Обоснование способов и параметров извлечения метана при высокоинтенсивной отработке газоносных угольных пластов

Забурдяев, Виктор Семенович

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Обоснование способов и параметров извлечения метана при высокоинтенсивной отработке газоносных угольных пластов
ВАК РФ 25.00.20, Геомеханика, разрушение пород взрывом, рудничная аэрогазодинамика и горная теплофизика

Автореферат диссертации по теме "Обоснование способов и параметров извлечения метана при высокоинтенсивной отработке газоносных угольных пластов"

На правах рукописи

ЗАБУРДЯЕВ Виктор Семенович

ОБОСНОВАНИЕ СПОСОБОВ И ПАРАМЕТРОВ ИЗВЛЕЧЕНИЯ МЕТАНА ПРИ ВЫСОКОИНТЕНСИВНОЙ ОТРАБОТКЕ ГАЗОНОСНЫХ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ

Специальность 25 00 20 - «Геомеханика,

разрушение горных пород, рудничная аэрогазодинамика и горная теплофизика»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

ООЗ1595Эг

Москва - 2007

003159597

Работа выполнена в Институте проблем комплексного освоения недр Российской академии наук (ИПКОН РАН)

Научный консультант

член-корреспондент РАН, доктор технических наук, профессор РУБАН Анатолий Дмитриевич

Официальные оппоненты

доктор технических наук, профессор

Иофис Моисей Абрамович доктор технических наук, профессор

Сластунов Сергей Викторович доктор технических наук, профессор Крейнин Ефим Вульфович

Ведущая организация - Институт угля и углехимии Сибирского отделения Российской академии наук (ИУУ СО РАН)

Защита диссертации состоится «24» октября 2007 г в 10 час 30 мин

на заседании диссертационного совета Д 002 074 02 в Институте проблем комплексного освоения недр РАН по адресу 111020, Е-20, Москва, Крюковский тупик, 4

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института проблем комплексного освоения недр РАН

Автореферат разослан «12» сентября 2007 г

Ученый секретарь диссертационного совета

Богданов Г И

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Проблема обеспечения безопасных условий труда на угольных предприятиях России и других стран СНГ за последние годы приобретает все более острый характер Интенсивная отработка угольных пластов сопровождается обильными метановыделениями в горные выработки, что при нарушении проветривания формирует условия для загазирования подготовительных и очистных забоев, повышает вероятность воспламенений и взрывов метановоздушной смеси Особые опасения вызывают крупные аварии с групповыми несчастными случаями, о чем свидетельствуют взрывы метановоздушных смесей, произошедшие в последние годы на шахтах России, Украины и Казахстана Вместе с тем содержащийся в угольных месторождениях метан является одним из видов экологически чистых минерально-сырьевых ресурсов Его целесообразно извлекать из углегазовых месторождений попутно с добычей каменного угля Это наиболее экономичный способ добычи угольного метана

В Российской Федерации из 89 действующих шахт 80% отнесены к опасным по метану, из них 48% шахт являются наиболее метанообильными и только 25% шахт работают с дегазацией угольных пластов и выработанных пространств Дегазационными системами шахт извлекается 475 м3/мин метана, что составляет 25% выделяющегося метана в шахтах РФ, или третью его часть в шахтах с дегазацией Объемы использования каптируемого метана не превышают 40 млн м3 в год, а в атмосферу Земли ежегодно выбрасываются 1,25-1,3 млрд м3 угольного метана

В последние годы коэффициент извлечения метана из угольных месторождений РФ средствами дегазации не превышает 0,25 В Кузбассе он составляет в среднем 0,15-0,17, а на шахтах с дегазацией - 0,23-0,26 В Воркуте этот показатель значительно выше и достигает 0,39-0,43 по шахтам ОАО «Воркутауголь» На шахтах ОАО «Воркутауголь» метан извлекается только средствами дегазации, а на шахтах Кузбасса на долю дегазации приходится 24% всего метана, извлеченного средствами дегазации и газоотсоса Дегазационными установками на российских шахтах каптируется только 1750 м3/мин метановоздушной смеси при средней концентрации в ней метана - 27% Объемы извлечения метана средствами дегазации на добычных участках составляют 250 млн м3/год (9,5 м3/т) и даже при существующей технике и технологиях дегазации могут быть повышены в 1,5-1,7 раза в Кузнецком бассейне и в 1,2-1,3 раза в Воркутском месторождении, что позволит довести объемы каптируемого метана в очистных забоях до 150-170 м3/мин в шахтах Кузбасса и до 285310 м3/мин - в шахтах Воркуты В перспективе в Кузбассе возможно трехкратное, а в Воркуте - двукратное увеличение съема метана средствами дегазации Коэффициент извлечения метана на шахтах с дегазацией может быть повышен до 0,35-0,40 в Кузбассе и до 0,45-0,50 в Воркуте

Из числа ликвидируемых шахт извлечение и использование метана целесообразно только на шахтах, закрытие которых предусмотрено «сухим» или «комбинированным» способами К их числу относятся шахты «Капитальная», «Зыряновская», «Байдаевская», «Полысаевская» и «Западная» Однако опыта извлечения и утилизации метана закрываемых шахт в России пока нет

Целью работы является научное обоснование технологических решений по извлечению метана из угольных пластов при подземной разработке газоносных угольных месторождений на основе установления закономерностей выделения метана в горные выработки и скважины при высокоинтенсивной отработке газоносных пластов угля, разработки новых способов и обоснования параметров извлечения метана для повышения безопасности горных работ по газовому фактору, проектирования дегазации угольных шахт и прогноза ресурсов эмиссионного метана

Идея работы заключается в комплексном учете природных, горнотехнических и газодинамических факторов, особенностей и показателей метановы-деления при высокоингенсивной отработке газоносных пластов угля, закономерностей и показателей их газоотдачи в горные выработки, скважины и дегазационные системы шахт режимов и параметров извлечения средствами дегазации кондиционных метановоздушных смесей, пригодных для утилизации

Методы исследования включали анализ литературных и фондовых материалов, патентные исследования, изучение газоносности и газопроницаемости угольного массива, теоретические и экспериментальные исследования газодинамических процессов, протекающих в массиве горных пород, вмещающем угольные пласты, наблюдения процессов газовыделения в горные выработки, скважины и дегазационные системы, стендовые исследования режимов и параметров газогидроимпульс-ного воздействия на горный массив, оптимизацию выбора способов и определения параметров дегазации источников метановыделения Данные обширных шахтных наблюдений и экспериментов, проведенных с применением апробированных методик, обрабатывались методами математической статистики, а соответствие зависимостей фактическим данным проверялось методами корреляционного анализа Основные научные положения, выносимые на защиту

1 Газодинамические процессы, протекающие в угольном пласте и количественно оцениваемые интенсивностью выделения метана из массива угля в скважины, подготовительные и очистные выработки, существенно связаны с природными свойствами пласта, перераспределением вертикальной составляющей горного давления в углепородном массиве и производительностью очистных забоев Точки перегиба на кривой интенсивности газовыделения являются границами перехода газо-содержащего массива угля из одного напряженного состояния в другое Местоположение максимума на кривой газовыделения определяет область наиболее интенсивного выделения метана в горные выработки и скважины относительно линии очистного забоя Основными факторами, определяющими ее координаты, являются величина междупластья и скорость движения очистного забоя

2 Величина интенсивности метановыделения в скважину в зоне природной проницаемости угольного пласта определяется временем начала процесса истечения газа, газосодержанием в прилегающем к скважине угольном массиве, газоотдачей пласта, характеризуемой величиной начального удельного метановыделения и скоростью его снижения во времени Начальное метановыделение в дегазационные скважины пропорционально начальному метановыделению из пласта в подготовительную выработку и зависит от метаноносности и мощности пласта, а скорость его снижения во времени - от глубины залегания пласта, его мощности и выхода летучих веществ Скорость возрастания во времени обратной величины удельного мета-

новыделения в подготовительные выработки и дегазационные скважины на участках исследуемого пласта с природной проницаемостью практически одинакова, что позволяет прогнозировать динамику метановыделения в скважины по ее показателю для подготовительной выработки и наоборот

3 Протяженность границы зоны дренирования или внутренней изогазы - изо-газы, соответствующей нормативной (либо исследуемой) газоносности с учетом необходимой степени дегазации неразгруженного пласта выработкой или скважиной, зависит от продолжительности процесса дренирования и коэффициента, учитывающего газодинамическое состояние угольного пласта

4 Увеличение интенсивности и объемов каптируемого из пласта метана и степени его дегазации, достигаются применением способа, основанного на бурении перекрещивающихся скважин, одна серия которых параллельна очистному забою, вторая ориентирована на него Эффективность данного способа дегазации пласта вне зоны влияния очистного забоя возрастает по сравнению с традиционной схемой при параллельных забою скважинах (при равном объеме бурения) - в 1,5-2 раза, а с учетом отвода метана ориентированными на лаву скважинами из разгружаемой от горного давления зоны пласта - в 2-2,5 раза Наиболее эффективной областью применения этого способа являются пласты, опасные по внезапным выбросам угля и газа, характеризующиеся пониженной крепостью угля

5 Газогидроимпульсный способ воздействия на неразгруженный угольный массив для повышения его проницаемости и газоотдачи в скважины обеспечивает формирование новых и развитие имеющихся в пласте трещин по всей длине скважины при следующих параметрах - величине давления в импульсе до 100-150 МПа и скорости его нарастания 100-200 МПа в первые десятки миллисекунд

6 Эффективность дегазации сближенных пластов скважинами, пробуренными из горных выработок или с земной поверхности, зависит от параметров системы разработки, схемы проветривания выемочного участка и скорости подвигания очистного забоя Отрицательное влияние высокой скорости подвигания лавы на эффективность дегазации сближенных пластов устраняется путем применения разработанного способа, основанного на использовании сбоечной скважины, соединяющей оставляемые в выработанном пространстве дегазационные скважины с газопроводом, который прокладывается в выработке очередного выемочного столба

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждаются

- соответствием установленных для различных угольных бассейнов России и ряда угольных месторождений мира закономерностей выделения метана в горные выработки и дегазационные скважины фундаментальным представлениям о характере протекания процессов газовыделения в пористых угленосных средах,

- удовлетворительной сходимостью результатов аналитических исследований газодинамических процессов, протекающих в угольных пластах, с фактическими значениями интенсивности газовыделения в шахтах (погрешность не более 1015%),

- представительными шахтными экспериментами и наблюдениями за объемами и интенсивностью метановыделения в горные выработки и дегазационные скважи-

ны (250 выемочных участков и 70 подготовительных забоев на более чем 70 шахтах РФ и угольных месторождений мира)

- практикой реализации новых разработок по технологии и параметрам дегазации угольных пластов, включенных в отраслевые нормативно-методические документы (2002 г и 2006 г ), планы технического развития производства на шахтах объединений «Донецкуголь» «Луганскуголь», «Донбассантрацит», «Караганда-уголь» и «Воркутауголь», проекты дегазации выемочных участков на шахтах ОАО ОУК «Южкузбассуголь» и ОАО «СУЭК»

Научная новизна результатов исследований состоит в следующем

- определены параметры процессов извлечения метана из угольных пластов в зонах различного напряженного состояния массива в процессе очистной выемки угля, что позволяет определить границы зоны опорного давления, зон начала и максимума газовыделения из угольных пластов в зависимости от местоположения и скорости подвигания очистного забоя,

- установлены зависимости объемов извлечения метана из пластовых скважин в периоды дегазации и отработки выемочного участка с учетом показателей газоотдачи пласта, его мощности, параметров дегазируемого участка пласта, времени его обури-вания, дегазации и отработки,

- определено, что обратная величина газовыделения в подготовительные выработки и дегазационные скважины возрастает во времени, постоянна для конкретного пласта и характеризует его газопроницаемость в условиях залегания, а произведение этой величины на интенсивность начального газовыделения определяет скорость снижения газовыделения во времени,

- разработан метод построения зон различной степени дегазации пласта подготовительной выработкой или скважиной, базирующийся на измерениях в пласте природного газового давления и изменении его величины в процессе дегазации массива угля и на определении коэффициента, учитывающего газодинамическое состояние пласта,

- установлены зависимости эффективности дегазации сближенных пластов скважинами пробуренными из горных выработок и/или с земной поверхности, от параметров систем разработки, схемы проветривания выемочных участков, расстояния между пластами и скорости подвигания очистного забоя Эффективность традиционных способов дегазации сближенных пластов снижается при увеличении скорости подвигания очистного забоя и смещении в выработанное пространство за счет этого зоны максимального газовыделения Отрицательное влияние высокой скорости подвигания очистного забоя на эффективность дегазации сближенных пластов устраняется новым способом дегазации с использованием сбоечных дре-нажно-транспортных скважин,

- разработаны методические основы проектирования дегазации выемочных участков и угольных шахт, учитывающие закономерности метановыделения в скважины, опыт применения скважинных способов интенсивного извлечения кондиционных по метану смесей, прогнозные объемы ресурсов шахтного метана, объемы его извлечения и рационального использования

Научное значение работы состоит в обосновании прогнозных ресурсов шахтного метана, установлении влияния природных и горнотехнических факторов на интенсивность истечения метана из угольных пластов в дегазационные системы участков и шахт, в разработке методов определения исходных данных и оптимальных параметров способов и схем дегазации, повышающих безопасность ведения горных работ и производительность очистных забоев по газовому фактору при высокоинтенсивной отработке угольных пластов, снижающих себестоимость добываемого угля и обеспечивающих извлечение пригодных для утилизации кондиционных по концентрации метана газовоздушных смесей

Практическое значение работы:

- обоснованы методы определения параметров извлечения метана при высокоинтенсивной отработке газоносных угольных пластов, которые являются составной частью отраслевых нормативно-методических документов по проектированию и применению дегазации угольных шахт (2002, 2006 г г ),

- разработаны технические решения по выбору способов и определению оптимальных параметров дегазации шахт для извлечения кондиционных по метану газовоздушных смесей, пригодных для рационального их использования,

- разработаны и внедрены технологические схемы интенсивного извлечения метана из разрабатываемых угольных пластов на основе применения перекрещивающихся скважин, обеспечивающие прирост объемов каптированного метана в 1,5-2,5 раза относительно традиционных схем предварительной дегазации разрабатываемых пластов,

- оценены ресурсы шахтного метана на полях метанообильных шахт России с учетом применяемых технологий добычи угля при использовании различных способов извлечения метана из основных его источников

Реализация результатов работы

Реализация результатов работы в угольных шахтах осуществлялась в процессе опытно-промышленных испытаний новых технологических решений, включенных в отраслевые нормативно-методические документы («Методические положения по выбору и применению новых технологий дегазации и управления метановыделением на угольных шахтах», 2000 г , «Положения по дегазации угольных шахт», 2006 г, «Методические рекомендации о порядке дегазации угольных шахт», РД-15-09-2006)

Внедрены методы комплексной дегазации высокопроизводительных выемочных участков, включающие известные методы дегазации сближенных пластов и новые методы дегазации разрабатываемых пластов

За счет внедрения разработанных способов и параметров интенсивного извлечения метана на газообильных шахтах Кузнецкого бассейна и Воркутского месторождения в период после 1991 г получен экономический эффект на 8 шахтах ОАО ОУК «Южкузбассуголь» в 2001 г в размере 198,7 млн руб , на шахте «Чертинская» (ОАО «Сибирьуголь») за период 1990-2001 г г - 20 млн руб, на 6 шахтах ОАО «Воркутауголь» за 1999-2001 г г - 306,8 млн руб, при этом отмечена динамика роста экономического эффекта 1999 г — 48,4 млн руб , 2000 г - 106,5 и 2001 г — 151,9 млн руб В 2002 г экономический эффект от реализации новых способов и параметров интенсивного извлечения метана составил на шахтах ОАО «Воркута-уголь» 126,3 млн руб , на шахтах ОАО ОУК «Южкузбассуголь» - 208,5 млн руб

Эффект от внедрения новых способов дегазации на шахтах бывшего СССР (1987-1988 г г ) и Российской Федерации (1999-2001 гг) составил 1865 млн руб Результаты диссертации отражены в работе «Разработка и промышленное внедрение комплекса высокоэффективных методов прогноза газовыделения и новых способов интенсивного извлечения метана в шахтах и рудниках России», отмеченной Премией Правительства Российской Федерации в области науки и техники за 2004 г

Апробация работы Основные результаты научных исследований докладывались на многочисленных международных и российских научно-технических конференциях и симпозиумах, совещаниях надзорных служб и органов исполнительной власти, заседаниях Ученых советов и семинарах ИГД им А А Скочинского и ИПКОН РАН, VII Всесоюзной научной школе «Деформирование и разрушение материалов с дефектами и динамические явления в горных породах и выработках» (г Симферополь, 1990 г ), Координационном совещании по рассмотрению итогов выполнения Комплексной программы «Метан угольных пластов» (г Москва, 1992 г), Конференции по проблемам экологии в горном деле (г Москва, 1993 г), «Неделе горняка» (1997-2007 гг) Отраслевом совещании по вопросам совершенствования вентиляции и дегазации шахт (г Кемерово, 1994 г), III Всемирном конгрессе по экологии в горном деле (г Москва, 1999 г), Второй Международной конференции «Сокращение эмиссии метана» (г Новосибирск, 2000 г), Отраслевом совещании-семинаре «Обеспечение пылегазового режима угольных шахт» (г Кемерово, 2001 г), Конференции «Человек на севере в XXI веке горное дело, ТЭК, экология, народонаселение» (г Воркута, 2001 г), Совещании «Опыт использования попутного газа (метана) на угольных шахтах Воркуты с целью повышения эффективности дегазации» (г Воркута, 2002 г), Научных симпозиумах и конференциях по угольному и шахтному метану в США (Алабама, 1993, 1995, 1997, 1999 г г), Австралии (1995 г ), Индии (1997 г ), Международном форуме «Рациональное природопользование» (г Москва, 2005 г), Научно-практической конференции «Обеспечение охраны труда и промышленной безопасности на предприятиях ОАО «СУЭК» (г Ленинск-Кузнецкий, февраль-март 2006 г )

Результаты работы на разных этапах ее выполнения экспонировались на ВДНХ СССР (серебряная и две бронзовые медали), VIII Международной выставке-ярмарке (диплом Кузбасской ярмарки 2001 г) и удостоены (в соавторстве) Премии Совета Министров СССР (1984 г ) Премии Правительства Российской Федерации (2004 г) и Премии Кузбасса (2007 г )

Публикации. Основные положения диссертации изложены в 150 рецензируемых научных работах, в том числе в 10 монографиях, 20 брошюрах, 50 научных статьях, 2 нормативных и 8 методических документах, 50 авторских свидетельствах и 10 патентах РФ на изобретения

Объем и структура. Диссертация содержит введение, 6 глав, заключение, список литературы из 213 наименований, 80 рисунков, 80 таблиц

В диссертации изложены результаты научных исследований, выполненных автором в 1985-2006 г г В исследованиях на различных этапах принимали участие сотрудники лаборатории газообильности и дегазации шахт ННЦ ГП - ИГД им А А Скочинского и лаборатории геоинформационных систем геотехнологий ИПКОН РАН, а в проведении шахтных наблюдений и экспериментальных работ - работники угольных компаний Кузбасса, Воркуты, Донбасса и Казахстана, ФЦДТ «Союз» и ОАО «Корпорация «Компомаш», которым автор выражает искреннюю признательность за помощь в работе

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Для обеспечения российского рынка рентабельным углем и сохранения экспортных позиций угольных компаний страны шахты должны стремиться к рубежу 2-3 млн т угля из комплексно-механизированного забоя в течение года, или до 7-10 тыс т в сутки, что затруднительно на высокометанообильных шахтах, поскольку фактические объемы удельного метановыделения на современных глубинах подземной добычи угля в России составляют в среднем 18,6 м^/т, или 13,3 кг СН4/Т добытого угля, те в 1,6 раза больше метанового потенциала разрабатываемого пласта Принудительное извлечение метана из источников его выделения путем использования традиционных способов дегазации разрабатываемых и сближенных угольных пластов снижает метановыделение из первых только на 15-20% , а из вторых — на 40-60% При таких показателях дегазации нагрузки на очистные забои по фактору газа, как правило, не превышают 1500-2000 т угля в сутки

В решении вопросов дегазации угольных пластов, начиная с 50-х годов прошлого столетия, приняли участие ученые ИПКОН РАН, ННЦ ГП-ИГД им А А Скочинского, МГГУ, СПГГИ (ТУ), ИУУ СО РАН, ВостНИИ, МакНИИ, ПечорНИ-Ипроект, ВНИИгаз, ДонУГИ и других организаций, в том числе производственных и проектных При этом наибольший теоретический и практический вклад в разработку методов извлечения метана внесли Г Д Лидии, И В Сергеев, А Т Айруни, К Н Трубецкой, А Д Рубан, В В Гурьянов, М А Иофис, Н Г Матвиенко, С В Кузнецов, Н И Устинов, А С Рябченко, Г Я Полевщиков, Н В Ножкин, Л А Пучков, С В Сластунов, С А Ярунин, К С Коликов, В Н Королева, А М Морев, О И Касимов, О С Гершун, ЕВ Крейнин, Е И Преображенская, В А Садчиков, С К Бай-мухаметов, А С Пантелеев, Ю И Калимов и др Результатом научных исследований и внедрения способов дегазации источников метановыделения при разработке газоносных месторождений угля явилась разработка редакций «Руководства по дегазации угольных шахт» 1967, 1975, 1990 г г

Проведенная в России реструктуризация угольной промышленности путем сокращения числа шахт и интенсификации добычи угля в очистных забоях позволила за последние 10 лет повысить на пологих и наклонных пластах среднесуточную

нагрузку на лавы в 2,6 раза (с 675 до 1744 т/сут), а в забоях с механизированной крепью - в 2,8 раза (с 909 до 2550 т/сут), что привело к росту метанообильности выемочных участков, которая в высокометанообильных шахтах стала достигать 5070 м7мин, а на отдельных участках при отработке первого в свите пласта - 80-90 м3/мин В таких условиях основная роль в обеспечении нормативной по газу ситуации принадлежит дегазации, способы и параметры которой необходимо совершенствовать как для достижения высоких нагрузок на лаву по газовому фактору, так и для наиболее полного извлечения и использования попутных энергоресурсов — каптируемых газовоздушных смесей

Исходя из анализа состояния метановой проблемы при подземной разработке газоносных угольных месторождений, теоретических и экспериментальных работ в области дегазации угольных шахт, особенностей рыночных отношений и в соответствии с поставленной в диссертации целью осуществлялось решение следующих основных задач

- разработка модели и установление закономерностей метановыделения в горные выработки и дегазационные скважины, функционирующие в угольном пласте на участках с различным напряженно-деформированным состоянием массива угля, протяженности и местонахождения зон повышенной газоотдачи массива угля в скважины с учетом основных природных и горнотехнических факторов,

- разработка модели изменения метаноносности разрабатываемого пласта в процессе ведения очистных работ и установление зависимости интенсивности метановыделения в призабойное пространство очистного забоя с ростом объемов добываемого в лаве угля и после прекращения угледобычных работ,

- установление местоположения относительно линии очистного забоя зон повышенного и максимального метановыделения в дегазационные скважины, пробуренные в плоскости разрабатываемого пласта, на подрабатываемые и надрабаты-ваемые сближенные пласты, относительно линии очистного забоя с учетом скорости подвигания забоя и мощности междупластья,

- исследование динамики дегазирующего влияния пластовых скважин, подготовительных выработок и очистных забоев на массив угля,

- разработка и апробация скважинных способов извлечения метана из угольных пластов при высокоинтенсивной их отработке,

- обоснование ресурсов и параметров извлечения метана из угольных пластов, разработка методов определения исходных данных для проектирования дегазации источников метановыделения на высокопроизводительных выемочных участках,

- промышленное внедрение и апробация новых методов интенсивного извлечения кондиционных метановоздушных смесей на угольных шахтах,

- разработка нормативно-методических документов по практической реализации новых способов и параметров дегазации источников метановыделения и проектирования дегазационных систем на угольных шахтах

Исследование газодинамических процессов в угольных пластах

Исследования газоотдачи угольных пластов с целью их дегазации в функции напряженно-деформированного состояния массива горных пород, изменяющегося в процессе очистной выемки угля, выполнялись в соответствии с моделью газовыделения, характеризующей в общем виде закономерность изменения интенсивности

метановыделения из угольного пласта в скважину, пробуренную в плоскости угольного пласта, в зависимости от условий его разработки (рис 1)

Наиболее важными по характеру газовыделения из угольного пласта в дегазационные скважины являются зоны природной газоотдачи, пригрузки и разгрузки пласта, расположенные соответственно между точками 1-2, 2-3 и 3-5

При наличии в угольном пласте скважины (точки 1, 2, 3) вертикальные напряжения на кромке массива, вскрытого скважиной, и схематически изображенные кривой 1'С-2'С-3'С-5', значительно меньше по величине, чем природные, обозначенные кривой 12'—34'—5' (рис 2) При этом характерной особенностью является смещение максимума напряжений в точке З'С относительно точки 3', обусловленное ослаблением несущей способности массива угля в окрестности скважины, где раньше наступает процесс частичной разгрузки пласта Местоположению этой точки (точка З'С) соответствует положение точки перегиба А на кривой газовыделения 1 "—2 "-А—3 "-В-М—С—5 "

Рисунок 2 - Модель газовыделения в дегазационную скважину, функционирующую в зонах разрабатываемого пласта с различным напряженно-деформироваиным состоянием массива

Для установления зависимостей и параметров протекания газодинамических процессов в угольном пласте, его газоотдачи и эффективности дегазации от основных природных и горнотехнических факторов проведены исследования на шахтах Кузбасса, Воркуты, Донбасса, Караганды, Китая и Мозамбика

Для оценки продуктивности пластовых скважин и скважин, пробуренных вкрест дегазируемого пласта, выполнены теоретические и экспериментальные исследования процесса газовыделения с обнаженной поверхности угольного пласта с использованием закона Дарси и фактических данных о газовом давлении в угольном пласте, его пористости, констант сорбции, входящих в уравнение Лэнгмюра, и

Рисунок 1 - Модель газовыделения в скважину в зонах пласта с различным напряженно-деформированным состоянием массива

вязкости метана определены численные значения коэффициентов газопроницаемости 6 пластов Ленинского и Беловского районов Кузбасса (шахты «Октябрьская», им СМ Кирова, «Комсомолец», «Чертинская») и установлена зависимость изменения во времени дебита метана из угольного пласта в скважину, пробуренную вкрест его простирания, на основе которой построены кривые, описывающие зависимость удельного метановыделения в в сухие скважины от времени I их функционирования и природной газопроницаемости X пластов (рис 3)

1,2 3 4-плааы 4 Полысаевский-1 Толмачевский, Бреевский соответственно Рисунок 3 - Объемы метановыделения из скважин, пробуренных вкрест угольного пласта

Из рисунка 3 видны весьма низкие величины удельного дебита метана Затраты на бурение и оборудование наземных скважин и их эксплуатацию при дегазации неразгруженных пластов угля без применения средств воздействия для повышения их газоотдачи не будут окупаться при столь низких объемах каптируемого метана даже сухими скважинами Поэтому в дальнейшем исследования газодинамических процессов, протекающих в угольном массиве, выполнены применительно к скважинам, пробуренным в плоскости угольных пластов из подземных выработок

Экспериментально исследована динамика метановыделения из неразгруженных угольных пластов в подготовительные выработки и пластовые дегазационные скважины Для описания процесса истечения метана в обоих случаях принята дробно-линейная зависимость При этом установлено, что численные величины показателей газоотдачи, то есть начального удельного метановыделения и темпа его снижения во времени, изменяются в значительных пределах не только в различных бассейна и шахтах, но и на отдельно взятых пластах По результатам газовоздушных съемок и материалам замеров, выполненных в 70 выработках на 17 шахтах, определены показатели газоотдачи 27 пластов Кузбасса и Воркуты

Характерным примером различной газоотдачи в дегазационные скважины являются выбросоопасные угольные пласты Так, пласт К?3 в условиях шахты «Пере-вальская» (бывш п/о «Ворошиловградуголь») отнесен к опасным по внезапным выбросам угля и газа Экспериментальные скважины были пробурены в плоскости пласта параллельно линии очистного забоя Пласт К6; на участке имел переменную мощность от 0,37 до 1,7 м (рис 4) и различную газоотдачу в скважины (рис 5) В нарушенной зоне пласта интенсивность начального метановыделения go, м3/(м2 сут) увеличилась в 2 , а темп ее снижения а, сут"1 - в 11,4 раза (кривая 2)

Удельное метановыделение g, м /(м" сут), изменяющееся во времени 1, сут, описано формулой

О)

* а/ +1

где а — показатель темпа снижения метановыделения во времени, сут 1

О 2-й западпьш ЬреысЪерг яластО-

Рисунок 4 - Разрез пласта в районе бурения скважин а- № 1-4, б —№ 5-8, е-№9-12

Рисунок 5 - Изменение газовыделения из скважин во времени 1 - вне зон геологических нарушений, 2 - в нарушенных зонах пласта

Чтобы эффективно дегазировать газоносные и выбросоопасные угольные пласты скважинами предварительной дегазации необходимо использовать экспериментально установленную связь между газовыделением G в подготовительные выработки и g в дегазационные скважины Выявлено, что в формулах

1/G = К t+ В (2)

l/g = K / + в (3)

коэффициенты R и к характеризующие тангенс угла наклона прямых 1/G = f (t) и 1/g = ф (t) к оси абсцисс, незначительно отличаются, то есть к « К Тогда, выполнив газовоздушные съемки в проводимых подготовительных выработках и приняв к = К, найдем, что

G0 =1/В, (4)

2 m

а = Kg0, (6)

а расстояние между пластовыми параллельно-одиночными скважинами диаметром d{м) на дегазируемом участке определится по формуле

/>Л°1п(яг + 1) R g_ > M V')

L., У 4,11

где - полезная длина скважины, м , 1оч — длина лавы, м, тд — дегазируемая скважинами мощность пласта м которая на пластах средней мощности принимается равной мощности m угольных пачек пласта, г - продолжительность предварительной дегазации пласта, сут , у - объемный вес угля, т/м3, кдегт — необходимый коэффициент предварительной дегазации пласта, доли ед , qm — метановыделение из угольного пласта в призабойное пространство лавы, м3/т

При проектировании угольных шахт, а также если отсутствуют фактические данные о метановыделении из угольных пластов в подготовительные выработки или дегазационные скважины, то для прогноза показателей газоотдачи пластов в скважины предварительной дегазации используются следующие формулы

go=fix, (8)

где \ - природная газоносность угольного пласта, м3/т с б м, /? - эмпирический коэффициент, величина которого находится из выражения

Величина показателя а (сут') рассчитывается по формуле

a = b-cVk,J, (10)

либо по формуле

a = Kgo, (11)

где Г1"' - выход летучих веществ, %, bue- эмпирические коэффициенты, равные соответственно 0,042 и 8,8 10~4 при V1"1 < 25% и 0,025 и 3,9 10"4 при > 25%, к - коэффициент, характеризующий газодинамические и фильтрационные

Р=-!--(9)

16+12m

свойства угольного пласта, м"/м3, те «к - фактор» пласта при его предварительной дегазации скважинами, который определяется экспериментально или по формуле

к = 6,25 10~5 т Н\ (.12)

где Н' - глубина залегания угольного пласта от верхней границы метановых газов, м

Важное практическое и теоретическое значение имеет вопрос распределения метаноносности и давления газа вблизи выработок или скважин, от решения которого зависит выбор параметров дегазации угольных пластов и их эффективность Экспериментальные исследования по определению величин давления газа и метаноносности, а также закономерностей их распределения в дегазируемой зоне пласта проведены в условиях пласта т3 шахты им А Ф Засядько (г Донецк) Давление газа в пласте определялось при помощи датчиков ПГД-2, которые устанавливались в пробуренных из штреков скважинах на расстояниях 3, 6, 7, 8, 10, 15, 20 м от боковой стенки откаточного штрека и 2,3, 4,4 и 4,8 м от дегазационной скважины Установлено, что давление газа в пласте на глубине 560-580 м от поверхности составило 4,5 106 Па, метаноносность пласта - 13,5 м3/тс б м, константы сорбции - 15,3 м3/тс б м и 0,05 2 1 03 Па, пористость - 6-7% Результаты замеров и обработка данных наблюдений показали, что перемещение > (м) зоны дегазации за время / (сут) может быть описано зависимостью

1=арт[Г, (13)

где ар - коэффициент, учитывающий газодинамические и фильтрационные свойства пласта, м/сут°5, определяется экспериментально

Этот метод использован для определения степени дегазации пласта и протяженности зоны с различной степенью дегазации, а также для построения полей давления газа и газоносности в зоне влияния выработки и скважины

В призабойном пространстве высокопроизводительной лавы слабо изученным являлся процесс метановыделения из разрабатываемых пластов, который в значительной степени обусловлен газоносностью массива угля и интенсивностью угледобычи в лаве Характер изменения метаноносности пласта и остаточной газоносности отбитого угля во времени от начала ведения работ по предварительной дегазации пласта до момента удаления отбитого угля за пределы участка приведен на рисунке 6, из которого видно, что вне зоны влияния очистной выработки за счет применения искусственной дегазации пласта его газоносность за время 11 снижается от природной X до некоторой величины X', зависящей от эффективности применяемых способов дегазации

X Хв А7| Х"| Л] - значения газоносности пласта соотвсгствутощис окончанию периодов времени 1\ Л '1 Л '•>

Рисунок 6 - Модель изменения газоносности пласта и отби гого угля во времени

Результаты исследования зависимости X = /(7?, () в массиве угля вблизи очистной выработки приведены на рисунке 7, а степень естественной дегазации пласта в зоне дегазирующего влияния забоя очистной выработки - на рисунке 8

Кривые! 2 3 4 игашеилвуют I 5 10 и 20 суткам обнажения ппаста выработкой

Рисунок 7 - Динамика ишенения газоносности } гольнт о массива вблизи обнажения пласта очистной выработкой

Кривые 1,2 3, 4 соответствуют расстоянию 0,1, 0,2, 0,3 и 0 5 м от поверхности обнажения пласта выработкой

Рисунок 8 - Динамика изменения коэффициента естественной дегазации массива угля очистной выработкой

Одной из задач исследования явилось выявление в высокопроизводительных лавах зависимости между интенсивностью метановыделения из разрабатываемого пласта и объемами среднесуточной или среднесменной добычи угля в очистном забое Исходными явились данные по КМЗ на шахтах Кузбасса и Воркуты с различной угледобычей в разнообразных горнотехнических условиях разработки угольных пластов При среднесуточной добыче угля в лаве до 10250 тонн (лавы по пластам «Болдыревский» и «Поленовский» на шахте им С М Кирова, 1 и 3-3а на шахте «Алардинская»), «Четвертый» и «Пятый» на шахтах ОАО «Воркутауголь») связь между мстановыделением в очистном забое /0, (м3/мин) и объемами суточной добычи угпя I (т/сут) описывается зависимостью

/„., = I 4 + 1Ф, (14)

где 1 - удельное метановыделение, характеризующее прирост объемов метана с каждой добытой тонны угля м3 сут/(т мин), ]ф - фоновое метановыделение в очистном забое до начала работы комбайна по добыче угля, м3/мин

Экспериментально определены величины фонового метановыделения 1ф в лавах и количественно оценена роль разрабатываемого пласта в формировании метановых потоков (показатель « / ») в процессе работы комбайна по отбойке угля

Исследование газоносности угольных пластов

Анализ данных об изменении газоносности с глубиной залегания пластов угля в Кузнецком бассейне свидетельствует о значительном разбросе экспериментально определенных геологами ее значений от средних по свите величин В связи с этим определены зависимости и численные величины газоносности и градиента ее изменения с глубиной залегания пластов угля на шахтных полях Кондомского, Осиновского, Байдаевскою, Томь-Усинского, Мрасского и Ленинского районов Кузбасса

Газоносность пласта «Шипанга» (Мозамбик) определялась как средняя величина с использованием 5 методов по газовыделениям из обнаженных поверхностей пласта во время проведения пластовой выработки и по газовыделению из обнаженных поверхностей пласта после остановки ее забоя с использованием а с СССР № 1043319, по газовыделению из отбитого в забое угля по а с СССР № 836365 и по газовыделению в процессе разгазирования выработки после кратковременной остановки вентилятора, а также по газовому давлению и сорбционной метаноемкости угля

Оценка ресурсов метана на горных отводах перспективных шахт

Прогнозные оценки ресурсов метана на начало 90-х годов прошлого столетия на горных отводах шахт бывш РСФСР свидетельствуют о том, что при запасах угля категории А+В+Сь равных 13,3 млрд т, ресурсы метана, определенные нами ретроспективным методом, на действующих шахтных полях составляли 261,8 млрд м3, а при промышленных запасах угля той же категории 8,1 млрд т- 161,3 млрд м3 те на каждую тонну добытого угля приходилось 19,9 м3 выделившегося в шахтах метана (среднесуточная добыча угля на 177 шахтах составляла 326,7 тыс т) Возможности средств дегазации, применявшейся в то время на 57 шахтах России, составляли по шахте 20%, и существовавшей технологией за срок службы шахт можно было извлечь из угольных пластов при их подземной разработке 31,1 млрд м3 метана

После реструктуризации угольной отрасли и сокращения числа шахт с дегазацией до 22, отмечено снижение объемов каптируемого метана При газоносности угольных пластов, равной в Воркутском месторождении и Кузбассе, соответственно, 13,5-20,8 и 10,3-25,3 м3/т с б м, геологические ресурсы метана в угольных пластах рабочей мощности составляют 7,84 млрд м3 в Воркуте и 25,3 млрд м3 в Кузбассе, а горнотехнологические ресурсы метана, определенные ретроспективным методом, - 19,1 млрд м3 на 6 шахтах Воркуты и 30,1 млрд м3 на 16 шахтах Кузбасса На каждую тонну добываемого угля в шахтах Воркутского месторождения и Кузнецкого бассейна прогнозируются 42,7 и 19,7 м3 выделяющегося метана соответственно

Исследованиями установлено, что ресурсы метана, определенные по ретроспективному методу, основанному на анализе фактических данных о добыче угля и объемах выделившегося из шахт метана, на порядок меньше геологических объемов метана, содержащегося в угленосных отложениях Результаты этих исследований привели к выводу, что объемы метана, выделяющегося в горные выработки и дегазационные скважины, - это реальные ресурсы, на которые можно ориентироваться при составлении проектов на извлечение и использование шахтного метана и, прежде всего, метана дегазации (таблицы 1 и 2) При этом отмечено, что падение производительности шахт с дегазацией в объединении шахт «Воркутауголь» на 25% привело к снижению газовыделения в шахтах на 10%, а объемов каптируемого метана - на 18%

Таблица 1 - Выделение метана из угольных шахт России

Год Чисто шах г Выделение метана из действующих шахт, млн м3/год Утилизация метана, млн м3/год

всего в том числе в атмосферу Земли

в горные выработки в дегазационные сети

1990 177*' 57 2207 4 1668,9 1730 9 1191 9 476 5 2160,1 47 3

2003 105 22 1145 4 945,1 838 5 638 2 306,9 1105,2 40,2

Примечание - Числитель - всего, знаменатель - шахты с дегазацией

Таблица 2 - Метановыделение из действующих шахт Кузнецкого и Печорского бассейнов

Бассейн Гол Число шачт (|е\ниче-ских ед ) Выделение метана из шахт млн м3/год Утилизация метана, млн м3/год

всего в том числе в атмосферу Земли

в горные выработки в дегазационные сети

Кузнецкий 1990 752 33 1242 8 876 0 1031 2 664,4 211 6 1242,8 -

2003 48 13 652 5 576,8 548 8 473,1 103,7 652 5 -

Печорский 1990 19 10 711 3 642 7 481 8 413,2 229 5 664,0 47,3

2003 7 6 382 0 368,3 220 0 206,3 162,0 341,8 40,2

Примечание - *' Числи гель - всего, знаменатель - шахты с дегазацией

Разработка екважинных способов интенсивного извлечения метана из неразгруженных угольных пластов

Интенсификация газоотдачи пластов угля в дегазационные скважины при высоких скоростях подвигания очистных забоев приобретает первостепенное значение путем внедрения новых технико-технологических решений, которые подразделены на 4 основные группы

- технология дегазации пласта перекрещивающимися скважинами на участках очистных рабог (а с СССР №№ 924407, 1439266),

- технолог ия дегазации с предварительным гидроимпульсным воздействием на массив утя с целью повышения его проницаемости и газоотдачи (ас СССР № 883509, патенты РФ №№ 2127364, 2152518, 2166637, 2217593, 2272909 и 2276723),

- технология дегазации мощного пласта при проходке выработок, сочетающая гидроразрыв массива угля через опережающую забой выработки скважину, с которой затем сетью искусственно созданных трещин сообщаются барьерные скважины или скважины предварительной дегазации, пробуренные по нижнему слою пласта (ас СССР №№ 1402678 1550174),

- технология подготовки пластов угля к безопасной по газу отработке (а с СССР №№ 1453046 и 1481403)

Способ дегазации пласта перекрещивающимися скважинами включает в себя проведение из одной выработки серии скважин параллельно очистному забою и ориентированных на него (рис 9 и 10) Он основан на эффекте разгрузки угольного массива вблизи полостей скважин в узлах их перекрещивания, где формируются две системы вертикальных пересекающихся трещин, обеспечивающие аэродинамическую связь между сериями скважин, пробуренных под углом друг к другу В результате этого массив угля дегазируется интенсивнее и равномернее, что весьма важно особенно на выбросоопасных пластах Для усиления аэродинамической связи между системами перекрещивающихся скважин может быть выполнено искусственное воздействие на пласт, например, путем гидроразрыва массива, преимущественно в импульсном режиме

/\|

1 - параллельные очистному забою скважины, 2 - ориентированные на очистной забой скважины пробуренные из конвейерного штрека 3 - участковый газопровод 4 - ориентированные на очистной забой скважины, пробуренные из фланговой выработки, 5 - магистральный газопровод

Рисунок 9 — С\ема дегазации угольного пласта перекрещивающимися скважинами при их бурении из участковой и фланговой выработок 1

• \ 2ч з ^ I

—л . ^

\ \

\ \ 1-4

1 - очистной забой, 2 — параллельная очистному забою скважина 3 - ориентированная на забой скважина, пробуренная по верхнему слою З1 - ориентированная на забой скважина пробуренная по нижнему слою, 4, 4' - газопроводы

Рисунок 10 - Схема дегазации мощного пласта восходящими скважинами, пробуренными из выработок верхнего и нижнего слоев

Экспериментальные исследования по оценке продуктивности перекрещивающихся скважин при различных вариантах схем их бурения выполнены на шахтах Карагандинского и Донецкого бассейнов Фактически достигнутые коэффициенты дегазации пласта (уровень снижения газовыделения) составили 0,3-0,4 при расстоянии между сериями (кустами) скважин 16 м и 0,4-0,5 при расстоянии 12 м

Перекрещивающиеся скважины на выемочных полях обеспечивают не только достаточно высокую для разрабатываемого пласта эффективность дегазации, но и способствуют более глубокому увлажнению угольного массива, например, по а с СССР № 1809116 Они эффективны также при проходке подготовительных выработок с применением серии перекрещивающихся барьерных и коротких скважин При этом после бурения коротких скважин барьерные скважины отключаются от дегазационного трубопровода, а их устья заглушаются или тампонируются, что способствует снижению подсосов воздуха в дегазационный трубопровод

Дегазация угольного массива перекрещивающимися скважинами внедрена на 12 очистных участках (8 угольных пластов на 9 шахтах) на глубине от дневной поверхности 200-1040 м На участках с различной плотностью бурения скважин, оцениваемой запасами дегазируемого угля Z (т/м), зависимость удельного метановыде-ления q, (м7т) из пласта в зонах с природной газопроницаемостью за 180 сут дегазации показана на рисунке 11 и описана уравнением

ql=^L— (15)

pz +1

где q , р - эмпирические коэффициенты (табл 3), Z - запасы дегазируемого угля, приходящегося на 1 м скважины, т/м

q мУг

• «

20 40 60 80 100 Ъ, т/м I - параллельные очна ному табою скважины 2 - перекрещивающиеся скважины

Рисунок 11 - Зависимость удельного дебита каптированного метана от запасов угпя приходящегося на 1 м скважины

Таблица 3 — Показатели газоотдачи разрабатываемых угольных пластов в скважины

С\ема дегазации

Коэффициент перекрещивающимися скважинами параллельными очистному забою скважинами

уравнения (l!7) пласты средней мощности и мощные вы-бросоопасные пласты средней мощности и мощные выбросо-

мощные пласты мощные опасные пласты

q 5,1 17,9 2 5 2,9

ff 0 024 0,125 0,039 0,047

Корреляционное значение 0 82 0 87 0 69 0 70

В таблице 4 в качестве примера приведены результаты дегазации мощных вы-бросоопасных пластов Карагандинского бассейна и пласта II t на шахте «Дзюлишань» (КНР) по традиционной (а) и новой (Ь) схемам дегазации участков пласта, обуренных по площади на 55-75% В обуренной зоне пласта II) при расстоянии между кустами перекрещивающихся скважин 7 м и сроке дегазации 284 суток из 1 тонны дегазируемых запасов угля извлечено 5,22 mV т метана На шахте им В И Ленина при проведении подготовительной выработки в зоне пласта d(„ где съем метана составлял 4,6-5,6 м3/т, внезапные выбросы угля и газа отсутствовали, скорость проходки возросла в 2 раза

Опыт внедрения предварительной дегазации перекрещивающимися скважинами на шахтах СНГ и КНР свидетельствует о том, что эффект от ее применения в значительной степени определяется крепостью угля, слагающего дегазируемый пласт Зависимость коэффициента К,., характеризующего увеличение удельного газовыделения из пласта в перекрещивающиеся скважины по сравнению с традиционными параллельными очистному забою скважинами, от крепости / угля (по методу М М Протодьяконова) определяется по формуле

К„ = 2,8-1,31/ (16)

Таблица 4 - Сравнение продуктивности параллельно-одиночных и перекрещивающихся скважин на мощных выбросоопасных пластах

Символ пласта й 3 с 3 3 1> п 2 X « и & Дегазируемые скважинами шпасы угля т/м Продолжительность дегазации сут количество каптиро ванного метана, отнесенного к Г Коэффициент интенсификации метано выделения Примечание

(-"з сч 5 >> л а я « и — а

к,2 Им 50-лстия СССР а Ь 84 б 44 330 330 М 2,9 53 129 1 2,4 Пласт выбросо- опасный

к,2 «Карат шиитская» а Ь 71 6 73 4 305 305 09 1,9 63 137 1 2,2 То же

к7 «Сокурская» а Ь 114 18,7 155 145 М 5,3 57 99 1 1,7 То же

к7 «Сок\рская» а Ь 68 25 7 360 360 0 5 3,7 34 95 1 2,8 То же

¿6 Им В И Ленина г Ь 21 255 4,6 97 - Пласт особовыб-росоопас-ный

¿6 Им В И Ленина ь 21 390 5 6 118

П, «Дзюлишань» а Ь 32 7 52 1 242 242 и 2,9 53 150 1 2,8 Пласт особовыб-росоопас-ный

Н, «Дзюлишань» Ь 46 7 242 2 1 97 -

Примечания 1 На одном выемочном поле 2 На центральном \часгке лавы 13051 3 На западном участке лавы 13051

Разработка способов газогидроимпульсного воздействия на угольных массив

Для выявления основных факторов, влияющих на эффективность гидровоздействия, оценено влияние темпа и давления импульсного нагнетания жидкости на образование сети трещин Наибольшая скорость роста трещины достигается в том случае, когда фильтрация жидкости в стенки трещин отсутствует Учитывая режим фильтрации жидкости, и предположив справедливость закона Дарси, установлено, что расход жидкости на фильтрацию в стенки трещины на четыре порядка меньше расхода жидкости на заполнение трещин, следовательно, фильтрация жидкости в стенки трещины при времени воздействия 1 с не оказывает заметного влияния на процесс гидрообработки пласта Чтобы начали расти трещины, необходимо обеспечить соответствие скорости нарастания давления такой скорости роста трещин, при которой поле напряжений вблизи устья трещин перестанет быть квазистатическим

В качестве такой скорости принята скорость распространения звука в угле, равная (0,75-2) 103 м/с

Зависимость давления жидкости (Р, Па) от времени (1, с) в начальной фазе импульсного воздействия имеет вид

Р=са (17)

а зависимость для расчета скорости роста трещины (ут, м/с)

где 5 - ширина трещины, м, а - скорость нарастания давления в импульсе, Па/с, ц - вязкость жидкости, кг/(м с)

Подставив значение ут=2 103 м/с в формулу (18), находим а = 6 107 Па/с Следовательно, скорость нарастания давления в импульсе должна быть не менее 108Па/с Минимальное значение напряжений на контуре скважины а1М1 (МПа) для образования трещин в радиусе ЯЭф (м) определяется по формуле

где асж — предельные напряжения сжатия, МПа, ; - радиус скважины, м Расчеты, проведенные по формуле (19), показывают, что при изменении прочности угля асж от 3 до 7 МПа, радиусе зоны трещинообразования /?,,/, = 10 ми радиусе скважины г = 0,05 м минимальные напряжения на контуре скважины должны быть соответственно равными 43 и 100 МПа Минимальная продолжительность т импульсного воздействия на массив непрерывной волной сжатия определяется с учетом условия разрушения по Гриффитсу из выражения

г = , (20)

где 1 — длина трещины, м, с - скорость звука в массиве, м/с С учетом продолжительности начального отрезка импульса (период роста давления до максимума), равного 0,1-0,15с, в течение которого прирост давления происходит с максимальной скоростью и процесс роста трещины наиболее устойчив, длина трещины в массиве угля при с = 900 м/с, может составить 9-13 м С целью определения исходных свойств и конструкции заряда твердого топлива совместно с ФЦДТ «Союз» разработана математическая модель, описывающая процесс горения заряда и истечения газов из камеры сгорания в ствол, и методика расчета внутри-баллистических характеристик установки Методика позволяет рассчитать основные параметры работы установки давление продуктов сгорания, температуру, расход рабочей жидкости через ствол, скорость движения рабочей жидкости в стволе Зависимость скорости движения жидкости в трубе с фильерами, имитирующей скважину и наличие трещин в массиве, от времени показаны на рисунке 12 и имеют вид всплесков различной амплитуды, разделенных паузами Скорость движения жидкости в импульсе значительно превышает необходимое для трещинообразования ее значение, равное 28,3 м/с (расход жидкости по МГГУ, равный 100 л/с)

1, м/с 140120 100 80 60 -40-

28 3 -20-

I I Уровень ^асхОД^'-ШС^1^.

i 1 1 . А

ил /Аг^^

0 2 04 06 0'8 Г,0 12 1.4 t, С 1— семь оцноканальныч шашек наружным диаметром 60 мм, внутренним 12 мм, 2— одноканальная шашка наружным цпамегром 180 мм внутренним 30 мм 3-одна безканальная шашка диаметром 180 мм

Рисунок 12 - Зависимость скорости движения границы раздела сред «газ-жидкость» в стволе установки от времени при различных конструкциях заряда (кривые 1-3)

На характер изменения давления в камере сгорания существенное влияние оказывает величина начальной поверхности горения заряда чем она больше, тем более динамичен характер воздействия рабочей жидкости на угольный пласт и тем меньше по продолжительности колебательный процесс в камере сгорания Заряд, состоящий из семи одноканальных шашек, удовлетворяет основным требованиям импульсного воздействия на угольный пласт при минимальной массе заряда

Разработка способов и обоснование параметров комплексной дегазации угольных пластов на участках ведения очистных работ

Увеличение добычи угля и обеспечение безопасных условий труда в шахтах с высокой газообильностыо не может быть осуществлено без применения комплекса высокоэффективных способов борьбы с метаном (проветривание горных выработок и дегазация источников метановыделения) Эффективность дегазации в целом по высокопроизводительному участку должна достигать 70-80 %

Применительно к бесцеликовой технологической схеме ведения очистных работ по столбовой системе разработки с погашением выработок за лавой большое преимущество перед другими может иметь способ комплексной дегазации разрабатываемого пласта, сближенных пластов и выработанного пространства скважинами с использованием сбоечных дренажно-транспортных скважин по а с СССР №№ 608961, 796464 Принципиальная схема способа показана на рисунке 13

4 - буровая ниша

Рисунок 13 — Комплексная дегазация сближенных угольных пластов на отрабатываемом участке шахтного поля совместно с дегазацией разрабатываемого угольного пласта в пределах выемочного поля подготовленного к отработке

Преимущество предложенного способа перед известными шахтными способами состоит в том, что работы по дегазации ведутся на отрабатываемом участке, ранее отработанном и подготавливаемом, а расположение сбоечных дренажно-транспортных скважин благоприятствует контролю производительности скважин и выбору оптимального режима дегазации, способствующего извлечению метана высокой концентрации

Эффективность этого и других способов дегазации предопределяется параметрами пробуренных скважин на сближенные пласты в зоны повышенного газовыделения Смещение относительно линии очистного забоя в сторону выработанного пространства местоположения точки максимума газовыделения (см рисунок 1), те смещение в завал от створа лавы проекции точки максимума метановыделения в сближенном пласте на плоскость рабочего пласта (величина .г„1сп), в значительной степени зависит от мощности М междупластья В интервале величин междупла-стий 25-60 м при подработке сближенных пластов и 10-30 м при надработке зависимость величины хтт исчисляемой в метрах, аппроксимируется уравнением прямой

хтах=кМ+с1, (21)

где к и с? — эмпирические коэффициенты Коэффициент к является функцией скорости подвигания лавы (рис 14) и рассчитывается по формуле

к = О- 4 ехрС-а !'оч) , (22)

в которой О, 1 и а - эмпирические коэффициенты, в среднем равные 2,13, 2,4, 0,66 при подработке и 3,48, 3 34, 0,49 при надработке соответственно, Уоч - скорость под-вигания очистного забоя м/сут Коэффициент d равен 3,3 при подработке угольных пластов и 4 0 - при надработке

Рисунок 14 - Изменение коэффициента к с ростом скорости подвигания очист но) о забоя при де! азации подрабатываемых (1) и надрабатываемых (2)

угольных пластов

Наиболее продуктивны скважины, забои которых оказываются в зоне повышенной газоотдачи с координатами х„тх (расстояние от забоя лавы до проекции на рабочий пласт точки максимального газовыделения в дегазируемом сближенном пласте) и у,„ах (расстояние от неподвижной границы уголь-выработанное пространство на участке до проекции на рабочий пласт той же точки), принятыми в соответствии с рекомендациями таблицы 5, где М- величина междупластья

Таблица 5 - Местоположение зон повышенного газовыделения в скважины

Скорость подвигания очистного забоя, м/суг Подрабатываемый пласт (М = 25-60 м) Надрабатываемый пласт {М= 10-30 м)

■*»iui м Утах I41 X)nax > М Утах , М

1 \1 0 4М 1,5 М 0,9 М

1 5 1 3 М 0,5 М 2 М 1,1 М

2 5 1 7 Л/ 0,6 М 2,6 М 1,2 М

3 5 2 М 0 8 М 3 М 1,5 М

5 2 1 Ы - 3,3 М -

10 2 2 Л/ - -

Основные исследования по оценке эффективности дегазации и извлечения газовоздушных смесей с кондиционным содержанием в них метана через скважины, пробуренные с земной поверхности, выполнены на шахтах Ленинского и Беловско-го районов Кузбасса При этом были использованы данные шахт и ВостНИИ, а также информация по шах гам Карагандинского бассейна Опыт дегазации шахт через скважины, пробуренные с поверхности, свидетельствует о следующем

1 Отмечена пропорциональная зависимость коэффициента (Кдег) способа дегазации скважинами, пробуренными с земной поверхности, от величины отношения суммарной мощности подрабатываемых пластов (Хтсп) к вынимаемой мощности пласта (т„) В условиях шахт им С М Кирова, «Комсомолец» и «Октябрьская» при

столбовой системе разработки с обрушением кровли и возвратноточной схеме проветривания эта зависимость описана уравнением

)

Зависимость (23) изображена на рисунке 15 и может быть использована на стадии проектирования для предварительной оценки эффективности дегазации сближенных подрабатываемых пластов и выработанного пространства наземными скважинами

Кдег 8

06 04 0,2 0

1 2 3 Хтсп/П1п

цифры при точках - число вертикальных скважин

Рисунок 15 - Зависимость коэффициента дегазации от отношения суммарной мощности дегазируемых подрабатываемых угольных пластов к вынимаемой мощности пласта

2 Отмечена закономерность увеличения концентрации метана в каптируемой скважинами смеси по мере увеличения его дебита При этом, чем меньше скважин N (шт) в совместной работе, тем выше концентрация метана С (%) Газовоздушная смесь с кондиционным метаном извлекалась обычно в том случае, когда его дебит 10ег „ из скважины превышал 7 м3/мин

Для выбора режима работы вертикальных скважин составлена номограмма (рис 16), где I - метанообильность участка, м3/мин, К,к.„- коэффициент дегазации, доли ед

Рисунок 16 - Номограмма для определения параметров дегазации сближенных пластов и выработанного пространства скважинами, пробуренными с поверхносп и

Увеличение коэффициента дегазации требует повышенных затрат на ее проведение, вследствие чего существует рациональный уровень эффективности дегазации на выемочных участках Оптимальные с экономической точки зрения значения коэф-

фициенюв дегазации при применении какой-либо схемы дегазации устанавливаются исходя из прибыли от реализации добытого угля Методический подход к определению оптимального коэффициента дегазации и технического уровня схем дегазации позволяет оценить целесообразную с экономической точки зрения эффективность дегазации в конкретных горно-геологических и горнотехнических условиях

Методические основы проектирования дегазации угольных шахт

Концепция ведения дегазационных работ и извлечения угольного метана рассматривается как часть общей концепции, направленной на повышение объемов добычи угля и уровня безопасности в газовых и выбросоопасных шахтах Концепция повышения уровня безопасности ведения горных работ в шахтах по газовому фактору заключается в реализации рациональных схем подготовки шахтных полей и выемочных участков применении высокопроизводительной и безопасной технологии очистной выемки угля и сопутствующих ей операций, нормализации вентиляционного режима и снижении метанообильности выработок за счет внедрения эффективных способов дегазации угольных пластов, в надежном контроле параметров и состава рудничной атмосферы и каптируемых газовоздушных смесей, в мероприятиях по предупреждению и локализации взрывов газа и пыли Концепции повышения объемов добычи угля, извлечения метана, эффективной дегазации и газовой безопасности в метанообильных шахтах неразрывны Концептуальным положением является также то, что каптируемый в шахтах метан должен быть использован в максимально возможных объемах При этом утилизация шахтного метана для выработки электроэнергии наиболее прибыльна

Для проектирования дегазации и эффективного ведения дегазационных работ на шахтах Российской Федерации с привлечением коллектива авторов составлены «Положения по дегазации угопьных шахт» (2006 г ) и «Методические рекомендации о порядке дегазации угольных шахт» (РД-15-09-2006) В них учтены опыт применения проектными и производственными организациями нормативного Руководства по дегазации угольных шахт (1990 г) и результаты научных исследований, выполненных в 1991-2005 г г по вопросам дегазации угольных шахт, извлечения и утилизации каптируемых в шахтах метановоздушных смесей В «Положениях » и «Методических рекомендациях » в соответствии со статьей 23 Закона Российской Федерации «О недрах» в числе основных требований по рациональному использованию недр прецусмотрено наиболее полное извлечение запасов угольного метана, выделяющегося в шахтах в процессе добычи угля, и его рациональное использование, учтены требования «Правил безопасности в угольных шахтах» (2003 г) по безопасному ведению дегазационных работ (п п 268 и 278 Правил)

Реализация результатов исследования способов и параметров интенсивного извлечения метана при высокоинтенсивной отработке газоносных пластов

на угольных шахтах

Результаты исследований, выполненных сотрудниками ИПКОН РАН и ННЦ ГП - ИГД им А А Скочинского, по российской программе «Метан» (19921995 г г), международному российско-украинскому проекту «Дегазация» (19972000 г г ) и заданиям Департамента угольной промышленности Минэнерго России

по подземной дегазации разрабатываемых угольных пластов, дегазации подрабатываемых и надрабатываемых пластов угля и пород (1997-1998 г г ), заданиям Агентства по энергетике России (2004-2005 г г ), а также по плану НИР ИПКОН РАН в рамках раздела 2 проблемы 6 16 (2004-2005 г г), явились базовыми для разработки нормативных документов и методических пособий Новые способы, схемы и параметры дегазации угольных пластов внедрены на шахтах бывшего СССР, России и СНГ с экономическим эффектом в 1,865 млрд рублей (в ценах 2002 г )

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации, являющейся квалификационной научной работой, изложены научно обоснованные технологические и технические решения по повышению безопасности горных работ на основе управления газодинамическим состоянием углепород-ного массива путем реализации новых способов и параметров извлечения метана при высокоинтенсивной отработке газоносных угольных пластов, внедрение которых вносит значительный вклад в развитие угольной отрасли при высокоинтенсивной разработке газоносных месторождений угля подземным способом

Основные научные и практические результаты, полученные лично автором, выводы и рекомендации работы заключаются в следующем

1 Установлены закономерности метановыделения из угольных пластов в выработки и дегазационные скважины с учетом зональности напряженно-деформированного состояния массива, позволяющие по местоположению точек перегиба на кривых, описывающих процесс газовыделения в дегазационные скважины, определить протяженность разгружаемого очистным забоем участка угольного массива, на котором повышается его газоотдача в дегазационные скважины, и местоположение ее максимума Установлено, что процесс метановыделения в подготовительные выработки и дегазационные скважины на пластах описывается дробно-линейной зависимостью, параметрами которой являются показатели начальной интенсивности метановыделения и темпа ее снижения во времени, первый из которых зависит в основном от газоносности и мощности пласта, а второй - от глубины разработки, выхода летучих веществ, мощности и газоносности пласта

2 Обоснован и разработан метод определения газоотдачи пласта в подготовительные выработки, проходимые в неразгруженном пласте, заключающийся в проведении газовоздушной съемки, построении зависимости обратной величины интенсивности метановыделения во времени с последующим расчетом численных значений показателей газоотдачи пласта и определении по динамике дебита метана из скважин показателей газоотдачи неразгруженных угольных пластов в дегазационные скважины Экспериментально установлены зависимости для расчета показателей начального метановыделения из угольных пластов и темпа его снижения в подготовительные выработки и дегазационные скважины с учетом основных природных факторов

3 По данным изменения газового давления вблизи поверхности обнажения пласта установлены зависимости динамики дегазирующего влияния пластовых скважин, подготовительных выработок и очистных забоев на массив угля, а также зависимость величины интенсивности метановыделения в призабойное пространство лавы от среднесуточной (или сменной) добычи угля, учитывающая интенсивность фонового

выделения метана из обнаженных поверхностей пласта и выработанного пространства и темп нарастания метановыделения из отбитого в лаве угля по мере повышения производительности угледобывающей техники

4 Установлено, что в условиях Кузнецкого бассейна коэффициент дегазации способа с использованием пробуренных с земной поверхности скважин зависит от величины отношения суммарной мощности дегазируемых сближенных пластов, расположенных в кровле разрабатываемого пласта, к вынимаемой мощности пласта и имеет пропорциональный характер Эта зависимость подтверждена также в условиях Карагандинского угольного бассейна На основе данной зависимости для выбора режима работы скважин и извлечения кондиционных по метану газовоздушных смесей составлена номограмма, в которой учтены основные горногеологические и горнотехнические факторы, как метанообильность участка, суммарная мощность сближенных пластов и вынимаемая мощность пласта, число функционирующих на выемочном участке вертикальных скважин

5 Разработаны принципиально новые технико-технологические решения по интенсивному извлечению метана из неразгруженных угольных пластов, подтвержденные авторскими свидетельствами СССР и патентами РФ на изобретения, в числе которых дегазация пласта перекрещивающимися скважинами на участках очистных работ и дегазация с предварительным гидроимпульсным воздействием на массив угля с целью повышения его проницаемости и газоотдачи

6 По оценке продуктивности дегазационных скважин экспериментально доказано, что удельное количество каптированного из пласта метана (объем извлеченного метана из 1 т дегазируемых запасов угля) перекрещивающимися скважинами по сравнению с традиционными схемами дегазации (параллельными забою лавы скважинами) выше в среднем в 2,1 раза при одинаковой плотности бурения скважин на мощных и средней мощности пластах Карагандинского бассейна и в 1,5 раза - на пластах средней мощности в Донбассе Установлено, что на выбросоопасных пластах, сложенных менее прочными углями, извлечение метана значительно выше, чем на пластах с прочными углями - до 2,8-3,5 раза Производительность очистных забоев после внедрения предварительной дегазации разрабатываемого пласта перекрещивающимися скважинами на семи выемочных участках возрастала в среднем на 18%

7 Научно обоснованы основные параметры способа газогидроимпульсного воздействия на предварительно обводненный массив угля темп нагнетания жидкости, величина импульса и давление, оказываемое на стенки скважины и на жидкость в трещинах прискважинной зоны пласта Установлено, что минимальное значение напряжений на контуре скважины для образования трещин пропорционально величине предельных напряжений сжатия в угольном пласте и корню квадратному из отношения величины необходимого радиуса воздействия к радиусу скважины

8 Экспериментально установлены численные значения эффективности совместного применения основных способов и схем комплексной дегазации источников газовыделения при различных технологических схемах очистных работ сочетание разработанных способов дегазации на отрабатываемых длинными столбами участках пласта обеспечивает эффективность дегазации 55-65 % при поддержании выработок за лавой и 45-50 % - при их погашении

Применительно к бесцеликовой технологической схеме ведения очистных работ при столбовой системе разработки с погашением выработок за лавой разработан новый способ комплексной дегазации разрабатываемого пласта, сближенных пластов и выработанного пространства подземными скважинами, основанный на использовании сбоечных дренажно-транспортных скважин Эффективность данного способа комплексной дегазации может составлять от 60 до 80% в различных горногеологических условиях за счет продолжительного дренирования разрабатываемого пласта и эффективного функционирования пробуренных на сближенные пласты скважин в течение всего времени отработки выемочного участка

9 Обоснован и разработан метод определения оптимального коэффициента дегазации и оценки технического уровня схем дегазации, который позволяет прогнозировать целесообразную эффективность дегазации в конкретных горногеологических и горнотехнических условиях работы высокопроизводительных очистных забоев в газообильных шахтах, и дает возможность оперативно принимать обоснованные решения по выбору способов и схем эффективной дегазации основных источников метановыделения

10 Разработанные новые способы и схемы интенсивной дегазации угольных пластов, в том числе защищенные изобретениями, реализованы на шахтах Кузнецкого, Донецкого и Карагандинского угольных бассейнов Суммарный годовой экономический эффект от реализации новых разработок на угольных шахтах России составил в 2001 г 353 млн рублей, в 2002 г - 334 млн рублей, а суммарный эффект

- 1,865 млрд рублей (в ценах 2002 г) Ряд результатов выполненных исследований включен в материалы, за которые диссертант в составе авторского коллектива удостоен Премии Правительства РФ в области науки и техники за 2004 г

Результаты исследования по теме диссертации составной частью вошли в «Методические рекомендации о порядке дегазации угольных шахт» (РД-15-09-2006), введенные в действие Ростехнадзором 01 03 2007 г

Список использованных источников

1 Авт свид СССР № 1043319 Способ определения газоотдачи участка пласта / В С Забурдяев - 1983 - Бюл № 35

2 Забурдяев В С /Вильчицкий А В , Рудаков БЕ/ Интенсификация дегазации угольных пластов на глубоких горизонтах // Безопасность труда в промышленности

- 1985 -№9 - С 36-38

3 Забурдяев В С /Сергеев И В , Рудаков Б Е / Выбор рациональной технологии выемки угля в газообильных шахтах // Обзорная информация - М ЦНИЭИ-уголь, 1985 -50 с

4 Сергеев ИВ/ Забурдяев ВС/ Опыт дегазации выбросоопасных пластов // Уголь - 1985 - № 3 -С 21-24

5 Сергеев И В /Забурдяев В С , Рудаков БЕ/ Опыт применения комплексной дегазации в угольных шахтах // Обзор - М ЦНИЭИуголь, 1985 - 49 с

6 Газообильность каменноугольных шахт СССР Эффективные способы искусственной дегазации угольных пластов на больших глубинах /РА Галазов, А Т Айруни, В С Забурдяев и др - М Наука, 1987 - 200 с

7 Забурдяев В С /Сергеев И В , Вильчицкий А В и др / Дегазация угольных пластов с применением методов активации газовыделения // Обзорная информация

- М ЦНИЭИуголь, 1988 - 50 с

8 Авт свид СССР № 1439266 Способ дегазации угольного пласта / Д И Бух-ны, Б Е Рудаков, В С Забурдяев и др - 1988 - Бюл № 43

9 Сергеев И В /Забурдяев В С , Бухны Д И и др / Опыт интенсивной дегазации выемочных участков // Обзорная информация - М ЦНИЭИуголь, 1989 - 36 с

10 Авт свид СССР № 1481403 Способ подготовки выбросоопасного пласта к отработке /ВС Забурдяев, И В Сергеев, Б Е Рудаков и др - 1989 - Бюл № 19

11 Авт свид СССР № 1550174 Способ дегазации горного массива / Д И Бухны, В С Забурдяев, И В Сергеев и др - 1990 - Бюл № 10

12 Забурдяев ВС Новые методы дегазации и управления газовыделением в угольных шахтах // Обзорн информ вып 2, М ЦНИЭИуголь, 1990 — 65 с

13 Забурдяев В С /Бухны Д И , Рудаков БЕ/ Экономическая оценка способов и параметров дегазации // Безопасность труда в промышленности - 1990 -№11 -С 52-54

14 Газообильность каменноугольных шахт СССР Комплексное освоение газоносных угольных месторождений / А Т Айруни, Р А Галазов, В С Забурдяев и др -М Наука, 1990 -216 с

15 Забурдяев В С /Устинов НИ/ Опыт бурения скважин для дегазации шахт Обзорная информ , вып I -М ЦНИЭИуголь, 1991 -64 с

16 Забурдяев В С /Бухны Д И , Рудаков БЕ/ Метод оптимизации параметров дегазации шах г // Известия Института горного дела им А А Скочинского — М -1991/1 ~С 98-102

17 Забурдяев В С Ресурсы метана в угольных месторождениях // Безопасность труда в промышленности 1992 -№11 -С 2-7

18 Забурдяев В С Дегазация газоносных и выбросоопасных пластов скважинами // Безопасность труда в промышленности — 1992 -№3 —С 27-30

19 Управление газовыделением в угольных шахтах при ведении очистных работ /ИВ Сергеев, В С Забурдяев, А Т Айруни и др - М Недра, 1992 - 256 с

20 Zabourdyaev V S Methane Resources in Russian Deposits H International Coal-bed Methane Opportunities in Russia and Ukraine Birmingham, Alabama, May 17-18, 1993 -Pp 153-186

21 Ab'i свид СССР № 1809116 Способ дегазации и увлажнения пласта / В С Забурдяев, ИВ Сергеев, БЕ Рудаков и др -1993 -Бюл №14

22 Забурдяев В С Метан угольных месторождений ресурсы, объемы выделения, извлечения и использования//Горный вестник -1994 — № 1 —С 34-39

23 Забурдяев В С /Пак В С , Пантелеев АС/ Метанообильность очистных забоев, эффективность извлечения и использования каптируемого метана // Безопасность труда в промышленности - 1994 - №4 - С 10-14

24 Забурдяев В С Методы извлечения кондиционного метана из угольных шахт//Безопасность труда в промышленности —1994 - №3 -С 12-16

25 Zabourdyaev, V S Methods and Experience m Intensive Coalbed Methane Recovery at Coal Mines m the CIS // Bryant Conference Center The University of Ala-bamaTuscaloosa Alabama, USA - 1995 - Pp 207-217

26 Zabourdyaev V S Gas content forecasting methods for mine developments, gas content reduction means and prevention of sudden gas and coal outbursts // International symposium - cum - workshop on management and control of high gas emissions and outbursts in underground coal mines - 20-24 March, 1995 - Wollongong, NSW, Australia -Pp 229-235

27 Забурдяев В С /Устинов Н И , Пантелеев АС и др / Опыт бурения и герметизации скважин для извлечения кондиционного метана // Уголь - 1995 - №10 -С 48-50

28 Забурдяев В С /Ефремов К А , Рябченко АС/ Газообильность и эффективность дегазации очистных выработок на шахтах Кузбасса // Уголь - 1995 - № 1 -С 46-48

29 Саламатин А Г /Забурдяев ВС/ Проблемы дегазации угольных пластов // Безопасность труда в промышленности -1996 -№4 - С 41-46

30 Проблемы разработки метаноносных пластов в Кузнецком угольном бассейне /Ю Н Малышев, Ю Л Худин, В С Забурдяев и др / - М Изд-во Академии горных наук, 1997 - 464 с

31 Саламатин А Г /Забурдяев ВС/ Дегазация / Подземная разработка мощных пологих угольных пластов -М Недра, 1997 - С 34-48

32 Zabourdyaev, V S Origin and methods to decrease methane risk in coal mines // Proceedings of the 27 th International conferense of safety in mines research institutes -New Delhi, Calcutta - 1997 -C 1285-1294

33 Рубан А Д /Забурдяев ВС/ Метановая опасность и проблемы дегазации угольных шахт // Горный вестник - 1997 - № 3 - С 79-85

34 Zabourdyaev V S Role Degasification in Providing Safe Working Conditions m Gassy Mines // The 1997 International Coalbed Methane Symposium The University of Alabama Tuscaloosa, Alabama USA -1997 -Pp 249-264

35 Сергеев И В /Забурдяев ВС/ Перспективы развития технологии извлечения метана из углесодержащих толщ // Безопасность труда в промышленности -1997 - № 7 - С 2-8

36 Забурдяев В С /Устинов Н И , Пак ВС и др / Результаты дегазации выбро-соопасных пластов на шахтах СНГ и КНР // Безопасность труда в промышленности - 1998 -№ 3 -С 22-25

37 Zabourdyaev V S Results of study of outburst hazard seams degassing at mines m the CIS and the PRC // CCRI - International Mining Tech '98 Symposium / On Coal Mine Safety and Helth - 14-16 October 1998 -Chongqing -China -Pp 177-183

38 Сергеев И В /Забурдяев В / Нужны средства контроля О метановой опасности на шахтах России и перспективах ее снижения // Охрана труда и социальное страхование - 1998 -№10 - С 39-44

39 Патент РФ № 2127364 Установка для генерации гидравлических импульсов давления /А Д Рубан, В С Забурдяев, И В Сергеев, Г С Забурдяев и др - 1999 -Бюл № 7

40 Ruban, A D /Zabourdyaev V S / Methane Recovery and Utilization at the Existing Mines m the Russian Federation // The 1999 International Coalbed Methane Symposium Bryant Conference Center Tuscaloosa, Alabama, USA -1999 - Pp 291-300

41 Забурдяев В С /Забурдяев Г С , Козлов В А , Сухоруков Г И / Дегазация и увлажнение угольных пластов - эффективные методы повышения взрывобезопасности и экологии метанообильных шахт // Двойные технологии Российская инженерная Академия Секция "Инженерные проблемы стабильности и конверсии" - 1999 -№ 2 -С 36-40

42 Забурдяев В С /Рубан А Д , Сергеев ИВ и др / Методические положения по выбору и применению новых технологий дегазации и управления метановыделе-нием на угольных шахтах Люберцы-Макеевка, 2000 - 117 с

43 Забурдяев В С Дегазация разрабатываемого пласта - эффективный способ повышения производительности и безопасности работ в метанообильных шахтах // Горный информационно-аналитический бюллетень - МГГУ - 2000 - № 1 - С 149-154

44 Рубан А Д /Забурдяев В СУ Опасность взрывов метанопылевоздушных смесей в шахтах и пути ее снижения//Уголь-2000 -№5 -С 61-63

45 Патент РФ № 2152518 Способ дегазации надрабатываемой угленосной толщи /АД Рубан, В С Забурдяев, И В Сергеев, Г С Забурдяев и др - 2000 -Бюл № 19

46 Зайденварг В Е /Рубан А Д , Забурдяев В С , Захаров В H / Прогноз объемов извлечения метана на полях шахт Томь-Усинского и Мрасского районов Кузбасса // Уголь -2001 -№ 10 - С 15-18

47 Ruban A D /Zabourdyaev V S / Priority Objects for Coalbed Methane Recovery and Utilization in Russia // The 2001 International Coalbed Methane Sympbsium Bryant Conference Center Tuscaloosa, Alabama, USA - 2001

48 Забурдяев В С Метан - чистое топливо Оценка экономической и социальной эффективности дегазации угольных шахт // Охрана труда и социальное страхование -2001 -№ 8 -С 84-87

49 Забурдяев В С Перспективные объекты РФ для утилизации угольного метана // Горный информационно-аналитический бюллетень — МГГУ —2001 — №5 — С 35-41

50 Патент РФ № 2166637 Способ подготовки угольных пластов к отработке / АД Рубан, В С Забурдяев, И В Сергеев, Г С Забурдяев, А В Брайцев - 2001 -Бюл № 13

51 Забурдяев В С /Рубан А Д , Забурдяев Г С, Устинов H И , Иванов Б M / Методические основы проектирования дегазации на действующих и ликвидируемых шахтах -М ННЦ ГП - ИГД им А А Скочинского 2002 - 316 с

52 ¡Сергеев ИЕГ] /Забурдяев В С , Рубан А Д , Экгардт В И , Устинов НИ и др / Проблемы разработки угольных пластов, извлечения и использования шахтного метана в Печорском бассейне — M ННЦ ГП — ИГД им А А Скочинского, 2002 — 352 с

53 Зайденварг В Е /Рубан А Д , Забурдяев ВС и др / Методические положения оценки остаточных ресурсов метана и возможных объемов его извлечения на закрываемых шахтах//Уголь -2002 -№11 -С 7-12

54 Забурдяев В С Зарубежный опыт промысловой добычи угольного метана и ее перспективы в Кузнецком бассейне И Уголь -2003 -№2 -С 21-24

55 Патент РФ № 2217593 Способ дегазации угольного пласта /АД Рубан, В С Забурдяев, Г С Забурдяев - 2003 - Бюл № 33

56 Рубан А Д /Забурдяев ВС/ Проблемы безопасной разработки высокогазоносных угольных месторождений // Геотехнологические проблемы комплексного освоения недр - Екатеринбург, 2004 - С 86-98

57 Рубан, А Д /Забурдяев ВС/ Экологические технологии методические основы прогноза ресурсов и предотвращения выбросов метана в ликвидируемых угольных шахтах // Инженерная экология - 2004 - №5 - С 20-29

58 Забурдяев В С О необходимости разработки высокоэффективных способов и средств воздействия на массив угля через подземные скважины с целью снижения взрывов газа и пыли // Горный информационно-аналитический бюллетень — МГГУ -2004 -С 140-143

59 Забурдяев, В Метан закрываемых шахт ресурсы, объемы извлечения и использования // Горный информационно-аналитический бюллетень — МГГУ — 2004 -№ 8 - С 322-324

60 Забурдяев В С Эколого-экономические последствия выбросов шахтного метана в атмосферу Земли // Горный информационно-аналитический бюллетень -МГГУ -2004 -№ 8 -С 211-214

61 Рубан АД /Забурдяев ВС / Опыт извлечения и использования шахтного метана в России и ФРГ // Горный информационно-аналитический бюллетень — МГГУ -2004 - № 9 - С 153-158

62 Оценка ресурсов и объемов извлечения метана при подземной разработке угольных месторождений России / АД Рубан, В С, Забурдяев и Г С Забурдяев - М Институт проблем комплексного освоения недр РАН, 2005 - 152 с

63 Рубан А Д /Забурдяев ВС/ Основные проблемы обеспечения метанобезопасности геотехнологий интенсивной угледобычи // Горный журнал - 2005 - № 4 - С 84-86

64 Забурдяев В С Способы извлечения метана на п. >хтах России // Безопасность труда в промышленности - 2005 - № 9 - С 45-49

65 Забурдяев В С /Забурдяев ГС/ Способы интенсификации газоотдачи неразгруженных пластов угля в подземных условиях // Горный информационно-аналитический бюллетень / Тематическое приложение Метан -МГГУ -2005 -С 271-283

66 Забурдяев В С Зарубежный опыт извлечения и использования шахтного метана // Горный информационно-аналитический бюллетень / Тематическое приложение Метан - МГГУ -2005 -С 55-69

67 Забурдяев В С Состояние и тенденции развития подземных способов извлечения угольного метана // Горный информационно-аналитический бюллетень / Тематическое приложение Метан - МГГУ -2005 -С 96-103

68 Метан в шахтах и рудниках России прогноз, извлечение и использование /АД Рубан, В С Забурдяев, Г С Забурдяев, Н Г Матвиенко - М ИПКОН РАН, 2006 - 312 с

69 Патент РФ № 2272909 Способ воздействия на угольный пласт / А Д Рубан, В С Забурдяев, Г С Забурдяев и др - 2006 - Бюл № 9

70 Патент РФ № 2276723 Устройство газогидроимпульсное /В А Моисеев, В В Дегтярев, В С Забурдяев и др - 2006 - Бюл № 14

71 Положения по дегазации угольных шахт /АД Рубан, В Б Артемьев, В С Забурдяев и др /- М ИПКОН РАН, 2006 - 224 с

72 Методические рекомендации о порядке дегазации угольных шахт (РД-15-09-2006) /А Д Рубан, В С Забурдяев, В Б Артемьев, С Н Подображин и др/ - М ОАО «Научно-технический центр по безопасности в промышленности», 2007 -256с

Лицензия JIP №21037 от 08 февраля 1996 г Подписано в печать с оригинал-макета 17 07 2007 г Формат 60x84 1/16 Бумага «Mega Сору Office» Печать офсетная Набор компьютерный Объем 2 п л Тираж 100 экз Заказ №143

Издание ИПКОН РАН 111020 г Москва, Крюковский тупик, д 4

Содержание диссертации, доктора технических наук, Забурдяев, Виктор Семенович

ВВЕДЕНИЕ.

1 СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1 Проблемы угольного метана при подземной разработке газоносных месторождений.

1.1.1 Тенденции совершенствования подземной добычи угля в России.

1.1.2 Метанообильность угольных шахт России.

1.2 Анализ методов прогноза ресурсов и объемов выделения угольного метана в шахтах.

1.3 Анализ рациональных способов извлечения метана угольных месторождений.

1.4 Анализ параметров и эффективности способов дегазации угольных шахт.

1.5 Цель, задачи и методы исследования.

Выводы.

2 ИССЛЕДОВАНИЕ ГАЗОДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В УГОЛЬНЫХ ПЛАСТАХ И ОЧИСТНЫХ ЗАБОЯХ.

2.1 Исследование газодинамических процессов на участках пласта с различным напряженно-деформированным состоянием массива.

2.2 Исследование газоотдачи не разгруженных от горного давления угольных пластов в пробуренные вкрест пласта скважины.

2.3 Исследование закономерностей выделения метана из угольных пластов в подготовительные выработки.

2.4 Исследование закономерностей выделения метана из угольных пластов в скважины предварительной дегазации.

2.5 Исследование динамики изменения газоносности угольного пласта вблизи подготовительной выработки и дегазационной скважины.

2.6 Исследование степени дегазации разрабатываемого пласта подготовительной выработкой и дегазационной скважиной.

2.7 Особенности скважинной дегазации угольных пластов, склонных к внезапным выбросам угля и газа.

2.8 Обоснование методов определения показателей газоотдачи угольных пластов в скважины и параметров предварительной дегазации.

2.9 Исследование интенсивности метановыделения в очистных забоях.

2.9.1 Исследование газоносности пласта и динамики ее изменения вблизи очистного забоя.

2.9.2 Исследование интенсивности метановыделения в очистных забоях от среднесуточной и сменной добычи угля.

Выводы.

3 РАЗРАБОТКА СКВАЖИННЫХ СПОСОБОВ ИНТЕНСИВНОГО ИЗВЛЕЧЕНИЯ МЕТАНА ИЗ НЕРАЗГРУЖЕННЫХ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ.

3.1 Исследование динамики и показателей истечения метана из угольных массивов в пластовые перекрещивающиеся скважины.

3.1.1 Схемы дегазации пласта с использованием перекрещивающихся скважин.

3.1.2 Динамика и показатели истечения метана из угольных пластов в перекрещивающиеся скважины.

3.2 Оценка эффективности способов дегазации разрабатываемых угольных пластов перекрещивающимися скважинами.

3.2.1 Шахты Содружества независимых государств (СНГ).

3.2.2 Шахты Китая.

3.3 Влияние крепости угля на продуктивность перекрещивающихся скважин.

3.4 Результаты промышленного внедрения способа дегазации с использованием перекрещивающихся скважин.

Выводы.

4 РАЗРАБОТКА СПОСОБОВ ГАЗОГИДРОИМПУЛЬСНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА УГОЛЬНЫЙ МАССИВ.

4.1 Обоснование параметров воздействия на пласт угля импульсами высокого давления для повышения его проницаемости.

4.2 Разработка способов и средств газогидроимпульсного воздействия на массив угля.

4.3 Результаты стендовых испытаний газогенератора импульсов высокого давления.

4.3.1 Результаты стендовых испытаний газогенератора импульсов высокого давления конструкции ФЦДТ «Союз».

4.3.2 Результаты стендовых испытаний скважинного газогенератора импульсов высокого давления конструкции ОАО «Корпорация «Компомаш».

4.4 Предложения по способам подготовки угольных пластов к безопасной отработке по газовому фактору на основе дегазации с предварительным гидроимпульсным воздействием на массив угля через пластовые скважины.

Выводы.

5 РАЗРАБОТКА СПОСОБОВ И ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ КОМПЛЕКСНОЙ ДЕГАЗАЦИИ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ НА УЧАСТКАХ ВЕДЕНИЯ ОЧИСТНЫХ РАБОТ.

5.1 Условия применения и варианты способов комплексной дегазации на высокопроизводительных выемочных участках.

5.2 Влияние скорости подвигания очистного забоя на эффективность подземных способов дегазации сближенных пластов и выработанных пространств.

5.3 Особенности, режимы и параметры наземной дегазации разгружаемых от горного давления сближенных пластов угля и выработанных пространств.

5.4 Способы и параметры извлечения кондиционных по метану газовоздушных смесей из угольных шахт.

5.5 Оптимизация задачи определения параметров дегазации при очистной выемке угля.

Выводы.

6 МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ДЕГАЗАЦИИ ВЫСОКОПРОИЗВОДИТЕЛЬНЫХ УГОЛЬНЫХ ШАХТ.

6.1 Концепция ведения дегазационных работ на угольных шахтах.

6.2 Технологические требования к дегазационным системам угольных шахт.

6.3 Методические основы определения исходных данных для проектирования дегазации угольных шахт.

6.3.1 Эффективность дегазации.

6.3.2 Дегазация разрабатываемых угольных пластов.

6.3.3 Дегазация сближенных угольных пластов.

6.4 Оценка ресурсов угольного метана и объемов его извлечения на действующих и ликвидируемых шахтных полях.

6.4.1 Исходные данные.

6.4.2 Оценка ресурсов метана на горных отводах действующих шахт.

6.4.3 Определение объемов извлечения дегазационного метана.

6.4.4 Ресурсы метана на горных отводах ликвидируемых шахт.

6.5 Реализация результатов исследования способов и параметров интенсивного извлечения кондиционных по метану газовоздушных смесей.

6.5.1 Реализация результатов исследования в нормативных и методических документах.

6.5.2 Рекомендации по выбору способов и определению параметров дегазации угольных пластов на высокопроизводительных выемочных участках (на примере лав 24-48 и 25-90 шахты им. С.М. Кирова).

6.6 Экономический эффект от внедрения новых разработок.

Выводы.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Обоснование способов и параметров извлечения метана при высокоинтенсивной отработке газоносных угольных пластов"

Актуальность работы. Проблема обеспечения безопасных условий труда на угольных предприятиях России и других стран СНГ за последние годы приобретает все более острый характер. Интенсивная отработка угольных пластов сопровождается обильными метановыделениями в горные выработки, что при нарушении проветривания формирует условия для загазирования подготовительных и очистных забоев, повышает вероятность воспламенений и взрывов метановоздушной смеси. Особые опасения вызывают крупные аварии с групповыми несчастными случаями, о чем свидетельствуют взрывы метановоздушных смесей, произошедшие в последнее время на шахтах России, Украины и Казахстана. Вместе с тем содержащийся в угольных месторождениях метан является одним из видов экологически чистых минерально-сырьевых ресурсов. Его целесообразно извлекать из углегазовых месторождений попутно с добычей каменного угля. Это наиболее экономичный способ добычи угольного метана.

В Российской Федерации из 89 действующих шахт 80% отнесены к опасным по метану, из них 48% шахт являются наиболее метанообильными и только 25% шахт работают с дегазацией угольных пластов и выработанных о пространств. Дегазационными системами шахт извлекается 475 м /мин метана, что составляет 25% выделяющегося метана в шахтах РФ, или третью его часть в шахтах с дегазацией. Объемы использования каптируемого метана не о превышают 40 млн. м в год, а в атмосферу Земли ежегодно выбрасываются 1,25-1,3 млрд. м3 угольного метана.

В последние годы коэффициент извлечения метана из угольных месторождений РФ не превышает 0,25. В Кузбассе он составляет в среднем 0,150,17, а на шахтах с дегазацией - 0,23-0,26. В Воркуте этот показатель значительно выше и достигает 0,39-0,43 по объединению шахт ОАО «Воркутауголь». На шахтах ОАО «Воркутауголь» метан извлекается только средствами дегазации, а на шахтах Кузбасса на долю дегазации приходится 24% всего метана, извлеченного средствами дегазации и газоотсоса. Дегазационными о установками на российских шахтах каптировалось 1750 м/мин метановоздушной смеси при средней концентрации в ней метана - 27%. Концентрация метана менее 3,5% отмечена на 6 вакуум-насосных станциях, от 3,5 до25% - на 11 и свыше 25% - на 17 станциях. Объемы извлечения метана средствами дегазации на добычных участках составляют 250 млн.м3/год (9,5 о м /т) и даже при существующей технике и технологиях дегазации могут быть повышены в 1,5-1,7 раза в Кузнецком бассейне и в 1,2-1,3 раза в Воркутском месторождении, что позволит довести объемы каптируемого метана в очистных

3 3 забоях до 150-170 м /мин в шахтах Кузбасса и до 285-310 м /мин - в шахтах Воркуты. В перспективе в Кузбассе возможно трехкратное, а в Воркуте -двукратное увеличение съема метана средствами дегазации. Коэффициент извлечения метана на шахтах с дегазацией может быть повышен до 0,35-0,40 в Кузбассе и до 0,45-0,50 в Воркуте.

Из числа ликвидируемых шахт извлечение и использование метана целесообразно только на шахтах, закрытие которых предусмотрено «сухим» или «комбинированным» способами. К их числу относятся шахты «Капитальная», «Зыряновская», «Байдаевская», «Полысаевская» и «Западная». Однако опыта извлечения и утилизации метана закрываемых шахт в России пока нет.

Целью работы является научное обоснование технологических решений при подземной разработке газоносных угольных месторождений, на основе установления закономерностей выделения и извлечения метана из угольных пластов, разработки новых способов и обоснования параметров извлечения метана при высокоинтенсивной отработке газоносных пластов угля для повышения безопасности горных работ по газовому фактору, проектирования дегазации угольных шахт и прогноза ресурсов эмиссионного метана.

Идея работы заключается в комплексном учете природных, горнотехнических и газодинамических факторов, особенностей и показателей метановыделения в газообильных шахтах при высокоинтенсивной отработке газоносных пластов угля, закономерностей и показателей их газоотдачи в горные выработки, скважины и дегазационные системы шахт, режимов и параметров извлечения средствами дегазации кондиционных метановоздушных смесей, пригодных для утилизации.

Методы исследования включали: анализ литературных и фондовых материалов; патентные исследования; исследование объемов выделения, извлечения и использования метана; изучение газоносности и газопроницаемости угольного массива; теоретические и экспериментальные исследования газодинамических процессов, протекающих в горном массиве и угольных пластах; шахтные наблюдения процессов газовыделения в горные выработки, скважины и дегазационные системы; стендовые исследования режимов и параметров газогидроимпульсного воздействия на горный массив; технико-экономический анализ и оптимизацию задачи выбора способов и определения параметров дегазации источников метановыделения. Данные обширных шахтных наблюдений и экспериментов, проведенных с применением апробированных методик, обрабатывались методами математической статистики, а соответствие зависимостей фактическим данным проверялось методами корреляционного анализа.

Основные научные положения, выносимые на защиту:

1 Газодинамические процессы, протекающие в угольном пласте и количественно оцениваемые интенсивностью выделения метана из массива угля в скважины, подготовительные и очистные выработки, существенно связаны с природными свойствами пласта, перераспределением вертикальной составляющей горного давления в углепородном массиве и производительностью очистных забоев. Точки перегиба на кривой интенсивности газовыделения являются границами перехода газосодержащего массива угля из одного напряженного состояния в другое. Местоположение максимума на кривой газовыделения определяет область наиболее интенсивного выделения метана в горные выработки и скважины относительно линии очистного забоя. Ее координаты зависят в основном от величины междупластья и скорости движения очистного забоя.

2 В зоне природной проницаемости угольного пласта величина интенсивности метановыделения в скважину зависит от времени начала процесса истечения газа, газосодержания в прилегающем к скважине угольном массиве, газоотдачи пласта, характеризуемой величиной начального удельного метановыделения и скоростью его снижения во времени. Начальное метановыделение в дегазационные скважины пропорционально начальному метановыделению из пласта в подготовительную выработку и зависит от метаноносности и мощности пласта, а скорость снижения во времени - от глубины залегания пласта, его мощности и выхода летучих веществ. Скорость возрастания во времени обратной величины удельного метановыделения в подготовительную выработку и дегазационные скважины на участках исследуемого пласта с природной проницаемостью практически одинакова, что дает основание прогнозировать динамику метановыделения в скважины по ее показателю для подготовительной выработки и наоборот.

3 Протяженность границы зоны дренирования или внутренней изогазы -изогазы, соответствующей нормативной (либо исследуемой) газоносности с учетом необходимой степени дегазации неразгруженного пласта выработкой или скважиной, зависит от продолжительности процесса дренирования и коэффициента, учитывающего газодинамическое состояние угольного пласта.

4 Увеличение интенсивности и объемов каптируемого из пласта метана и степени его дегазации, достигаются применением способа, основанного на бурении перекрещивающихся скважин, одна серия которых параллельна очистному забою, вторая ориентирована на него. Эффективность дегазации пласта таким способом вне зоны влияния очистного забоя возрастает по сравнению с традиционной схемой из параллельных забою скважин (при равном объеме бурения) в 1,5-2 раза, а с учетом отвода метана ориентированными на лаву скважинами из разгружаемой от горного давления зоны пласта - в 2-2,5 раза. Предпочтительной областью эффективного применения этого способа дегазации являются пласты, опасные по внезапным выбросам угля и газа, характеризующиеся пониженной крепостью угля.

5 Газогидроимпульсный способ, средства и параметры воздействия на неразгруженный угольный массив с целью повышения его проницаемости и газоотдачи в скважины обеспечивают формирование новых и развитие имеющихся в пласте трещин по всей длине скважины при величине давления в импульсе до 100-150 МПа и скорости его нарастания 100-200 МПа в первые десятки миллисекунд.

6 Эффективность дегазации сближенных пластов скважинами, пробуренными из горных выработок или с земной поверхности, зависит от параметров системы разработки, схемы проветривания выемочного участка и скорости подвигания очистного забоя. Чем выше скорость подвигания линии очистного забоя, тем дальше в выработанное пространство отодвигается область максимального газовыделения из сближенного пласта в дегазационную скважину и меньше эффективность традиционных способов дегазации сближенных пластов. Отрицательное влияние высокой скорости подвигания лавы на эффективность дегазации сближенных пластов устраняется путем применения разработанного способа, основанного на использовании сбоечной скважины, соединяющей оставляемые в выработанном пространстве дегазационные скважины с газопроводом, который прокладывается в выработке очередного выемочного столба.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждаются: соответствием установленных закономерностей выделения метана в горные выработки и дегазационные скважины в различных угольных регионах России, СНГ, КНР и Мозамбика фундаментальным представлениям о характере протекания процессов газовыделений в пористых угленосных средах; удовлетворительной сходимостью результатов аналитических исследований газодинамических процессов, протекающих в угольных пластах, с фактическими значениями интенсивности газовыделения в шахтах (погрешность не более 10-15%); представительными шахтными экспериментами и наблюдениями за объемами и интенсивностью метановыделений в горные выработки и дегазационные скважины (250 выемочных участков и 70 подготовительных забоев на 66 шахтах РФ, СНГ, КНР и Мозамбика); практикой реализации новых разработок по технологии и параметрам дегазации угольных пластов, включенных в отраслевые нормативные документы (1990 г. и 2006 г.), планы технического развития производства на шахтах бывших объединений «Донецкуголь», «Луганскуголь», «Донбассантрацит», «Карагандауголь» и «Воркутауголь», проекты дегазации выемочных участков на шахтах ОАО ОУК «Южкузбассуголь» и ОАО «СУЭК».

Научная новизна результатов исследований состоит в следующем:

- установлены качественные и количественные характеристики процессов извлечения метана из угольных пластов в зонах различного напряженного состояния массива, изменяющегося в процессе очистной выемки угля, что позволяет определить границы зоны опорного давления, зон начала и максимума газовыделения из угольных пластов в зависимости от местоположения и скорости подвигания очистного забоя;

- установлены зависимости и параметры протекания газодинамических процессов в неразгруженном угольном пласте, вскрытом подготовительной выработкой или дегазационной скважиной, зависимости изменения начального удельного метановыделения в скважины предварительной дегазации и темпа его снижения во времени от метаноносности и мощности пласта, глубины залегания и выхода летучих веществ и зависимости, позволяющие прогнозировать объемы извлечения метана из пластовых скважин в периоды дегазации и отработки выемочного участка с учетом показателей газоотдачи пласта, его мощности, параметров дегазируемого участка пласта, времени его обуривания, дегазации и отработки;

- установлено, что обратная величина газовыделения в подготовительную выработку и в дегазационные скважины возрастает во времени и практически одинакова, что свидетельствует о постоянной для конкретного пласта величине, которая характеризует его газопроницаемость в условиях залегания, а произведение этой величины на интенсивность начального газовыделения определяет скорость снижения газовыделения во времени;

- разработаны методы определения показателей газоотдачи угольных пластов в дегазационные скважины и метод оптимизации задачи выбора способов дегазации угольных пластов и выработанного пространства, основанный на закономерностях газовыделения в дегазационные системы и обеспечивающий целесообразную с экономической точки зрения эффективность дегазации; разработаны методические основы проектирования дегазации выемочных участков и угольных шахт, учитывающие закономерности метановыделения в скважины, опыт применения скважинных способов интенсивного извлечения кондиционных по метану смесей, прогнозные объемы ресурсов шахтного метана, объемы его извлечения и рационального использования.

Научное значение работы состоит в обосновании прогнозных ресурсов шахтного метана, изучении природных и горнотехнических факторов, оказывающих влияние на интенсивность истечения метана из угольных пластов в дегазационные системы участков и шахт, в разработке методов определения исходных данных и оптимальных параметров способов и схем дегазации, повышающих безопасность ведения горных работ и производительность очистных забоев по газовому фактору, снижающих себестоимость добываемого угля, и обеспечивающих извлечение пригодных для утилизации кондиционных по концентрации метана газовоздушных смесей.

Практическое значение работы:

- разработаны способы и обоснованы методы определения параметров извлечения метана при высокоинтенсивной отработке газоносных угольных пластов, которые являются составной частью отраслевых нормативно-методических документов по проектированию и применению дегазации угольных шахт (1990, 2002, 2006 г.г.);

- разработаны и внедрены технологические схемы интенсивного извлечения метана из разрабатываемых угольных пластов на основе применения перекрещивающихся скважин (шахты СНГ и КНР), обеспечивающие прирост объемов каптированного метана в 1,5-2,5 раза относительно традиционных схем предварительной дегазации разрабатываемых пластов;

Реализация результатов работы

Реализация результатов работы в угольных шахтах осуществлялась в процессе опытно- промышленных испытаний новых технологических решений, включенных в отраслевые нормативно-методические документы («Руководство по дегазации угольных шахт», 1990 г.; «Методические положения по выбору и применению новых технологий дегазации и управления метановыделением на угольных шахтах», 2000 г.; «Положения по дегазации угольных шахт», 2006 г.; «Методические рекомендации о порядке дегазации угольных шахт», РД-15-09-2006 г.).

Общий экономический эффект от внедрения результатов диссертационной работы на шахтах Донецкого, Печорского и Карагандинского бассейнов СССР за 1981-1989 г.г. составил 2649,5 тыс.руб. (расчеты выполнены по «Временной методике определения плановых и фактических показателей экономической эффективности внедрения научно-технических мероприятий в угольной промышленности», ЦНИЭИуголь, М., 1983).

За счет внедрения разработанных способов и параметров интенсивного извлечения метана на газообильных шахтах Кузнецкого бассейна и Воркутского месторождения в период после 1991 г. получен экономический эффект в 2001 г. на 8 шахтах ОАО ОУК «Южкузбассуголь» в размере 198,7 млн. руб., на шахте «Чертинская» (ОАО «Сибирьуголь») за период 1990-2001 г.г. - 20 млн. руб., на 6 шахтах ОАО «Воркутауголь» за 1999-2001г. - 306,8 млн. руб., при этом отмечена динамика роста экономического эффекта: 1999 г. - 48,4 млн. руб., 2000 г. - 106,5 и 2001 г. - 151,9. млн. руб. В 2002 г. экономический эффект от реализации новых способов и параметров интенсивного извлечения метана составил на шахтах ОАО «Воркутауголь» 126,3 млн. руб., на шахтах ОАО ОУК «Южкузбассуголь» - 208,5 млн. руб.

Эффект от внедрения новых способов дегазации на шахтах бывшего СССР (1987-1988 г.г.) и Российской Федерации (1999-2001 г.г.) составил 1865 млн. руб. Результаты диссертации отражены в работе «Разработка и промышленное внедрение комплекса высокоэффективных методов прогноза газовыделения и новых способов интенсивного извлечения метана в шахтах и рудниках России», отмеченной Премией Правительства Российской Федерации в области науки и техники за 2004 г.

Апробация работы

Основные результаты научных исследований доложены и получили положительную оценку на многочисленных международных и российских научно-технических конференциях и симпозиумах, совещаниях надзорных служб и органов исполнительной власти, заседаниях Ученых советов и семинарах ИГД им. А.А. Скочинского и ИПКОН РАН; VII Всесоюзной научной школе «Деформирование и разрушение материалов с дефектами и динамические явления в горных породах и выработках» (г. Симферополь, 1990 г.); Координационном совещании по рассмотрению итогов выполнения Комплексной программы «Метан угольных пластов» (г. Москва, 1992 г.); Конференции по проблемам экологии в горном деле (г. Москва, 1993 г.); «Неделе горняка» (1997-2007 г.г.); Отраслевом совещании по вопросам совершенствования вентиляции и дегазации шахт (г. Кемерово, 1994 г.); III Всемирном конгрессе по экологии в горном деле (г. Москва, 1999 г.); Второй Международной конференции «Сокращение эмиссии метана» (г. Новосибирск, 2000 г.); Отраслевом совещании-семинаре «Обеспечение пылегазового режима угольных шахт» (г. Кемерово, 2001 г.); Конференции «Человек на севере в XXI веке: горное дело, ТЭК, экология, народонаселение» (г. Воркута, 2001 г.); Совещании «Опыт использования попутного газа (метана) на угольных шахтах Воркуты с целью повышения эффективности дегазации» (г. Воркута, 2002 г.); Научных симпозиумах и конференциях по угольному и шахтному метану в США (Алабама, 1993, 1995, 1997, 1999 г.г.), Австралии (1995 г.), Индии (1997 г.); II Международном координационном совещании «Кислород и окружающая среда» (г. Таллинн, 2003 г.); Международном форуме «Рациональное природопользование» (г. Москва, 2005 г.); Научно-практической конференции «Обеспечение охраны труда и промышленной безопасности на предприятиях ОАО «СУЭК» (г. Ленинск-Кузнецкий, февраль-март 2006 г.), семинарах-совещаниях по вопросам внедрения нормативных документов (февраль-март 2007г.) и производственного контроля на предприятиях угольной отрасли (апрель 2007 г.).

Результаты работы на разных этапах ее выполнения экспонировались на ВДНХ СССР (серебряная и две бронзовые медали), VIII Международной выставке-ярмарке (диплом Кузбасской ярмарки, 2001 г.) и удостоены (в соавторстве) Премии Совета Министров СССР (1984 г.), Премии Правительства Российской Федерации (2004 г.) и Премии Кузбасса (2007 г.).

Объем и структура. Диссертация содержит: введение, 6 глав, заключение, список литературы из 213 наименований, 80 рисунков, 80 таблиц.

Заключение Диссертация по теме "Геомеханика, разрушение пород взрывом, рудничная аэрогазодинамика и горная теплофизика", Забурдяев, Виктор Семенович

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации, являющейся квалификационной научной работой, изложены актуальные для угольной отрасли научно обоснованные технологические и технические решения по повышению безопасности горных работ на основе управления газодинамическим состоянием углепородного массива путем реализации новых способов и параметров узвлечения метана при высокоинтенсивной отработке газоносных угольных пластов, внедрение которых вносит значительный вклад в развитие угольной отрасли при подземной разработке газоносных месторождений угля.

Основные научные и практические результаты, полученные лично автором, выводы и рекомендации работы заключаются в следующем:

1. Установлены закономерности метановыделения из угольных пластов в выработки и дегазационные скважины с учетом зональности напряженно-деформированного состояния массива, позволяющие по местоположению точек перегиба на кривых, описывающих процесс газовыделения в дегазационные скважины, определить протяженность разгружаемого очистным забоем участка угольного массива, на котором повышается его газоотдача в дегазационные скважины, и местоположение ее максимума. Установлено, что процесс метановыделения в подготовительные выработки и дегазационные скважины на пластах с природной газопроницаемостью описывается дробно-линейной зависимостью, параметрами которой являются показатели начальной интенсивности метановыделения и темпа ее снижения во времени. Первый из них зависит в основном от газоносности и мощности пласта, а второй - от глубины разработки, выхода летучих веществ, мощности и газоносности пласта.

2. Обоснован и разработан метод определения газоотдачи пласта в подготовительные выработки, проводимые в неразгруженном пласте, заключающийся в проведении газовоздушной съемки, построении зависимости обратной величины интенсивности метановыделения во времени с последующим расчетом численных значений показателей газоотдачи, определении по динамике дебита метана из скважин показателей газоотдачи неразгруженных угольных пластов в дегазационные скважины. Экспериментально установлены зависимости для расчета показателей начального метановыделения из угольных пластов и темпа его снижения в подготовительные выработки и дегазационные скважины с учетом основных природных факторов.

3. По данным изменения газового давления вблизи поверхности обнажения пласта установлены зависимости динамики дегазирующего влияния пластовых скважин, подготовительных выработок и очистных забоев на массив угля, а также зависимость величины интенсивности метановыделения в призабойное пространство лавы от среднесуточной (или сменной) добычи угля, учитывающая интенсивность фонового выделения метана из обнаженных поверхностей пласта и выработанного пространства и темп нарастания метановыделения из отбитого в лаве угля по мере повышения производительности угледобывающей техники.

4 Установлено, что в условиях Кузбасса изменение коэффициента дегазации способа с использованием пробуренных с земной поверхности скважин, в зависимости от величины отношения суммарной мощности дегазируемых сближенных пластов, расположенных в кровле разрабатываемого пласта, к вынимаемой мощности пласта, имеет пропорциональный характер. Эта зависимость подтверждена в условиях Карагандинского угольного бассейна. На основе данной зависимости для выбора режима работы скважин и извлечения кондиционных по метану газовоздушных смесей составлена номограмма, в которой учтены такие факторы, как метано-обильность участка, суммарная мощность сближенных пластов и вынимаемая мощность пласта, число функционирующих на выемочном участке вертикальных скважин.

5. Разработаны принципиально новые технико-технологические решения по интенсивному извлечению метана из неразгруженных угольных пластов, подтвержденные авторскими свидетельствами СССР и патентами РФ на изобретения, в числе которых: дегазация пласта перекрещивающимися скважинами на участках очистных работ и дегазация с предварительным гидроимпульсным воздействием на массив угля с целью повышения его проницаемости и газоотдачи.

6. По оценке продуктивности дегазационных скважин экспериментально доказано, что удельное количество каптированного из пласта метана (объем извлеченного метана из 1 т дегазируемых запасов угля) перекрещивающимися скважинами по

326 сравнению с традиционными схемами дегазации - параллельными забою лавы скважинами, выше в среднем в 2,1 раза при одинаковой плотности бурения на мощных и средней мощности пластах Карагандинского бассейна и в 1,5 раза - на пластах средней мощности в Донбассе. Установлено, что на выбросоопасных пластах, сложенных менее прочными углями, извлечение метана значительно выше, чем на пластах с крепкими углями - до 2,8-3,5 раз. Опыт дегазации пласта d^ (шахта им. о

В.И.Ленина, г.Караганда) показал, что извлечение из пласта 4,6-5,6 м /т метана перекрещивающимися скважинами позволило исключить внезапные выбросы угля и газа в подготовительных забоях. Производительность очистных забоев после внедрения предварительной дегазации разрабатываемого пласта перекрещивающимися скважинами на семи выемочных участках возростала в среднем на 18 %.

7. Научно обоснованы основные параметры способа газогидроимпульсного воздействия на предварительно обводненный массив угля жидкостью, являющейся рабочим телом для образования новых трещин: темп нагнетания жидкости, величина импульса и давление, оказываемое на стенки скважины и на жидкость в трещинах прискважинной зоны пласта. Установлено, что минимальное значение напряжений на контуре скважины для образования трещин пропорционально величине предельных напряжений сжатия в угольном пласте и корню квадратному из отношения необходимого радиуса воздействия к радиусу скважины.

8. Экспериментально установлены численные значения эффективности совместного применения основных способов и схем комплексной дегазации источников газовыделения при различных технологических схемах очистных работ - сочетание разработанных способов дегазации на отрабатываемых длинными столбами участках пласта обеспечивает эффективность дегазации 55-65 % при поддержании выработок за лавой и 45-50 % - при их погашении.

327 геологических условиях за счет продолжительного дренирования разрабатываемого пласта и эффективного функционирования пробуренных на сближенные пласты скважин в течение всего времени отработки выемочного участка.

9. Обоснован и разработан метод определения оптимального коэффициента дегазации и оценки технического уровня схем дегазации, который позволяет прогнозировать целесообразную эффективность дегазации в конкретных горногеологических и горнотехнических условиях работы высокопроизводительных очистных забоев в газообильных шахтах и дает возможность оперативно принимать обоснованные решения по выбору способов и схем эффективной дегазации основных источников метановыделения.

10. Разработанные новые способы и схемы интенсивной дегазации угольных пластов, в том числе защищенные изобретениями, реализованы на шахтах Кузнецкого, Донецкого, Карагандинский угольных бассейнов. Суммарный годовой экономический эффект от реализации новых разработок на угольных шахтах России составил в 2001 г. 353 млн. рублей, в 2002 г. - 334 млн. рублей, а суммарный эффект -1,865 млрд. рублей (в ценах 2002 г.). Ряд результатов выполненных исследований включен в материалы, за которые диссертант в составе авторского коллектива удостоен Премии Правительства РФ в области науки и техники за 2004 г.

Библиография Диссертация по наукам о земле, доктора технических наук, Забурдяев, Виктор Семенович, Москва

1. Рубан, А.Д. /Шатиров С.В., Гранин И.В./ Газо-угольная стратегия в топливообеспечении России. М.: ННЦ ГП - ИГД им. А.А. Скочинского, 2000. -101 с.

2. Гринько, Н.К. /Гапанович Л.Н., Батурин О.Б./ Обеспечение нагрузки на очистной забой 2-3 млн. т угля в год на шахтах России // Уголь. — 1998. № 5. — С. 15-18.

3. Правила безопасности в угольных шахтах (ПБ 05-618-03). Серия 05. Выпуск 2 / Колл. авт. М.: Государственное унитарное предприятие «Научно-технический центр по безопасности в промышленности Госгортехнадзора России», 2003. - 296 с.

4. Сергеев, И.В. /Забурдяев B.C. и др./ Проблемы безопасности в метанообильных шахтах // Безопасность труда в промышленности. 1997. - №2. -С. 2-5.

5. Рубан, А.Д. /Забурдяев B.C./ Метановая опасность и проблемы дегазации угольных шахт // Горный вестник. 1997. - № 3. - С. 79-85.

6. Рубан, А.Д. /Субботин А.И., Забурдяев B.C./ Метанообильность шахт: интенсивность метановыделения, вспышки и взрывы метана // Горный информационно-аналитический бюллетень. МГГУ. - 2000. — № 7. - С. 150-154.

7. Рубан, А.Д. /Забурдяев B.C./ Опасность взрывов метанопылевоздушных смесей в шахтах и пути ее снижения // Уголь. 2000. - №5. — С. 61-63.

8. Гейл, Джон /Фроинд Поль./ Снижение метановой эмиссии для предотвращения глобального изменения климата. Роль России. Труды II Международной конференции «Сокращение эмиссии метана». Новосибирск, 2000. -С. 70-78.

9. Забурдяев, B.C. Метан угольных месторождений: ресурсы, объемы выделения, извлечения и использования // Горный вестник. 1994. - № 1. - С.34-39.

10. Айруни, А.Т. Теория и практика борьбы с рудничными газами на глубоких горизонтах. М.: Недра, 1981. - 335 с.

11. Малышев, Ю.Н. /Айруни А.Т./ Комплексная дегазация угольных шахт. -М.: Издательство Академии горных наук, 1999. 327 с.

12. 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.

13. Предварительная дегазация угольных пластов / Г.Д. Лидин, А.Т. Айруни, И.В. Сергеев и др. -М.: Изд. ЦНИЭИуголь, 1973. 72 с.

14. Лидин, Г.Д. /Сергеев И.В., Забурдяев B.C./ Расчет параметров дегазации разрабатываемых угольных пластов скважинами // Безопасность труда в промышленности. 1971. - № 3. - С. 33-36.

15. О развитии исследований и разработок по вопросам добычи метана угольных пластов / К.Н. Трубецкой, Н.Г. Матвиенко, А.Т. Айруни и др. // Горный информационно-аналитический бюллетень. М.: Изд. МГГУ, 1996. - № 4. - С. 1318.

16. Трубецкой, К.Н. /Матвиенко Н.Г., Бобин В.А. и др./ Разработка научных основ промысловой добычи газа из метаноугольных месторождений России / Геотехническая механика. Киев-Днепропетровск, 2000. С. 78-83.

17. Гурьянов, В.В. Заблаговременное извлечение метана перспективное направление технологического развития подземной угледобычи / Геомеханика и технологическое развитие подземной угледобычи в Кузбассе. - Кемерово: ИУУ СО РАН - 2004. - С. 179-183.

18. Трубецкой, К.Н. /Гурьянов В.В., Бобин В.А./ Освоение ресурсов метана из угольных месторождений: некоторые результаты и пути решения проблемы // Горный журнал. 2005. - № 4. - С. 89-93.

19. Трубецкой, К.Н. /Гурьянов В.В./ О возможности повышения газоотдачи угольных пластов на основе управления геомеханическим состоянием углевмещающей толщи // Уголь. 2006. - № 2. - С. 64-66.

20. Иофис, М.А. Научные основы управления деформационными и дегазационными процессами при разработке полезных ископаемых. М.: ИПКОН АН СССР, 1982.-230 с.

21. Матвиенко, Н.Г. /Зимаков Б.М., Гурьянов В.В. и др./ Оценка коллекторских свойств угольных пластов применительно к условиям промысловой добычи метана / Современные проблемы шахтного метана. М.: МГГУ, 1999. - С. 151-158.

22. Кузнецов, С.В. /Айруни А.Т./ Некоторые вопросы теории дегазации не разгруженных от горного давления угольных пластов. М.: Наука, 1970. - 53 с.

23. Айруни, А.Т. Высокоэффективные способы предварительной дегазации разрабатываемых угольных пластов // Горный журнал. 2005. - С. 86-88.

24. Разработка и промышленное внедрение комплекса высокоэффективных методов прогноза газовыделения и новых способов интенсивного извлечения метана в шахтах и рудниках России / ИПКОН РАН. 2004. - 101 с.

25. Метан в шахтах и рудниках России: прогноз, извлечение и использование / А.Д. Рубан, B.C. Забурдяев, Г.С. Забурдяев, Н.Г. Матвиенко. М.: ИПКОН РАН, 2006.-312 с.

26. Ножкин, Н.В. Заблаговременная дегазация угольных месторождений. М.: Недра, 1979.-271 с.

27. Пучков, JI.A. /Красюк Н.Н., Коликов К.С. и др./ Технология отработки газообильных участков шахтных полей с добычей и утилизацией метана. М.: МГГУ, 1995. - 122 с.

28. Красюк, Н.Н. /Косьминов Е.А., Коликов К.С./ Технология промышленного извлечения метана угольных месторождений. -М.: ГИАБ, 1995. № 3. - С. 71-79.

29. Пучков, JI.A. /Сластунов С.В./ Решение проблемы угольного метана: метанобезопасность, промышленная добыча газа, экология И Уголь. — 2005. № 2. -С.5-7.

30. Сластунов, С.В. Заблаговременная дегазация и добыча метана из угольных месторождений. М.: МГГУ, 1996. - 441 с.

31. Пучков, JI.A. Современные проблемы угольного метана. М.: МГГУ, ГИАБ, 1997.-№6.-С. 3-16.

32. Сластунов, С.В. /Коликов К.С./ Снижение эмиссии угольного метана на основе заблаговременной дегазации / Доклады II Международной конференции «Сокращение эмиссии метана». Новосибирск, 2000. - С. 446-451.

33. Пучков, J1.A. /Сластунов С.В., Баймухаметов С.К./ Новые технологии извлечения метана из угленосной толщи на полях действующих шахт для повышения безопасности горных работ. М.: ГИАБ, 2001. - № 5. - С. 6-14.

34. Пучков, JI.A. /Сластунов С.В., Коликов К.С./ Извлечение метана из угольных пластов. М.: Изд. МГГУ, 2002. - 383 с.

35. Королева, В.Н. Извлечение и утилизация шахтного метана. М.: МГГУ, 2004. - 286 с.

36. Полевщиков, Г.Я. /Буланчиков С.П./ Управление газовыделением из разрабатываемого пласта // Уголь. 1993. - № 10. - С. 5-7.

37. Полевщиков, Г.Я. /Тризно С.К., Преслер В.Т./ Управление метановыделением на выемочных участках // Уголь. 1998. — № 7. — С. 58-59.

38. Полевщиков, Г.Я. Динамические газопроявления при проведении подготовительных и вскрывающих выработок в угольных шахтах. Кемерово: ИУУ СО РАН, 2003.-317 с.

39. Геомеханика и технологическое развитие подземной угледобычи в Кузбассе / Под редакцией докт. техн. наук, проф. Герике Б.Л. Кемерово: ИУУ СО РАН, 2004. - 620 с.

40. Тайлаков, О.В. Возможности попутного использования шахтного метана в Кузбассе / Геомеханика и технологическое развитие подземной угледобычи в Кузбассе. Кемерово: ИУУ СО РАН. - 2004. - С. 170-179.

41. Полевщиков, Г.Я. Повышение надежности систем управления газовыделением на высокопроизаодительных участках / Геомеханика и технологическое развитие подземной угледобычи в Кузбассе. Кемерово: ИУУ СО РАН.-2004.-С 534-547.

42. Полевщиков, Г .Я. /Козырева Е.Н., Рычковский В.М., Пестриков В.Г./ Природно-технологическая база комплексного извлечения ресурсов углеметановых месторождений Кузбасса. Кемерово: ИУУ СО РАН, 2004. - 132 с.

43. Крейнин, Е.В. Проблемы и возможности интенсифицированной дегазации угольных пластов /ФТПРПИ, 1995. № 5. - С. 106-111.

44. Крейнин, Е.В. Нетрадиционные термические технологии добычи трудноизвлекаемых топлив: уголь, углеводородное сырье. М.: ООО «ИРЦ Газпром», 2004. - 302 с.

45. Петросян, А.Э. Выделение метана в угольных шахтах. М.: Наука, 1975.187 с.

46. Теоретические и экспериментальные методы исследования газового состояния массива горных пород /И.В. Сергеев, Д.И. Бухны, А.Е. Фитерман. М.: Наука, 1988.-110 с.

47. Забурдяев, B.C. Новые методы дегазации и управления газовыделением в угольных шахтах // Обзорн. информ. вып. 2. М.: ЦНИЭИуголь, 1990. - 65 с.

48. Управление газовыделением в угольных шахтах при ведении очистных работ / И.В. Сергеев, B.C. Забурдяев, А.Т. Айруни и др. М.: Недра, 1992. - 256 с.

49. Забурдяев, B.C. /Рубан А.Д., Забурдяев Г.С, Устинов Н.И., Иванов Б.М./ Методические основы проектирования дегазации на действующих и ликвидируемых шахтах. М.: ННЦ ГП - ИГД им.А.А.Скочинского. 2002. - 316 с.

50. Сергеев, И.В.| /Забурдяев B.C., Рубан А.Д., Экгардт В.И., Устинов Н.И. и др./ Проблемы разработки угольных пластов, извлечения и использования шахтного метана в Печорском бассейне. М.: ННЦ ГП - ИГД им. А.А. Скочинского, 2002. -352 с.

51. Лебедев, А.В. О добыче и утилизации метана из угольных пластов // Уголь. 1998.-№7.-С. 56-58.

52. Васильчук, М.П. /Зимич B.C., Попов В.Б., Тимошенко A.M./ Проблемы дегазации на угольных шахтах России // Безопасность труда в промышенности. -2003.-№ 1.-С. 32-33.

53. Мащенко, И.Д. Принципы оптимизации управления газовыделением в выработанное пространство очистного забоя : Препринт Метанового центра / ИУУ СО РАН. Кемерово, 1995. - № 3. - С. 6-8.

54. Бобровников, В.Н. /Плиско И.Е., Бучатский В.М. и др./ Опыт газоуправления на шахтах Воркуты // Горный информационно-аналитический бюллетень. МГГУ. - 2004. - № 8. - С. 64-67.

55. Азимов, Р.А. /Павлов И.А., Шувалов Ю.В. и др./ Эффективность извлечения метана в условиях ОАО «Воркутауголь» //Горный информационно-аналитический бюллетень. МГГУ. - 2004. - № 8. - С. 117-123.

56. Шувалов, Ю.В. /Павлов И.А., Попов М.М./ Влияние технологических факторов на газовыделение из выработанного пространства в выработки добычных участков шахт Воркуты //Горный информационно-аналитический бюллетень. -МГГУ.-2004.-№8.-С. 123-127.

57. Шувалов, Ю.В. /Бобровников В.Н., КазанинО.И./ Рекомендации по управлению газовым режимом выемочных участков шахт Воркуты в условиях высокой метанообильности //Горный информационно-аналитический бюллетень. -МГГУ. 2004. - № 8. - С. 16-20.

58. Кузнецов, С.В. /Кригман Р.И./ Природная проницаемость угольных пластов и методы ее определения. М.: Наука, 1978. - 122 с.

59. Карасевич, A.M. /Хрюкин В.Т. Зимаков Б.М. и др./ Кузнецкий бассейн -крупнейшая сырьевая база промысловой добычи метана из угольных пластов. М.: Академия горных наук, 2001. - 64 с.

60. Ефремов, И. /Бокий Б, Левин А., Филипп Г./ Опыт отработки выбросоопасного пласта на большой глубине на шахте им. А.Ф. Засядько // Глюкауф. 2001. - № 2 (4). - С. 48-53.

61. Звягильский, Е.Л. /Бокий Б.В., Касимов О.И./ Перспективы развития дегазации на шахте им. А.Ф. Засядько // Уголь Украины. 2003. -№ 12. - С. 35-39.

62. Патент РФ № 2127364. Установка для генерации гидравлических импульсов давления /А.Д. Рубан, B.C. Забурдяев, И.В. Сергеев, Г.С. Забурдяев и др. 1999. -Бюл. № 7.

63. Патент РФ № 2152518. Способ дегазации надрабатываемой угленосной толщи / А.Д. Рубан, B.C. Забурдяев, И.В. Сергеев, Г.С. Забурдяев и др.- 2000. Бюл. № 19.

64. Патент РФ № 2166637. Способ подготовки угольных пластов к отработке /

65. A.Д. Рубан, B.C. Забурдяев, И.В. Сергеев, Г.С. Забурдяе, А.В. Брайцев 2001. -Бюл. № 13.

66. Патент РФ № 2276723. Устройство газогидроимпульсное /В.А. Моисеев,

67. B.В. Дегтярев, B.C. Забурдяев и др.- 2006. Бюл. № 14.

68. Патент РФ № 2272909. Способ воздействия на угольный пласт / А.Д. Рубан, B.C. Забурдяев, Г.С. Забурдяев и др.- 2006. Бюл. № 9.

69. Газообильность каменноугольных шахт СССР. Эффективные способы искусственной дегазации угольных пластов на больших глубинах. / Р.А. Галазов, А.Т. Айруни, B.C. Забурдяев и др. М.: Наука, 1987. - 200 с.

70. Проблемы разработки метаноносных пластов в Кузнецком угольном бассейне /Ю.Н. Малышев, Ю.Л. Худин, В.С Забурдяев и др./ М.:Изд-во Академии горных наук, 1997. - 464 с.

71. Саламатин, А.Г. Подземная разработка мощных пологих угольных пластов. -М.: Недра, 1997.-407 с.

72. Забурдяев, B.C. /Пак B.C., Пантелеев А.С./ Метанообильность очистных забоев, эффективность извлечения и использования каптируемого метана // Безопасность труда в промышленности. 1994. - № 4. - С. 10-14.

73. Устинов, Н.И. /и др./ Газообильность и нагрузка очистных забоев при высокопроизводительной выемке газоносных угольных пластов Кузбасса // Горный информационно-аналитический бюллетень. МГГУ. 2001. -№ 5. - С. 49-54.

74. Тимошенко, A.M. Прогноз газообильности выемочных участков при высокопроизводительной добыче угля. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Кемерово, 2000. 25 с.

75. Управление газовыделением на угольных шахтах /С.Г. Калиев, Е.И. Преображенская, В.А. Садчиков и др. -М.: Недра, 1980. 221 с.

76. Саламатин, А.Г. /Забурдяев B.C./ Дегазация / Подземная разработка мощных пологих угольных пластов. М.: Недра, 1997. - С. 34-48.

77. Газообильность каменноугольных шахт СССР / Г.Д. Лидин. Факторы, предопределяющие газообильность каменноугольных шахт. Том 1. М.: Издательство Академии Наук СССР, 1949. - 224 с.

78. Газоносность угольных бассейнов и месторождений СССР: Угольные бассейны и месторождения европейской части СССР. Том 1. М.: Недра, 1979. -628 с.

79. Газоносность угольных бассейнов и месторождений СССР: Угольные бассейны и месторождения Сибири, Казахстана и Дальнего Востока. Том 2. М.: Недра, 1979. - 455 с.

80. Газоносность угольных бассейнов и месторождений СССР: Генезис и закономерности распределения природных газов угольных бассейнов и месторождений СССР. Том 3. М.: Недра, 1980. - 219 с.

81. Дмитриев, A.M. /Куликова Н.Н., Бодня Г.В./ Проблемы газоносности угольных месторождений. М.: Недра, 1982. - 264 с.

82. Инструкция по определению и прогнозу газоносности угольных пластов и вмещающих пород при геологоразведочных работах. — М.: Недра, 1977. — 96 с.

83. Газообильность каменноугольных шахт СССР: Комплексное освоение газоносных угольных месторождений / А.Т. Айруни, Р.А. Галазов, B.C. Забурдяев и др. М.: Наука, 1990. - 216 с.

84. Галазов, Р.А. /Айруни А.Т., Ефремов К.А. и др./ Комплексное освоение метаноносных угольных месторождений Кузнецкого бассейна: Обзор / ЦНИЭИуголь. М., 1991. - 69 с.

85. Zabourdyaev, V.S. Methane Resources in Russian Deposits // International Coalbed Methane Opportunities in Russia and Ukraine. Birmingham, Alabama, May 1718, 1993.-pp. 153-186.

86. Малышев, Ю.Н. /Трубецкой K.H., Айруни А.Т./ Фундаментально прикладные решения проблемы метана угольных пластов. М.: Издательство Академии горных наук, 2000. - 519 с.

87. Забурдяев, Г.С. Природные свойства угольных пластов и их влияние на метановыделение и взрываемость газопылевоздушных смесей // Горный информационно-аналитический бюллетень. МГГУ. - 2001. - № 5. - С. 69-71.

88. Пузырев, В.Н. Добыча метана путь повышения рентабельности и безопасности угольных шахт Кузбасса // Уголь. - 1992. - № 11.- С.32-35.

89. Зимаков, Б.М. /Натура В.Г., Хрюкин В.Т./ Геологические перспективы добычи метана в Кузнецком бассейне/ МГП «Геоинформмарк». М., 1992. - 90 с.

90. Временные методические требования к геолого-экономической оценке и подсчету запасов метана в угольных пластах // ГКЗ при СМ СССР. М.: 1987. -12 с.

91. Руководство по проектированию вентиляции угольных шахт // Макеевка-Донбасс, 1989.-319 с.

92. Руководство по дегазации угольных шахт. М.: 1990. - 192 с.

93. Забурдяев, B.C. Ресурсы метана в угольных месторождениях // Безопасность труда в промышленности. 1992. № 11. - С. 2-7.

94. Забурдяев, B.C. /Рубан А.Д., Сергеев И.В. и др./ Методические положения по выбору и применению новых технологий дегазации и управления метановыделением на угольных шахтах. Люберцы-Макеевка, 2000. — 117 с.

95. Рубан, А. Д. /Забурдяев B.C./ Проблемы безопасной разработки высокогазоносных угольных месторождений // Геотехнологические проблемы комплексного освоения недр. Екатеринбург, 2004. — С. 86-98.

96. Рубан, А. Д. /Забурдяев B.C./ Основные проблемы обеспечения метанобезопасности геотехнологий интенсивной угледобычи // Горный журнал. -2005. № 4. - С.84-86.

97. Забурдяев, B.C. Способы извлечения метана на шахтах России // Безопасность труда в промышленности. 2005. - № 9. - С. 45-49.

98. Zabourdyaev, V.S. Origin and methods to decrease methane risk in coal mines // Proceedings of the 27 th International conferense of safety in mines research institutes. -New Delhi, Calcutta. 1997. - C. 1285-1294.

99. Баймухаметов, С.К. Совершенствование подготовки и отработки свиты мощных газоносных склонных к самовозгоранию угольных пластов Карагандинского угольного бассейна. -М.: ЦНИЭИуголь, 1990. 40 с.

100. Zabourdyaev, V.S. Methods and Experience in Intensive Coalbed Methane Recovery at Coal Mines in the CIS // International Unconventional Gas Symposium (Intergas' 95). US A. - Alabama. - 1995. - Pp. 207-217.

101. Забурдяев, B.C. Зарубежный опыт промысловой добычи угольного метана и ее песпективы в Кузнецком бассейне // Уголь. 2003. - № 2. - С. 21-24.

102. Забурдяев, B.C. /Забурдяев Г.С./ Способы интенсификации газоотдачи неразгруженных пластов угля в подземных условиях // Горный информационно-аналитический бюллетень / Тематическое приложение Метан. МГГУ. - 2005. - С. 271-283.

103. Забурдяев, B.C. Перспективы дегазации при скоростном проведении подготовительных выработок //Науч. сообщ. / ННЦ ГП ИГД им. А.А. Скочинского. -М., 2001.-Вып. 318.-С. 130-141.

104. Забурдяев, B.C. /Устинов Н.И., Пак B.C. и др./ Результаты дегазации выбросоопасных пластов на шахтах СНГ и КНР // Безопасность труда в промышленности. 1998. - № 3. - С. 22-25.

105. Zabourdyaev, V.S. Results of study of outburst hazard seams degassing at mines in the CIS and the PRC // CCRI International Mining Tech.'98 Symposium / On Coal Mine Safety and Helth. - 14-16 October 1998. - Chongqing. - China. - Pp. 177-183.

106. Саламатин, А.Г. /Забурдяев B.C./ Проблемы дегазации угольных пластов // Безопасность труда в промышленности. 1996. - №4. - С. 41-46.

107. Забурдяев, B.C. Исследование факторов, определяющих эффективность дегазации разрабатываемых пологих угольных пластов скважинами / Диссертация к.т.н. -М.: ИГД им. А.А. Скочинского, 1969. 175 с.

108. Забурдяев, B.C. /Сергеев И.В., Вильчицкий А.В. и др./ Дегазация угольных пластов с применением методов активации газовыделения // Обзорная информация. -М.: ЦНИЭИуголь, 1988.-50 с.

109. Сергеев, И.В. Научные основы и методы дегазации угольных пластов / Диссертация д.т.н. -М.: ИГД им. А.А. Скочинского, 1973. 319 с.

110. Забурдяев, B.C. Методы управления газовыделением на угольных шахтах // Проблемы газоносности угольных месторождений. М.: Недра, 1982. - С. 120167.

111. Забурдяев, B.C. Закономерности газовыделения в скважины при дегазации пологих угольных пластов Донбасса // Науч. сообщ. ИГД им. А.А. Скочинского. -М., 1969. Вып. 68. - С. 104-113.

112. Забурдяев, B.C. Дегазация пласта подготовительными выработками и скважинами // Науч. сообщ. ИГД им. А.А. Скочинского. М., 1975. - Вып. 126. - С. 179-184.

113. Сергеев, И.В. /Забурдяев B.C./ Эффективность дегазации разрабатываемых пластов на глубоких горизонтах // Экспресс-информация. М.: ЦНИЭИуголь, 1977. 20 с.

114. Забурдяев, B.C. Оценка эффективности технологических схем очистных работ по газовому фактору // Экспресс-информация. М.: ЦНИЭИуголь, 1979. 37 с.

115. Забурдяев, B.C. /Барсукова Е.Д., Яковлев А.Н./ Исследование газоотдачи выбросоопасных угольных пластов // Науч. сообщ. ИГД им. А.А. Скочинского. М., 1979.-Вып. 182.-С. 54-58.

116. Руководство по дегазации угольных шахт России. Люберцы: ННЦ ГП-ИГД им. А.А. Скочинского. 2002. - 216 с.

117. Положения по дегазации угольных шахт /А.Д. Рубан, В.Б. Артемьев, B.C. Забурдяев и др./ М.: ИПКОН РАН, 2006. - 214 с.

118. Забурдяев, B.C. Дегазация газоносных и выбросоопасных пластов скважинами // Безопасность труда в промышленности. 1992. - № 3. - С. 27-30.

119. Забурдяев, B.C. /Гершун О.С., Бродский В.Ш./ Каптаж и использование шахтного метана // Безопасность труда в промышленности. 1992. № 6. - С. 27-30.

120. Временное руководство по заблаговременной подготовке шахтных полей к эффективной разработке скважинами с поверхности с пневмогидровоздействием на свиту угольных пластов. МГИ. М.: 1991. - 92 с.

121. Зайденварг В.Е. /Рубан А.Д., Забурдяев B.C., Захаров В.Н./ Прогноз объемов извлечения метана на полях шахт Томь-Усинского и Мрасского районов Кузбасса // Уголь. 2001. - № 10. - С. 15-18.

122. Угольная промышленность Российской Федерации за 2003 г. М.: Росинформ, 2004.

123. Гринько, Н.К. /Забурдяев B.C./ Нерешенные проблемы очистных забоев в российских угольных шахтах // Уголь. 2003. - № 1. - С. 28-31.

124. Рубан, А.Д. /Забурдяев B.C./ Проблемы газообильных очистных забоев в шахтах России // Научные сообщения ННЦ ГП ИГД им. А.А. Скочинского, Люберцы: - 2003. - Вып. 324. - С. 19-26.

125. Саламатин, А.Г. /Забурдяев B.C./ Управление газовыделением / Подземная разработка мощных пологих угольных пластов М : Недра, 1997. - С. 20-33.

126. Zabourdyaev, V. S. Role Degasification in Providing Safe Working Conditions in Gassy Mines // The 1997 Internationale Coalbed Methane Symposium. The University of Alabama Tuscaloosa, Alabama USA. 1997. - pp. 249-264.

127. Ruban, A.D. /Zabourdyaev V.S./ Methane Recovery and Utilization at the Existing Mines in the Russian Federation // The 1999 International Coalbed Methane Symposium. Bryant Conference Center Tuscaloosa, Alabama, USA. 1999. - pp. 291300.

128. Ruban, A.D. /Zabourdyaev V.S./ Priority Objects for Coalbed Methane Recovery and Utilization in Russia // The 2001 International Coalbed Methane Symposium. Bryant Conference Center Tuscaloosa, Alabama, USA. 2001.

129. Калимов, Ю.И. /Разварин Д.Е./ Комплексное исследование газоносности угленосной толщи и газообильности горных выработок в Печорском бассейне // Уголь. 1971. - № 9. - С. 59-62.

130. Калимов, Ю.И. /Зимаков Б.М., Разварин Д.Е./ Определение газообильности шахт по уточненной методике на основе метаноносности угольных пластов // Технология добычи и обогащения угля в Печорском бассейне. М.: Недра, 1971.-С. 162-172.

131. Поле шахты им. Кирова в Ленинском районе Кузбасса. Обобщение материалов геологоразведочных и эксплуатационных работ (геологическое строение и подсчет запасов каменного угля по состоянию на 01.01.1975 г.). Трест «Кузбассуглеразведка». Кемерово, 1976 г.

132. Поле шахты им. С.М. Кирова (блоки 3 и 4) в Ленинском геолого-экономическом районе Кузбасса. Отчет по результатам доразведки 1987-1989 г.г. Трест «Кузбассуглеразведка», Ленинск-Кузнецкая геологоразведочная партия, 1990 г.

133. Калимов, Ю.И. /Разварин Д.Е., Зимаков Б.М./ Опыт управления газовыделением на выемочном участке. Сыктывкар: Коми книжное изд-во, 1972. -110 с.

134. Научное обоснование исходных данных и разработка рекомендаций по дегазации выемочных участков блока № 3 на поле шахты им. С.М. Кирова. -ИПКОН РАН. М., 2005. - 82 с.

135. Петросян, А.Э. /Сергеев И.В., Устинов Н.И./ Научные основы расчета параметров горных выработок по газовому фактору // Наука. 1969. - 128 с.

136. Авт. свид. СССР № 1043319. Способ определения газоотдачи участка пласта / B.C. Забурдяев — 1983. Бюл. № 35.

137. Авт. свид. СССР № 836365. Способ определения газоносности пласта / B.C. Забурдяев, И.В. Сергеев, Б.Е. Рудаков. 1981. - Бюл. № 21.

138. Технологические схемы разработки пластов на угольных шахтах // ИГД им. А.А. Скочинского. Люберцы. 1991, т.1. - 206 с.

139. Забурдяев, B.C. /Бардышев Е.В./ Особенности метановыделения на закрываемой шахте «Зыряновская» // Науч. сообщ. ННЦ ГП-ИГД им. А.А. Скочинского. Люберцы. - 2002. - Вып. 321. - С. 15-25.

140. Зайденварг, В.Е. /Рубан А.Д., Забурдяев B.C. и др./ Методические положения оценки остаточных ресурсов метана и возможных объемов его извлечения на закрываемых шахтах // Уголь. 2002. — № 11. - С. 7-12.

141. Забурдяев, B.C. /Устинов Н.И., Бардышев Е.В./ Методические основы определения остаточных ресурсов метана и объемов его извлечения в закрываемыхшахтах //Науч. сообщ. ННЦ ГП-ИГД им. А.А. Скочинского. Люберцы. - 2003. -Вып. 324.-С. 130-142.

142. Рубан, А.Д. /Забурдяев B.C./ Экологические технологии: методические основы прогноза ресурсов и предотвращения выбросов метана в ликвидируемых угольных шахтах // Инженерная экология. 2004. -№ 5. - С. 20-29.

143. Авт. свид. СССР № 1439266 Способ дегазации угольного пласта / Д.И. Бухны, Б.Е. Рудаков, B.C. Забурдяев и др.- 1988. Бюл. № 43.

144. Патент РФ № 2217593. Способ дегазации угольного пласта / А.Д. Рубан,

145. B.C. Забурдяев, Г.С. Забурдяев 2003. - Бюл. № 33.

146. Авт. свид. СССР № 1402678. Способ дегазации при проходке выработок / Б.Е. Рудаков, И.В. Сергеев, B.C. Забурдяев и др.- 1988. Бюл. № 22.

147. Авт. свид. СССР № 1550174. Способ дегазации горного массива / Д.И. Бухны, B.C. Забурдяев, И.В. Сергеев и др.- 1990. Бюл. № 10.

148. Забурдяев, B.C. /Устинов Н.И./ Опыт бурения скважин для дегазации шахт: Обзорная информ., вып. 1 / М.: ЦНИЭИуголь, 1991. 64 с.

149. Авт. свид. СССР № 1809116. Способ дегазации и увлажнения пласта /B.C. Забурдяев, И.В. Сергеев, Б.Е. Рудаков и др.- 1993. Бюл. № 14.

150. Забурдяев, B.C. /Юхман П.Л./ Дегазация угольных пластов при проведении выработок // Безопасность труда в промышленности. 1993. - № 12.1. C. 20-22.

151. Забурдяев, B.C. Выделение метана в скважины, пробуренные в зоне влияния очистных работ //Техника безопасности, охрана труда и горноспасательное дело. 1970. - №5. - С. 25-27.

152. Сергеев, И.В. /Забурдяев B.C., Бухны Д.И. и др./ Опыт интенсивной дегазации выемочных участков // Обзорная информация. М.: ЦНИЭИуголь, 1989. -36 с.

153. Болгожин, Ш.А. /Хакимжанов, Т.В., Кизряков А.Д. и др./ Управление газовыделением на шахтах Карагандинского бассейна. Алма-Ата: Наука, 1980. -179 с.

154. Сергеев, И.В. /Бухны Д.И./ Влияние сорбдионных и коллекторских свойств угля на скорость начального газовыделения из шпуров // Науч.сообщ. ИГД им. А.А. Скочинского. М. - 1986. - Вып. 247. - С. 16-21.

155. Авт. свид. СССР № 924407. Способ дегазации пласта при отработке лавой / В.С Забурдяев,. И.В. Сергеев, Б.Е. Рудаков и др.- 1982. Бюл. № 16.

156. Авт. свид. СССР № 1453046. Способ дегазации выемочных полей / С.К. Баймухаметов, Ю.М. Бирюков, B.C. Забурдяев и др.- 1989. Бюл. № 3.

157. Results of Experiments on Coal Seam Degasification by Crossing Holes in Face 13051 of Mine Julishang. Scientific Report. - China. - Jiaozuo. - 1995. - 47 p.

158. Забурдяев, B.C. /Бухны Д.И. и др./ Исследование параметров взрывогидро-импульсного воздействия на пласт с целью его дегазации // Науч. сообщ. / ИГД им. А.А. Скочинского: Сб. «Внезапные выбросы угля и газа, рудничная аэрология» М., -1989.-С. 148-157.

159. Авт. свид. СССР № 1481403. Способ подготовки выбросоопасного пласта к отработке / B.C. Забурдяев, И.В. Сергеев, Б.Е. Рудаков и др.- 1989. Бюл. № 19.

160. Авт. свид. СССР № 883509. Способ проведения гидравлической обработки угольного пласта / B.C. Забурдяев, Г.С. Забурдяев, Б.Е. Рудаков и др. -1981.-Бюл. №43.

161. Авт. свид. СССР № 796464. Способ комплексной дегазации шахтных полей / И.В. Сергеев, B.C. Забурдяев 1981. - Бюл. № 2.

162. Авт. свид. СССР № 608961. Способ дегазации шахтных полей / И.В Сергеев, B.C. Забурдяев. 1978. - Бюл. № 20.

163. Забурдяев, B.C. /Щеголев С.П., Лукьянов В.А./ Результаты исследования газоотдачи и эффективности дегазации угольных пластов Кузнецкого бассейна // Науч.сообщ. ННЦ ГП-ИГД им. А.А. Скочинского. М., 2002. - Вып. 321. - С. 26-34.

164. Временное руководство по применению способов дегазации подготовительных выработок на высокогазоносных и выбросоопасных пластах /И.В. Сергеев, B.C. Забурдяев, Д.И. Бухны и др. Люберцы, 1991. - 20 с.

165. Сергеев, И.В. /Забурдяев B.C., Рудаков Б.Е./ Опыт применения комплексной дегазации в угольных шахтах // Обзор. М.: ЦНИЭИуголь, 1985. -49 с.

166. Сергеев, И.В. /Забурдяев B.C., Рудаков Б.Е./ Опыт дегазации на шахтах с различной технологией очистных работ // Центральное правление научно-технического горного общества. М., 1983. - 62 с.

167. Забурдяев, B.C. Дегазация пластов на шахтах с высокой концентрацией горных работ // Безопасность труда в промышленности. 1980. - № 7. - С. 22-25.

168. Забурдяев, B.C. /Бухны Д.И., Рудаков Б.Е./ Метод оптимизации параметров дегазации шахт // Известия Института горного дела им. А.А. Скочинского. -М. 1991/1. -С. 98-102.

169. Забурдяев, B.C. /Бухны Д.И./ Производительность очистных забоев в газообильных и выбросоопасных шахтах // Экспресс-информация. М.: ЦНИЭИуголь. - Вып. 16. - 1991. - 7 с.

170. Забурдяев, B.C. /Сергеев И.В./ Эффективность дегазации на участках с высокой нагрузкой на лаву//Экспресс-информация. М.: ЦНИЭИуголь, 1978. - 29 с.

171. Забурдяев, B.C. О необходимости разработки высокоэффективных способов и средств воздействия на массив угля через подземные скважины с целью снижения взрывов газа и пыли // Горный информационно-аналитический бюллетень. МГГУ. - 2004. - С. 140-143.

172. Забурдяев, B.C. /Рудаков Б.Е./ Дегазация пластов на глубоких горизонтах // Уголь Украины. 1984. - № 4. - С. 25-26.

173. Забурдяев, B.C. /Сергеев И.В., Рудаков Б.Е./ Выбор рациональной технологии выемки угля в газообильных шахтах // Обзорная информация. М.: ЦНИЭИуголь, 1985. - 50 с.

174. Саламатин, А.Г. /Забурдяев B.C./ Дегазация сближенных пластов и выработанного пространства / Подземная разработка мощных пологих угольных пластов. -М.: Недра, 1997. С. 48-57.

175. Дегазация на шахтах Ленинского и Беловского районов Кузбасса /Ф.М. Гайбович, Г.М. Дианов и др. М.: ЦНИЭИуголь, 1987. - 37 с.

176. Сергеев, И.В. /Забурдяев B.C./ Перспективы развития технологии извлечения метана из углесодержащих толщ // Безопасность труда в промышленности. 1997. - № 7. - С. 2-8.

177. Веселов, А.П. /Колесников Ю.М., Ганшевский С.П. и др./ Утилизация метана в шахтах Воркуты // Безопасность труда в промышленности. 1996. - № 8. -С. 37-38.

178. Забурдяев, B.C. /Устинов Н.И., Пантелеев А.С. и др./ Опыт бурения и герметизации скважин для извлечения кондиционного метана // Уголь. 1995. — № 10.-С. 48-50.

179. Веселов, А.П. /Колесников Ю.М., Ганшевский С.П./ Проблемы использования шахтного метана Воркутского угольного месторождения // Метановый центр. № 2. - Кемерово, 1996. - С. 12-13.

180. Рубан, А.Д. /Забурдяев B.C., Забурдяев Г.С./ Ресурсы шахтного метана и перспективы его извлечения // Народное хозяйство Республики Коми / Научно-технический журнал. Т. 14. - № 1. - Воркута-Сыктывкар-Ухта, 2005. — С. 86-88.

181. Эннс, А.А. /Пантелеев А.С., Скатов В.В./ Промышленная дегазация на шахтах Печорского угольного бассейна // Горный информационно-аналитический бюллетень. МГГУ. - 2001. - № 3. - С. 120-123.

182. Забурдяев, B.C. /Фаллер А.И./ О влиянии различных способов и схем дегазации на газовыделение участка в условиях шахты № 4 треста Абайуголь // Способы управления газовыделением на шахтах Карагандинского бассейна. -Недра.-1971.-Вып. 2.-С. 115-120.

183. Забурдяев, B.C. /Ефремов К.А., Рябченко А.С./ Газообильность и эффективность дегазации очистных выработок на шахтах Кузбасса // Уголь. 1995. -№ 1. - С. 46-48.

184. Забурдяев, B.C. Дегазация на шахтах при различной технологии очистных работ // Уголь. 1979. - № 9. - С. 38-40.

185. Методические положения по внедрению технологических схем интенсивной дегазации газоносного массива /B.C. Забурдяев, Д.И. Бухны, Б.Е. Рудаков и др. Караганда, 1987. - 29 с.

186. Забурдяев, B.C. /Вильчицкий А.В., Рудаков Б.Е./ Интенсификация дегазации угольных пластов на глубоких горизонтах // Безопасность труда в промышленности. 1985. - № 9. - С. 36-38.

187. Забурдяев, B.C. /Бухны Д.И., Рудаков Б.Е./ Экономическая оценка способов и параметров дегазации // Безопасность труда в промышленности. 1990. -№11.-С. 52-54.

188. Технологические схемы интенсивной дегазации газоносного массива /B.C. Забурдяев, И.В. Сергеев, Д.И. Бухны и др. Люберцы. - 1988. - 65 с.

189. Haynes Ch. D. Appraisal of Coalbed Methane Resources in an Underground Mining Environment // The 1999 International Coalbed Methane Symposium./ Proceedings. Alabama, USA. 1999. - Pp. 417-428.

190. Chao Z., Xin L., Wanxing W. Financial Analysis Model for Coalbed Methane Project at Chinese Coal Mines // The 1999 International Coalbed Methane Symposium / Proceedings. Alabama, USA. 1999. - Pp. 461-466.

191. Michalski F., Morys Ch. Methane Drainge in Lorraine Coalfield (France) // International Conference on Coal-Bed Methane Technologies of Recovery and Utilisation / Conference Proceedings. - Katowice, Poland. - 1998. - Pp. 144-174.

192. Серов, В.И. /Виноградов В.П., Гостева С.Н./ Возможности угольной промышленности России в снижении выбросов метана в атмосферу Земли // Доклады II Международной конференции «Сокращение эмиссии метана». -Новосибирск. 2000. - С. 582-585.

193. Забурдяев, B.C. Метан чистое топливо. Оценка экономической и социальной эффективности дегазации угольных шахт // Охрана труда и социальное страхование. - 2001. - № 8. - С. 84-87.

194. Сергеев, И. /Забурдяев В./ Нужны средства контроля. О метановой опасности на шахтах России и перспективах ее снижения // Охрана труда и социальное страхование. 1998. - № 10. - С. 39-44.

195. Забурдяев, B.C. Перспективные объекты РФ для утилизации угольного метана /'/' Горный информационно-аналитический бюллетень. — МГГУ. 2001. J\r£ 5.-С. 35-41.

196. Забурдяев, В. Метан закрываемых шахт: ресурсы, объемы извлечения и использования // Горный информационно-аналитический бюллетень. МГГУ. -2004. -№ 8. -С. 322-324.

197. Забурдяев, B.C. Эколого-экономические последствия выбросов шахтного метана в атмосферу Земли // Горный информационно-аналитический бюллетень. -МГГУ. 2004. - № 8. - С. 211-214.

198. Сергеев, И.В. /Забурдяев B.C./ Эмиссия угольного метана: научные проблемы и технологии его извлечения // Сокращение эмиссии метана. -Новосибирск, 2000. С. 425-430.

199. Рубан, А.Д. Технологии извлечения и использования метана угольных шахт: опыт и перспективы // Сокращение эмиссии метана. Новосибирск, 2000. - С. 563-567.

200. Рубан, А.Д. /Забурдяев B.C./ Опыт извлечения и использования шахтного метана в России и ФРГ // Горный информационно-аналитический бюллетень. -МГГУ-2004.-№9.-С. 153-158.

201. Забурдяев, B.C. Зарубежный опыт извлечения и использования шахтного метана // Горный информационно-аналитический бюллетень / Тематическое приложение Метан. МГГУ. - 2005. - С. 55-69.

202. Забурдяев, B.C. Состояние и тенденции развития подземных способов извлечения угольного метана // Горный информационно-аналитический бюллетень / Тематическое приложение Метан. МГГУ. - 2005. - С. 96-103.

203. Основные технические решения по подготовке и отработке выемочного участка № 24-48 // ОАО «Шахта им. С.М. Кирова». 2005. - 27 с.

204. Основные технические решения по подготовке и отработке выемочного участка № 25-90 // ОАО «Шахта им. С.М. Кирова». 2005. - 27 с.

205. Инструкция по борьбе с пылью и пылевзрывозащите к Правилам безопасности в угольных шахтах. М. - 1997. - 86 с.

206. Руководство по проектированию комбинированного проветривания выемочных участков и полей с применением газоотсасывающих вентиляторных установок для шахт ОАО «Компания «Кузбассуголь». Кемерово. - 2000. - 124 с.

207. Временная методика определения плановых и фактических показателей экономической эффективности внедрения научно-технических мероприятий в угольной промышленности. -М.: ЦНИЭИуголь. 1983.

208. Методика определения экономической эффективности использования в угольной промышленности новой техники, изобретений и рационализаторских предложений. М.: ЦНИЭИуголь. - 1979.

209. Методические рекомендации о порядке дегазации угольных шахт (РД-15-09-2006) /А.Д. Рубан, B.C. Забурдяев, В.Б. Артемьев, С.Н. Подображин и др./ М.: ОАО «Научно-технический центр по безопасности в промышленности», 2007.-256 с.

Информация о работе

Забурдяев, Виктор Семенович
доктора технических наук
Москва, 2007
ВАК 25.00.20

Диссертация

Обоснование способов и параметров извлечения метана при высокоинтенсивной отработке газоносных угольных пластов - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы