %

Следует также отметить, что наиболее "благоприятной зоной" утечек можно (в обоих вариантах) считать часть ВП1 в пределах участка а (рис 4) шириной до 79-100 м, считая от контура забоя лавы

Исследование синергетики напряженно-деформированного состояния вмещающего пласт nl 1 массива с его газодинамическими параметрами выполнено с учетом геологического строения МГП и горно-технических условий его выемки Области изучения указанных параметров составили в кровле ВП - зона высотой ~ 70 м, учитывающая как зону активного обрушения пород над пластом (~ 20 м), так и зону его "вторичного" разупрочнения, составляющую около ~ 50 м В первой из этих зон - газовыделение метана характеризуется выражено турбулентным режимом, протекая во времени достаточно отвечающим продолжительности собственно времени "вторичных посадок НК" Выше расположенная зона (~ 50 м) характеризуется фильтрацией метана, подчиняющейся ламинарному течению газа в массиве Аналогичная закономерность фильтрации отвечает условиям "истечения" газа и из надработанной (~50 метровой) зоны в почве рассматриваемого пласта nil Для рассмотренной выше зоны фильтрации метана в области ВП1 (до + 70 м над пластом nil и до -50 м под пластом nl 1, считая от почвы пласта) средневзвешенная метаноносность вмещающего массива соответствует диапазону 1,1 -5,5 м3/м3

Используя известные данные о газопроницаемости угольного массива и ОГП и учитывая режим фильтрации метана в рассматриваемых областях МГП, получена эмпирическая зависимость (с корреляционным отношением т ~ 0,88 и коэффициентом надежности ц « 3,6), определяющая проницаемость горных пород в функции их напряженного состояния

К = К0 ехр(-а стокт) где К - проницаемость МГП, мД,

К0 - параметр, характеризующий проницаемость для условий ст0КТ —» 0 (для рассматриваемого МГП К0 ~ 60 мД при V < 30 %),

а - размерный эмпирический коэффициент а = 0,043 1/МПа,

Стокт - октаэдрические напряжения в исследуемой области "точке" МГП

В рассматриваемой постановке изучение НДС МГП параметр ст0]сг равен

С701<т = (2 СТх+СТу)/3,

что отвечает условию изотропии массива в горизонтальной плоскости

Используя приведенные зависимости, а также разработанные ГГМ(РС), для зон под- и надработки ВП1 получены поля компоненты аокт и, синхронно, поля параметра К Данные поля рассчитаны применительно к скоростям подвигания забоя лавы 4 м/сут и 20 м/сут

Результаты расчетов средневзвешенных (по длине участков ВП1 а, Ь и с) величин Кср представлены в таблице 2

Таблица 2

Расчетные данные проницаемости породного массива в зоне ВП1

Скорость подвигания забоя лавы, м/сут Зоны фильтрации СН4 из подработанной (+) и над-работанной (-) областей МГП, м Средневзвешенная по участку ВП[ проницаемость вмещающего пласт Пц массива, К (мД)

а Ь с

4,0 +70 28,88 29,195 28,89

-50 28,835 29,2075 28,8975

20 +70 30,05 32,445 30,395

-50 29,025 32,6 30,75

С учетом полученных данных и информации о Кср (табл 2) на рисунке 6 приведена диаграмма осредненных (отнесенных к центрам соответствующих участков) значений проницаемости вмещающего область ВП1 массива

На основании данных диаграмм о Кср, используя уравнение Дарси, выполнены оценки возможных поступлений метана в выработанное пространство из вмещающего его массива за счет изменения напряженно деформированного состояния горных пород в процессе развития ВП за лавой

Выполненные расчеты показали, что в зоне b выработанного пространства ВП1 при скорости подвигания забоя V = 20 м/сут ежесуточно будет выделяться из вмещающего выработанное пространство массива ~ в 1,1 раза метана больше, чем на этом же участке (Ъ) при V = 4 м/сут В то же время на этом же участке (Ь) при V = 20 м/сут формируется за время около 10 суток, а при V = 4 м/сут время это составит около 50 суток Суммарно, следовательно, в зоне с превалирующе наибольшей проницаемостью вмещающего массива (зона Ь) при скоростях подвигания лавы порядка 20 м/сут количество поступающего сюда метана будет в 4,5 раза меньше, чем при подвигании лавы со скоростью V = 4 м/сут

Проведя расчеты для представленного выше диапазона средневзвешенной по вмещающему пласт nl 1 МГП (0,1-5 м3/м3) метаноносности всех литотипов пород, получим, что на участке "Ь" зона ВП1 выработанного пространства время (t) притока метана сюда будет зависеть, в том числе, от скорости подвигания лавы

Так же можно сделать вывод, что наблюдается в выемочном столбе имеет место статичность (постоянство) соотношения выделений метана в ВП при различных скоростях подвигания забоев лав по пласту "Четвертому" Естественно, что установленный факт роли напряженно-деформированного состояния МГП на газообильность выработанного пространства требует специфических аэрологических решений при организации проветривания выемочных участков на пласте nil

Рис 6 Диаграмма Кср= Щ, О

Примечание 1 / - длина соответствующих участков ВП1

2 1(4) и ^20) - время формирования участков а, Ь и с в зависимости от скорости подви-

гания лавы (Ц) - при V = 4 м/с и - при V = 20 м/с)

3 График

- отвечает условиям при V = 4 м/с для пород в массиве до отметки И = -50 м,

— — - отвечает условиям при V = 4 м/с для пород в массиве до отметки Ь = +70 м, - - отвечает условиям при V = 20 м/с для пород в массиве до отметки 1г = -50 м,

- - - - - отвечает условиям при V = 20 м/с для пород в массиве до отметки Ь = +70 м

III. Рациональной организацией добычи угля на шахтах ОАО «Воркута-уголь» при внедрении инновационных технологий является дегазация разгруженного массива горных пород в пределах выемочного участка с использованием каптированного газа для энерго- и теплоснабжения самого предприятия и бытовых нужд, обеспечивающая повышение безопасности и эффективности ведения горных пород, при одновременном комплексном использовании минерально-сырьевых и энергетических ресурсов месторождения.

Как показали исследования, повышение нагрузки на очистной забой и скорости его подвигания влечет за собой повышение газовыделения в выработки добычного участка Это требует повышения расхода воздуха для обеспечения нормативного уровня содержания метана, или принятия более действенных мер по дегазации угленосной толщи, принимающей участие в формировании газового режима участка Последнее является наиболее перспективным и рациональным организационным мероприятием, обеспечивающим не только безопасность ведения горных работ, но и рациональное использование ресурсов месторождения

Помимо повышения безопасности горных работ и экологического аспекта, использование угольного газа для местного газоснабжения может приносить коммерческую прибыль даже при невысоких дебитах скважин, незначительных общих и удельных запасах метана и природной метаноносности углей

Технологические схемы заблаговременного, предварительного и текущего извлечения метана из разрабатываемых пластов и выработанного пространства, т е шахтной дегазации, известны и применяются на шахтах России, хотя реализация этих схем не обеспечивает требуемого уровня эффективности Одной из основных причин этого является тот факт, что параметры технологических схем дегазации и последовательность их применения не увязываются в должной мере с динамикой геомеханической ситуации в окрестности очистного забоя

Суммарные ресурсы метана Воркутского месторождения составляют 13,5 млрд м3 По выполненной оценке, извлекаемые ресурсы составляют 1,75 млрд м3, то есть 13% В качестве опытных участков для отработки технологии попутного извлечения метана с помощью бурения горизонтальных и горизонтально разветвленных скважин были выбраны три участка, расположенные в центральной осевой зоне мульды Воркутского месторождения, это восточная часть центрального участка поля шахты «Комсомольская», юго-западная часть поля шахты «Северная», северо-западная часть поля шахты «Воркутинская»

Капитальные затраты на реализацию проекта определены по следующим основным направлениям бурение скважин, обустройство промысловых объектов, строительство объектов транспорта газа

Исходные данные для экономических расчетов разработки опытного участка шахт "Комсомольская" и "Воркутинская" Воркутского угольного месторождения горизонтальными скважинами с протяженностью горизонтального ствола 2000 м (буровая установка БУ-3500) в сопоставлении с разработкой месторождения вертикальными скважинами приведены в таблице 3

Таблица 3

Основные параметры разработки опытного участка шахт "Комсомольская" и "Воркутинская"

Показатели Вертикальные скважины Горизонтальные скважины с отходом 500 м Горизонтальные скважины с отходом 2000 м

1 Объем добычи на 1 скв в год, млн м3 0,5 2,5 7,5

при кэ=0,8 (по экп закл ОАО «Печоруглеразвед-ка») (на основании расчетов, выполненных доцентом кафедры разработки УГТУ Пятибратом В П )

2 Объем добычи на 1 скв в сутки, тыс м3

в первые 10 лет 1 1,67 8,33 25

в последние 10 лет 1,33 6,67 20

3 Глубина, м 1000 1000 1000

Длина, м 1000 1600 3200

4 Стоимость метра проходки, тыс руб 10,0 12,0 12,0

5 Способ добычи механический вакуумно-эжекционный

6 Накопленная добыча по 1 скв за 20 лет, млн м3 8,0 42,1 126,2

7 Коэффициент газоотдачи 0,15

8 Накопленная добыча газа по опытному

участку за 20 лет, млн м3 1200

9 Потребитель Воркутинская теплоэлектростанция ТЭС

Технико-экономическая оценка эффективности добычи метана из угольных пластов горизонтальными скважинами на опытно-промышленном участке Вор-кутского месторождения предусматривала пять вариантов два варианта, предусматривающих добычу 2515 млн м3 газа за 20 лет разработки, и три варианта, рассчитанные на добычу 1200 млн м3 Варианты 1 и 3 предполагают строительство вертикальных газовых скважин, варианты 2, 4 и 5 — горизонтальных скважин Общий фонд добывающих скважин составит 360 — по варианту 1, 36 — по варианту 2, 165 — по варианту 3, 33 — по варианту 4, 11 — по варианту 5

Результаты оценки коммерческой эффективности всех рассматриваемых вариантов показали, что варианты, предусматривающие бурение вертикальных скважин, не эффективны

С учетом значительной экономии затрат, связанных с дегазацией углей, проект характеризуется высоким уровнем экономической эффективности по вариантам, предполагающим применение горизонтальных скважин По варианту, предусматривающему бурение 36 горизонтальных скважин, обеспечивающих добычу 2515 млн м3 за 20 лет разработки, чистый дисконтированный доход составит 1170,2 млн руб , ВИД — 69,2%, дисконтированный срок окупаемости —2,9 года, индекс доходности инвестиций — 2,60 руб /руб Однако этот вариант характеризуется большим объемом капитальных вложений —1036,8 млн руб

По варианту, предусматривающему бурение 11 горизонтальных скважин, обеспечивающих добычу 1200 млн м3 (пятому) за 20 лет разработки, чистый дисконтированный доход составит 325,4 млн руб , ВНД — 20,9%, дисконтированный срок окупаемости — 9,3 года, индекс доходности инвестиций — 1,53 руб /руб

Укрупненная оценка устойчивости по наиболее эффективным вариантам (варианты 2 и 5) показывает, как изменятся значения интегральных показателей коммерческой эффективности при корректировке нормы дисконта и цены на газ Так как варианты 2 и 5 реализации проекта при корректировке нормы дисконта и цены на газ имеют достаточно высокие значения интегральных показателей коммерческой эффективности, то их можно рассматривать как устойчивые в целом Таким образом, варианты 2 и 5 проекта с учетом экономии затрат на дегазацию, соответственно 5320,0 и 2538,4 млн руб , могут считаться рентабельными

Не оценены дополнительные эффекты, связанные с увеличением производительности добычи угля за счет заблаговременной дегазации угольных пластов и вмещающих пород и с более безопасным ведением горных работ Наиболее эффективным является II вариант с использованием 33 горизонтальных скважин с длиной ствола 1600 м и горизонтальным участком 500 м Общая накопленная добыча — 2515,0 млн м3

Освоенным в условиях Воркуты является вариант использования попутно извлекаемого газа из разгруженного массива По разработанной методике оценки поступления газа в наклонные дегазационные скважины, пробуренные и действующие в пределах добычного участка, были выполнены расчеты экономической эффективности получения тепловой и электрической энергии при сжигании газа в отечественных и зарубежных теплотехнических установках

В частности рассматривается применение энергетических центров на базе газопоршневых электроагрегатов производства фирмы Deutz А G (Германия)

Многоагрегатный энергетический центр предназначается для утилизации добываемого шахтного метана и использования его в качестве основного топливного газа газопоршневых агрегатов, генерирующих электрическую и тепловую энергию для нужд потребителей объекта

Годовая выработка электро- и теплоэнергии одной газопоршневой установкой составляет 17012 МВт и 17275 Гкал соответственно При этом расход газа находится на уровне 4,26 млн м3 в год

Расчеты метанодобываемости и расхода метановоздушной смеси в дегазационной системе выполнены ПечорНИИпроект в соответствии с планируемым календарным графиком ввода - выбытия очистных забоев и нагрузок Реализация проекта по увеличению объемов добычи и использования шахтного метана состоит из нескольких этапов и рассчитана до 2018 года Выработка электроэнергии и тепла газопоршневыми установками на период с 2007 по 2018 гг представлена в таблице 4

Таблица 4

Выработка тепло- и электроэнергии ГПУ

Показатель Ед изм 2007 2008 2009 2010 20072010 20112014 20152018 Итого

Добыча шахтного метана млн м3 34 80 167 167 448 1 053 1 035 2 536

Количество приобретаемых установок шт 8 11 20 0 39 25 0 64

Выработка электроэнергии тыс МВт 136 323 663 663 1 786 4 185 4 151 10 122

Выработка теплоэнергии тыс Гкал 138 328 674 674 1 814 4 250 4 215 10 278

2010 3011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 201В

Чистин ДИСКОМ ПцрОЙЭмнин ДОХОД Лобыч.т Ш ЯУ ГЖИП МРГГТн.Т

руб

Для оценки экономической эффективности используются такие показатели как чистый дисконтирован н ый доход, индекс доходности, внутренняя норму рентабельности, срок окупаемости. Коэффициент дисконтирования равен 12,5%.

Эксплуатационные затраты формируются за счет затрат на материалы, масло, оплату труда, единого социального налога.

Результаты расчетов Представлены на рис. 7.

Расчёты экономических показателей показывают высокую эффективность инвестиционного проекта. При капитальных вложениях 2 743,7 млн. руб., величина накопленного чистого дисконтированного дохода составляет 3 965 млн. руб.. индекс доходности 2,88, срок окупаемости 4 года и внутренняя норм доходности 70%,

Дополнительными факторами, влияющими па экономическую эффективность проектов использования метана, являются платежи за выбросы метана в атмосферу и возможность привлечения углеродных кредитов, что отражено в табл. 5 и 6.

Таблица 5

Сравнительная экономическая эффективность проектов

-100000 ■ -Затрату проекта

-Чистый ДИСКОНт[ИВ»1НЫк1 (¡ = 12,5%)

Pul-, 7. Результаты расчетов экономических показателей:

а) чистый дисконтированный доход проекта и уровень добычи шахтного метааа;

б) затраты и результаты проекта

Показатель Ед.изм. ГЗариант без привлечения углеродного кредита Вариант с привлечением углеродного К tlC ШТЯ

цена углеродного кредита 5 енро/т цена углеродного кредита Юенро/т

Капитальный вложения тыс.руб 2 743 646 3 (170 0% 3 070 (196

Эксплуатационные paipai ta Тьк.руб 2 283 537 2 284 897 2 284 897

Затраты - всего тыс.руб 5 027 233 5 354 993 5 354 993

Чистый доход тыс.руб 10 221 054 12 168 934 14 444 573

Чистый дисконтированный доход тыс.руб 3 %5 338 5 261 402 й 809 413

Индекс доходности 2.88 3,23 3,89

Срок окупаемости лет 4 3 1

Таблица 6

Дополнительный эффект от привлечения углеродного кредита

Показатель Ед изм цена 5 евро/т | цена 10 евро/т

Капитальные вложения тыс руб 326 400

Эксплуатационные затраты тыс руб 1 360

Затраты - всего тыс руб 327 760

Чистый доход тыс руб 1 947 880 4 223 519

Чистый дисконтированный доход тыс руб 1 296 064 2 844 075

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертация является законченной научно-квалификационной работой в которой на основании выполненных исследований решена актуальная задача управления газовым режимом выработанных пространств и участковых выработок, при высоких скоростях подвигания лав, обеспечивающая эффективное использование попутного метана, что обеспечивает эффективность и безопасность ведения горных работ в условиях внедрения новых технологий добычи угля и современной организации производства

Основные выводы и результаты работы

1 Горно-геологические и климатические условия Воркутского месторождения являются наиболее сложными для освоения и получения высоких технико-экономических показателей работы шахты

Одним из осложняющих факторов, требующим детального исследования и разработки профилактических мер для снижения аварийности и травматизма при добыче угля является газовый, характеризующийся высокой природной газоносностью угольной толщи, значительным газовыделением в выработки добычных участков и зависимостью его от технологических параметров производства длины лавы, ее удалением от разрезной выработки, площади выработанного пространства и, особенно, от скорости подвигания забоя

2 Исследования на угольных шахтах России и, в частности, Воркуты, свидетельствуют о сложной зависимости удельного газовыделения в выработки добычных участков от основных технологических параметров и превалировании, при установившемся квазистационарном режиме на удалении от разрезной выработки более 500 м, влияния скорости подвигания лавы с соотношением изменения удельного газовыделения Дq пропорционально скорости подвигания АУл

ДЯ = 0,5АУл

3 На основании технико-экономических оценок новых инновационных технологий разработки пологих газоносных пластов средней и большой мощности рекомендованы рациональные технологические решения и организация работ в пределах выемочных участков пластов Пятого, Четвертого, Мощного и Тройного, обеспечивающие существенное, в 3-5 раз, повышение нагрузки на забой и скорости подвигания лав при многоштрековой подготовке столбов, при одновременном улучшении экономических показателей добычи угля

4 Обоснована и принята к реализации методика оценки напряженно-деформированного состояния массива (НДС) горных пород, базирующаяся на численном подходе расчета параметров НДС полей стч, £ц н8[И доказана целесообразность выполнения требуемого решения методом разрывных смещений, как варианта метода граничных элементов

5 В качестве газодинамических характеристик массива горных пород, как определяющих дебиты метана в выработанном пространстве принята проницаемость угольного пласта и массива горных пород Использование разработанного методического подхода (алгоритма) решения данной задачи позволяет оценить влияние технологических параметров выемки угольного пласта на газодинамику (и аэрологию) выработанного пространства исследуемого пласта

Установлено, что на протяжении выработанного пространства около 500-600 м за лавой его аэрологическая характеристика (фильтрация - утечки воздуха) практически не зависят от скорости подвигания забоя лавы

6 Установлено значительное влияние напряженно-деформированного состояния вмещающего пласт массива горных пород на дебиты поступления метана в выработанное пространство при различных скоростях подвигания лав Так увеличение скорости подвигания лавы до ~ 20 м/сут приводит к снижению (сравнительно с V « 4 м/сут) поступления метана в центральную зону выработанного пространства в 4,5 раза, что обуславливает необходимость корректировки вентиляционного режима выемочного участка при применении подобной технологии добычи угля

7 Повышение нагрузки на очистные забои ведет к пропорциональному увеличению метановыделения в выработки добычных участков и требует существенного увеличения расхода воздуха в очистных и подготовительных выработках, либо повышения эффективности дегазации подрабатываемых и над-рабатываемых участков горного массива, активно участвующих (до 80-90%) в формировании газового баланса участка

Предварительная дегазация углевмещающих горных пород в условиях неразгруженного массива возможна и целесообразна при высоком уровне разведки участков месторождения, содержащих «ловушки» газа, либо дополнительной физической обработке угольных пластов и пропластков, что требует значительных затрат и высокого уровня организации вспомогательного производства по добыче попутного газа

8 В качестве критерия экономической оценки комплексного извлечения и использования метана угольных месторождений рекомендуется принять суммарный экономический эффект от применения метана в качестве товарного газа, теплоэнергоносителя, химического сырья, а также от предотвращения экологического ущерба и повышения производственной мощности шахты

При использовании комплекса ТЭС большой мощности (до 1500 кВт) повышение эффективности угольного производства за счет комплексного использования попутного метана экономический эффект проявляется в снижении платежей за выбросы метана в атмосферу и сокращении затрат по статьям элек-

троэнергии и тепло, за счет использования дешевой энергии с низкой себестоимостью, при суммарной мощности комплекса ТЭС более 1500 кВт себестоимость выработки электрической и тепловой энергии ниже чем у региональных производителей более чем в 2 раза Это позволяет переносить затраты на дегазацию с себестоимости добычи угля на себестоимость производства энергии При этом при определенном уровне затрат на извлечение газа (не более 3,88 руб/м3) рентабельность производства энергии малыми ТЭС будет не ниже 25%

9 В результате проведенных расчетов для шахт «Воркутинская» и «Северная» установлены закономерности экономически целесообразного объема извлечения метана в зависимости от потребностей в теплоэнергоносителях, мощности энергоустановок, а также себестоимости извлечения 1 ООО м3 метана Нормальные удельные затраты на дегазацию по шахте «Северная» составляют 0,127 руб на м3 Использование ТЭС позволяет, без ущерба для рентабельности, затратить на извлечение до 3,88 руб/м3 Это приведет к увеличению извлекаемо-сти метана, что несомненно положительно скажется на возможности увеличения нагрузки на очистной забой по газовому фактору, повышению безопасности ведения горных работ и, в конечном итоге, приведет к дополнительному экономическому эффекту

Результаты диссертационной работы Гендон А Л были использованы ОАО «Воркутауголь» при внедрении метода утилизации метана на шахтах «Комсомольская» и «Северная» и обосновании его параметров

Основные положения и научные результаты опубликованы в следующих работах.

1 Гендон А Л Минерально-сырьевой комплекс и его роль в социально-экономическом и производственно-техническом развитии Республики Коми /Материалы международной научно-практической конференции «Национальные традиции в экономике, торговле, политике и культуре» в рамках Васильевских чтений Изд-во РТТЭУ - 2005 - С 88-90

2 Гендон А Л Социально-экономическое обоснование миграции населения из Печорского угольного бассейна в условиях развития минерально-сырьевой базы Республики Коми /Материалы научно-практической конференции «Современные проблемы экономического анализа, бухгалтерского учета и аудита» в рамках Бакановских чтений Изд-во РТТЭУ -2006 - С 142-148

3 Шувалов Ю.В, Павлов И А., Гендон А Л , Череповицын Л.Е Об эффективности применения когенераторных установок для утилизации шахтного метана / В сб Освоение минеральных ресурсов Севера проблемы и решения Труды 5-ой Межрегиональной научно-практической конференции 11-13 апреля 2007 г Воркута - 2007 - С 220-224

4 Задавин Г Д., Гендон А Л, Коршунов Г И, Шик В М Крепление подготовительных выработок канатными анкерами - СПб МАНЭБ - 2007 г - 200 с

5 Гендон А Л Влияние интенсивности добычи на газовый режим выработок добычных участков угольных шахт // Уголь - № 7 - 2007 - С 48-49

6 Гендон А.Л., Устинов Н.И, Бучатский В.М Влияние скорости подвигания лав на геомеханические и аэродинамические процессы в горном массиве // Техника и технология открытой и подземной разработки месторождений Науч сообщ / ННЦ ГП - ИГД им А А Скочинского - М, 2007 - Вып 333

ГЕНДОН Анжелика Леонидовна

ГЕОМЕХАНИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ И ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОТЫ ВЫСОКОПРОИЗВОДИТЕЛЬНОГО ДОБЫЧНОГО УЧАСТКА С УЧЕТОМ ГАЗОВОГО ФАКТОРА (НА ПРИМЕРЕ ШАХТ ОАО "ВОРКУТАУГОЛЬ")

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано в печать 14 09 2007 Формат 60x90 1/16 Печать цифровая Бумага «Performer» Печ л 1,5 Тираж 100 экз Заказ №6810

Отпечатано в ФГУП «Производственно-издательский комбинат ВИНИТИ», 140010, г Люберцы Московской обл , Октябрьский пр-т 403 Тел 554-21-86

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Гендон, Анжелика Леонидовна

Введение.

1. ТЕХНОЛОГИЯ И ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА НА ШАХТАХ ВОРКУТЫ

1.1 Условия разработки Воркутского месторождения и формирования газового режима шахт.

1.2. Организация добычных работ на выемочных участках шахт.

1.3. Новые направления организации производства на шахтах ОАО «Воркутауголь».

1.4. Анализ зарубежного и отечественного опыта разработки пологих угольных пластов.

1.5. Газовый режим выработок добычных участков.

Выводы.

2. ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ИНН0ВАЦИ011ПЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ОРГАНИЗАЦИИ ПРОИЗВОДСТВА НА ДОБЫЧНЫХ УЧАСТКАХ ШАХТ ВОРКУТЫ

2.1. Рациональная технология разработки пласта Пятый и организация работ.

2.2. Рациональная технология разработки и организация работ па добычных участках пласта Четвертый.

2.3. Рациональные технологии и организация производства при разработке мощных пластов.

2.4. Экономическая оценка инновациопиых технологий.

Выводы.

3. ВЛИЯНИЕ СКОРОСТИ ПОДВИГАНИЯ ЛАВ НА ГЕОМЕХАНИЧЕСКИЕ И АЭРОДИНАМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В ГОРНОМ МАССИВЕ

3.1. Геолого-геомеханическое обобщение характеристик массива горных пород (МГП), вмещающего пласт n 11 ("Четвертый").

3.2. Влияние скорости подвигания очистного забоя на характеристики массива.

3.3. Методика оценки горногеомеханических факторов, влияющих на аэрологические параметры ВП.

3.4. Горногеомеханические модели и расчетные схемы (ГГМ-РС) исследуемых объектов.

3.5. Обобщение результатов оценки НДС МГП в зонах выработанных пространств лав но пласту "nl I".

3.6. Зависимость геомехано-газодинамических процессов в выработанном пространстве пласта nil от скорости подвигания очистного забоя.

Выводы.

4. УПРАВЛЕНИЕ ГАЗОВЫМ РЕЖИМОМ ДОБЫЧНЫХ УЧАСТКОВ

ШАХТ И ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА ПО РАЦИОНАЛЬНОМУ ИСПОЛЬЗОВАНИЮ ГАЗА

4.1. Управление газовым режимом добычных участков при высоких скоростях подвигания очистных забоев.

4.2. Предварительная дегазация угленосной толщи с поверхности.

4.3. Организация попутной добычи газа и оценка эффективности его использования.

Выводы.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Геомеханическое обоснование и организация работы высокопроизводительного добычного участка с учетом газового фактора"

Актуальность работы. Реструктуризация угольной промышленности, которая существенно отражается на всех, и особенно северных регионах России, привела к закрытию убыточных предприятий и целесообразности приобретения оставшихся частными владельцами, пытающимися повысить их рентабельность, как путем изменения цен и экономии средств, так и на основе повышения эффективности производства.

Внедрение передовых технологий добычи, организации основного производства и вспомогательных систем жизнеобеспечения встречает определенные технические и социальные трудности, связанные со спецификой эксплуатируемых месторождений, а также желанием владельцев в короткие сроки получить максимум прибыли.

Наиболее сложным является процесс перестройки организации производства при добыче угля подземным способом, хроническое отставание которого от открытого наблюдается длительный период.

Ставшее типичным объяснение данной ситуации сложными горногеологическими и климатическими условиями добычи угля в России, отчасти справедливым при сравнении с США, не может быть признано объективным при сравнении показателей при добыче угля в Германии (Рурский бассейн и его аналог - Донецкий в России), а также в Польше (Силезский бассейн с горногеологическими условиями сходными с Печорским бассейном). На угольных шахтах Германии и Польши средний уровень суточной добычи из очистного забоя в 3-5 раз выше, а аварийность и травматизм в 5-10 раз ниже, чем па российских, при тех же способах добычи угля, проходки выработок и доставки полезного ископаемого.

В настоящее время на шахтах Воркуты осуществляется этап инвестиционного развития, связанного с вложением средств в новые технологии компанией «Северсталь», с целыо повышения качества добываемой продукции и снижения затрат на её производство. Разработан уникальный проект реорганизации шахтного фонда и обогатительных фабрик, технического перевооружения и организации производства, рационального использования ресурсов и повышения технической и экологической безопасности.

Подобные технологические изменения ставят целый ряд проблем в сфере организации производства, связанных с изменением геомеханических, газодинамических и гидродинамических процессов в горном массиве при увеличении скорости подвигания забоев, что повлечет за собой изменение горнофизической обстановки в выработках добычных участков. Проблема газового режима выработок, ранее достаточно хорошо изученная, вновь становится актуальной и определяющей безопасность, а, следовательно, эффективность новой схемы ведения работ.

Цель работы. Обеспечение эффективной и безопасной добычи угля при существенном увеличении производительности очистных забоев от 3000 до 7000 т/сут.

Идея работы. Рациональное использование природного газа (метана), при одновременном обеспечении безопасности работ с учетом интенсивного подвигания очистных забоев и изменения геомеханической и газодинамической ситуации в окружающим угольный пласт массиве.

Основные задачи исследований:

• исследование технологических процессов в лавах при повышенной газоносности массива и резком увеличении нагрузок на забой;

• изучение геомеханических процессов в выработанном пространстве выемочных участков;

• выбор рациональных способов управления газовым режимом выработок и организации работ на выемочных участках;

• выбор рациональной схемы организации работ при дегазации массива и использовании каптированного газа;

• оценка экономической эффективности рациональных схем организации производства и роли газовой составляющей при повышении нагрузок па очистные забои.

Защищаемые научные положения.

1. Внедрение инновационных технологий добычи угля на шахтах ОАО «Вор-кутауголь» сопряжено с существенным, в 3-10 раз, увеличением скорости подвигания очистных забоев, изменением напряженно-деформированного состояния массива и газодинамических процессов в зоне влияния горных работ, существенным изменением газовыделения в выработки добычных участков и необходимостью совершенствования организации добычи угля с предварительной интенсивной дегазацией массива.

2. Па основе решения численным методом задачи о напряженно деформируемом состоянии горного массива в окрестностях очистной выработки установлено, что в пределах 500-600 м от лавы в выработанном пространстве утечки воздуха не будут существенно зависеть от скорости подвигания забоя, в то время как интенсивность поступления газа из окружающего выработанное пространство массива при увеличении скорости подвигания существенно снижается, равно как и общее его количество, поступающее в близлежащую к очистному забою зону, определяющую газовый режим выработок добычных участков.

3. Рациональной организацией добычи угля па шахтах ОАО «Воркутауголь» при внедрении инновационных технологий является дегазация разгруженного массива горных пород в пределах выемочного участка с использованием каптированного газа для энерго- и теплоснабжения самого предприятия и бытовых нужд, обеспечивающая повышение безопасности и эффективности ведения горных работ, при одновременном комплексном использовании минерально-сырьевых и энергетических ресурсов месторождения.

Научная новизна работы состоит в установлении закономерности изменения напряженно-деформированного состояния и газодинамических процессов в горном массиве в зависимости от скорости подвигания очистного забоя и характеристик вмещающих угольный пласт пород.

Методы исследований. В работе использован комплексный метод исследований, включающий: систематизацию и критический анализ литератур6 пых данных; аналитические методы решения задач; экспериментально-статистический метод с применением математической статистики; математическое и физическое моделирование процессов, натурные наблюдения и эксперименты.

Достоверность результатов исследований подтверждается: корректностью постановки задач исследования; значительным объемом результатов анализа физических данных (многолетние наблюдения на четырех шахтах в нескольких десятках лав), корректным применением апробированных математических методов, моделированием на физических и математических имитационных моделях и удовлетворительной сходимостью результатов контрольных прогнозов с натурными данными.

Практическая значимость работы:

• установлен механизм формирования геомеханического процесса состояния горного массива на выемочных участках шахт;

• оценено влияние скорости подвигания очистных забоев на газодинамику вмещающего угольный пласт массива и газовыделения из пего в выработанное пространство;

• определены рациональные технологические схемы интенсификации добычи угля на шахтах ОАО «Воркутауголь»;

• предложены системы извлечения и рационального использования метана при совершенствовании организации производства на угольных шахтах.

Апробация работы. Основное содержание работы и отдельные ее положения докладывались на научных семинарах ННЦ ГП ИГД им. А.А. Скочинского (2007г.), Санкт-Петербургского государственного горного института (технического университета) им. Г.В. Плеханова (2006-2007гг.), а также на 5-ой Межрегиональной научно-практической конференции «Освоение минеральных ресурсов Севера: проблемы и решения» 11-13 апреля 2007г., Вор-кутинского горного института филиала СПбГГИ (ТУ), г. Воркута (2007г.).

Общей теоретической базой работы послужили труды ученых, занимавшихся проблемой совершенствования технологических схем отработки газоносных пластов, дегазацией выемочных участков и утилизацией метана: А.А. Борисова, А.С. Бурчакова, И.В. Сергеева, А.Т. Айруни, К.В. Рупепейта, В.И. Серов, JT.A. Пучков, B.C. Забурдяева, Ю.И. Калимова, В.В. Гурьянова, П.И. Устинова, Ю.В. Шувалова.

При этом использован опыт накопленный научно-исследовательскими проектными организациями: АО ВНИМИ, АО Гипрошахт, ПерочНИИпроект, МГГУ, СПГГИ(ТУ).

Заключение Диссертация по теме "Геомеханика, разрушение пород взрывом, рудничная аэрогазодинамика и горная теплофизика", Гендон, Анжелика Леонидовна

Основные выводы и результаты работы.

1. Горпо-геологические и климатические условия Воркутского месторождения являются наиболее сложными для освоения и получения высоких технико-экономических показателей работы шахты.

Одним из осложняющих факторов, требующим детального исследования и разработки профилактических мер для снижения аварийности и травматизма при добыче угля является газовый, характеризующийся высокой природной газоносностью угольной толщи, значительным газовыделением в выработки добычных участков и зависимостью его от технологических параметров производства: длины лавы, её удалением от разрезной выработки, площади выработанного пространства и, особенно, от скорости подвигания забоя.

2. Исследования па угольных шахтах России и, в частности, Воркуты, свидетельствуют о сложной зависимости удельного газовыделения в выработки добычных участков от основных технологических параметров и превалировании, при установившемся квазистационарном режиме на удалении от разрезной выработки более 500 м, влияния скорости подвигания лавы с соотношением изменения удельного газовыделения Aq пропорционально скорости подвигания ДУл:

Aq = 0,5ДУл

3. На основании технико-экономических оценок новых инновационных технологий разработки пологих газоносных пластов средней и большой мощности рекомендованы рациональные технологические решения и организация работ в пределах выемочных участков пластов Пятого, Четвертого, Мощного и Тройного, обеспечивающие существенное, в 3-5 раз, повышение нагрузки на забой и скорости подвигания лав при многоштрековой подготовке столбов, при одновременном улучшении экономических показателей добычи угля.

4. Обоснована и принята к реализации методика оценки напряженно-деформированного состояния массива (НДС) горных пород, базирующаяся на численном подходе расчета параметров НДС: полей CT,j, Sjj и 5| и доказана целесообразность выполнения требуемого решения методом разрывных смещений, как варианта метода граничных элементов.

5. В качестве газодинамических характеристик массива горных пород, как определяющих дебиты метана в выработанном пространстве принята проницаемость угольного пласта и массива горных пород. Использование разработанного методического подхода (алгоритма) решения данной задачи позволяет оценить влияние технологических параметров выемки угольного пласта па газодинамику (и аэрологию) выработанного пространства исследуемого пласта.

Установлено, что на протяжении выработанного пространства около 500-г600 м за лавой его аэрологическая характеристика (фильтрация - утечки воздуха) практически не зависят от скорости подвигания забоя лавы.

6. Установлено значительное влияние напряженно-деформированного состояния вмещающего пласт массива горных пород на дебиты поступления метана в выработанное пространство при различных скоростях подвигания лав. Так увеличение скорости подвигания лавы до ~ 20 м/сут приводит к снижению (сравнительно с V « 4 м/сут) поступления метана в центральную зону выработанного пространства в 4,5 раза, что обуславливает необходимость корректировки вентиляционного режима выемочного участка при применении подобной технологии добычи угля.

7. Повышение нагрузки на очистные забои ведет к пропорциональному увеличению мегановыделения в выработки добычных участков и требует существенного увеличения расхода воздуха в очистных и подготовительных выработках, либо повышения эффективности дегазации подрабатываемых и иадрабатываемых участков горного массива, активно участвующих (до 80-90%) в формировании газового баланса участка.

Предварительная дегазация углевмещающих горных пород в условиях неразгруженного массива возможна и целесообразна при высоком уровне разведки участков месторождения, содержащих «ловушки» газа, либо дополнительной физической обработке угольных пластов и пропластков, что требует значительных затрат и высокого уровня организации вспомогательного производства по добыче попутного газа.

8. В качестве критерия экономической оценки комплексного извлечения и использования метана угольных месторождений рекомендуется принять суммарный экономический эффект от применения метана в качестве товарного газа, теплоэнергоносителя, химического сырья, а также от предотвращения экологического ущерба и повышения производственной мощности шахты.

При использовании комплекса ТЭС большой мощности (до 1500 кВт) повышение эффективности угольного производства за счет комплексного использования попутного метана экономический эффект проявляется в снижении платежей за выбросы метана в атмосферу и сокращении затрат по статьям электроэнергии и тепло, за счет использования дешевой энергии с низкой себестоимостью; при суммарной мощности комплекса ТЭС более 1500 кВт себестоимость выработки электрической и тепловой энергии ниже чем у региональных производителей более чем в 2 раза. Это позволяет переносить затраты на дегазацию с себестоимости добычи угля на себестоимость производства энергии. При этом при определенном уровне затрат на извлечение газа (не более 3,88 руб/м3) рентабельность производства энергий малыми ТЭС будет не ниже 25%.

9. В результате проведенных расчетов для шахт «Воркутипская» и «Северная» установлены закономерности экономически целесообразного объема извлечения метана в зависимости от потребностей в теплоэнергоносителях, мощности энергоустановок, а также себестоимости извлечения 1000 м3 метана. Нормальные удельные затраты на дегазацию но шахте «Северная» составляют 0,127 руб. на м3. Использование ТЭС позволяет, без ущерба для рентабельности, затратить на извлечение до 3,88 руб/м3. Это приведет к увеличению извлекаемое™ метана, что несомненно положительно скажется на возможности увеличения нагрузки на очистной забой по газовому фактору, повышению безопасности ведения горных работ и, в конечном итоге, приведет к дополнительному экономическому эффекту.

Результаты диссертационной работЕл Гендон АЛ. были использованы ОАО «Воркутауголь» при внедрении метода утилизации метана на шахтах «Комсомольская» и «Северная» и обосновании его параметров.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертация является законченной научно-квалификационной работой в которой на основании выполненных исследований решена актуальная задача управления газовым режимом выработанных пространств и участковых выработок, при высоких скоростях подвигания лав, обеспечивающая эффективное использование попутного метана, что обеспечивает эффективность и безопасность ведения горных работ в условиях внедрения новых технологий добычи угля и современной организации производства.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Гендон, Анжелика Леонидовна, Люберцы

1. Коршунов Г.И., Казанин О.И., Приходько Ю.Н., Всселов А.П. Печорский бассейн. Общие сведения и организация угледобычи. - СПб., СПГГИ (ТУ). - 1996.-32 с.

2. Опыт применения дегазации и использования каптированного метана на шахтах: Обзор/ ЦНИИуголь, вып.З, М., 1985

3. Реструктуризация угольной промышленности. (Теория. Опыт. Программы". Прогноз) иод ред. Ю.Н. Малышева.- М.: Компания "Росуголь", 1996.

4. Малышев Ю.Н., Айруни А.Т, Зверев И.В. Высокопроизводительные технологии добычи и дегазации газоносных угольных пластов.- Горный вестник №3, 1996,С. 11-18.

5. Аркуша М.Е., Рейшахрит Е.И., Рыбкин В.К., Скобелев В.Л. Опыт реструктуризации угольной отрасли: региональный аспект. Горный информационно-аналитический бюллетень. МГГУ, 2000, № 8.

6. Минерально- сырьевой комплекс Республики Коми: проблемы и перспективы развития / Т.Е. Дмитриев, Л.З. Аминов, В.А. Бапиова, В.И. Богацкий и др. /Коми научный центр. Сыктывкар. 1999.

7. Шувалов Ю.В., Бобровников В.Н., Черников П.В. О развитии дегазации на шахтах Воркуты / Горный информационно-аналитический бюллетень: Изд-во МГГУ, №6, 2002, с. 157-160.

8. Кравцов А.И. Геологические условия газоносности угольных, рудных и нерудных местородеиий полезных ископаемых. М.: Недра. 1968 330 с.

9. Угленосная формация Печорского бассейна. Под ред. В.А. Дедеева. -Л: Недра. 1990-178 с.

10. Коршунов Г.И., Логинов А.К., Зуев В.А. Разработка угольных пластов Воркутского месторождения в сложных горно-геологических условиях. -СПб: МАНЭБ.-2006.-256 с.

11. Угольная промышленность Российской Федерации в 2005 году / Сборник статистических показателей. Том 3 Динамика основных технико-экономических показателей работы угольной промышленности РФ в 2001 - 2005 годах. М.:ЗАО «Росинформуголь», 2006.

12. Правила безопасности в угольных шахтах. I ГГЦ, 2003.

13. Рубан А.Д., Забурдяев B.C., Забурдяев Г.С. Ресурсы шахтного метана и перспективы его извлечения. Народное хозяйство Республики КОМН., т. 14, № 1, 2005, с.86-88

14. Сергеев И.В., Забурдяев B.C., Айруии А.Т. и др. Управление газовыделением в угольных шахтах при ведении очистных работ. -М.: Недра, 1992.

15. Колесниченко Е.А., Сморчков Ю.П., Орешкин А.В. Динамика газовыделения и интенсивность выемки угля на шахтах ПО "Воркутауголь". Обзор ЦНИЭИуголь, М., 1985.

16. Федченко Ю.А. Влияние природного, технологического и человеческого факторов на безопасность высокопроизводительных очистных забоев. Уголь, 2006, № 7, с.26-28.

17. Руководство по проектированию вентиляции угольных шахт. Макеевка-Донбасс, 1989.

18. Малышев Ю.П., Трубецкой К.Н., Айруни А.Т. Фундаментально-прикладные методы решения проблемы метана угольных пластов. М.: Изд-во АГН, 2000-519 с.

19. Айруни А.Т. Теория и практика борьбы с рудничными газами па больших глубинах. М.: Недра, 1981.

20. Пучков Л.А., Каледина Н.О. Динамика метана в выработанных пространствах угольных шахт. М.: Изд-во МГГУ, 1995.

21. Пучков Л.А., Сластунов С.В., Коликов К.С. Извлечение метана из угольных пластов. М.: Изд-во МГГУ, 2002. - 383 с.

22. Пучков Л.А., Сластунов С.В.,Федунец Б.И. Перспективы добычи метана в Печорском угольном бассейне.- М.: Изд-во МГГУ, 2004. -557с.

23. Гендон А.Л. Влияние интенсивности добычи на газовый режим выработок добычных участков угольных шахт // Уголь. № 7. - 2007. - С. 48-49.

24. Проскуряков Н.М. Управление состоянием массива горных пород. М.: Недра, 1991.-358 с.

25. Иофис М.А. Научные основы управления деформационными и дегазационными процессами при разработке полезных ископаемых. М., ИПКОН РАН, 1984, 230 с.

26. Деформация массива горных пород при иодработке/М.П.Богданов, М.Н.Тютюнииков, Н.С.Демин, и др.//Труды ПечорНИИ. М.: Недра, вып.4, 1972.

27. Шувалов Ю.В., Павлов И.А., Попов М.М. Аэродинамика Выработанных пространств с аэродинамическими сопротивлениями. // Сб. научных докладов «11аучно-исдагогическое наследие профессора И.И.Медведева. -СПб: Изд-во МЛНЭБ, 1999.

28. Крапчнн И.П., Митрофанов В.О. Эффективность утилизации шахтного метана и влияние его использования на экономику угледобывающих предприятий. Электронный журнал эпергосервиспой кампании «Экологические системы», №1, 2006

29. Малышев Ю.Н., Худин Ю.Л., Васильчук М.П и др. Проблемы разработки метапоноспых пластов в Кузнецком угольном бассейне. М.,Изд. АГН, 1997.- 463с

30. Круз Т., Риццо Ф. Методы граничных интегральных уравнений (вычислительные аспекты и приложения в механике). М.: Мир, 1978.

31. Фельдман Л.П., Касимов О.И., Слепцов А.И. Основные закономерности и математическая модель газодинамических процессов на выемочных участках шахт. // В кн.: Разработка месторождений полезных ископаемых. Киев: Техника, 1973. - Вып. 34. - С. 35-41.

32. Крауч С., Старфилд А. Методы граничных элементов в технике. М.: Мир, 1982.

33. Малышев Ю.Н., Серов В.И. Экономические аспекты добычи и утилизации шахтного метана в странах СНГ // Горный вестник. №3, 1995.

34. Пашкевич Н.В., Шувалов Ю.В., Павлов И.А., Веселов А.П. Эффективность использования каптированного газа в качестве топлива для малых ТЭС па шахтах ОАО «Воркутауголь». Горный информационно- аналитический бюллетень. М.: Изд. МГГУ, 2000, № 8.

35. Павлов И.А., Шувалов Ю.В, Пашкевич Н.В. Оценка эффективности извлечения ресурсов углеводородного сырья Воркутского местородения. Горный информационно-аналитический бюллетень. М.,Изд.МГГУ, вып.1, 1999172

36. Коршунов Г.И., Казапин О.И., Приходько Ю.Н., ВеселовА.П. Печорский бассейн. Общие сведения и организация угледобычи. СПб.: СПГГИ (ТУ). - 1996.-32 с.

37. Воркутауголь в фактах и цифрах за 70 лет. Воркута, Информационно-вычислительный центр ОАО "Воркутауголь", 2001.

38. В.И. Серов, А.И. Павлюченко. Энергетическое и экологические аспекты проблемы шахтного метана,- Научные сообщение ИГД им. А.А. Скочип-ского, вып. 329, 2005, 6-14с.

39. Экгардт В.И. Повышение эффективности добычи угля в Печорском бассейне.- СПб.: СПГГИ (ТУ), 2002

40. Забурдяев B.C., Пак B.C., Пантелеев А.С. Метапообильность очистных забоев, эффективность извлечения и использования каптируемого метана. // Безопасность труда в промышленности. №4, 1994.

41. Берон А.И. и др. Исследования прочности и деформируемости горных пород. М., Наука, 1973.

42. Баклашов И.В. Деформирование и разрушение породных массивов. М., Недра, 1988.

43. Алексеенко С.Ф., Мележек В.П. Физика горных пород (горное давление). Киев, Высшая школа, Головное изд., 1987.

44. Протодьяконов М.М. (под ред.) Свойства горных пород и методы их определения. М., Недра, 1969.

45. Калимов Ю.И., Борисенко А.А., Ковалев О.В. Механические свойства углей Печорского бассейна. Сыктывкар, "Коми книжное изд.", 1970.

46. Задавин Г.Д., Гендон АЛ., Коршунов Г.И., Шик В.М. Крепление подготовительных выработок канатными анкерами. СПб.: МАНЭБ. - 2007 г. -200 с.

47. Новожилов В.В. Основы нелинейной теории упругости. М., Гостехиздат, 1948.

48. Ишлинский А.Ю. Линейные законы деформирования не вполне упругих тел. Докл АН СССР, 1963.

49. Гольденблат И.И. Некоторые вопросы механики деформируемых тел. М., Гостехиздат, 1955.

50. Петухов И.М., Линьков A.M. Механика горных ударов и выбросов. М. Недра, 1983.

51. Барон Л.И. Свойства горных пород при разных видах и режимах нагруже-ния. М., Недра, 1983.

52. Брук. Б.Л. и др. Запредельные испытания горных пород на жестких нагрузочных устройствах. Физико-технические методы разрушения горных пород и углей. Научное сообщение, 1976, № 140.

53. Баклашов И.В., Картозия Б.А. Механика горных пород. М., Недра, 1975.

54. Амусин Б.З., Линьков A.M. Об использовании переменных модулей для решения одного класса задач линейно-наследственной ползучести. Механика твердого тела, № 6, 1974.

55. Шувалов Ю.В., Павлов И.А., Веселов А.п. комплексное использование ресурсов и регулирование газового режима шахт Воркутского месторождения. СПб, 2006.

56. Айруни А.Т. ии др. Газообильность каменноугольных шахт СССР (Комплексное освоение газоносных угольных месторождений), М, Наука, 1990.

57. Чарпый И.А. Подземная гидромеханика. М., Госгортехиздат, 1948.

58. ЩербаньА.И., Цырульников А.С., Бондарь И.И. Методика определения газопроницаемости угольного массива. Изд. АН УССР, 1956.

59. ЩербаньА.Н. Цырульников А.С. Газопроницаемость угольных пластов. Изд. АНУСССР, 1958.

60. Калимов 10.И. Прогноз газовыдел еп и я па угольных шахтах Печорского бассейна. Сб., Методы определения газоносности пластов и прогноза газообильности шахт. Госгортехиздат. 1962.

61. Бобров И.В., Кричевский P.M. Работы МАКНИИ в области борьбы с внезапными выбросами угля и газа (1952-55 it). Доклады Всесоюзной научно-технической конференции ., Макеевка, 1955.

62. Рудничная вентиляция: Справочник / Н.Ф. Ращенков, А.Э. Петросян, М.А. Фролов и др. Под ред. К.З. Ушакова 2-е изд. - М.:Недра, 1988, -440 с.

63. В.В. Петров, В.В.Бобрышев, Б.В.Бокий, С.Г.Иршов. Цикличное изменение газообильности участка при увеличении нагрузки на лаву. Уголь Украины, март, 1999.

64. Айруни А.Т. Прогнозирование и предотвращение газодинамических явлений в угольных шахтах / А.Т. Айруни. М.: Недра, 1987. - 310 с.

65. Тайлаков О.В. Перспективы развития извлечения и использования шахтного метана в Кузбассе / О.В. Тайлаков // Уголь. 1998. - №9. - С. 48-51.

66. Ельчанииов Е.А. О промышленном использовании метана действующих и закрываемых шахт / Е.А. Ельчанинов // Уголь. №9, 1997. С.49-52.72. «Rocky Mountain Region, Coalbed Methane Report», Petroleum Information