Обоснование технических решений по повышению экологической безопасности подземной разработки угольных месторождений

Abstract

Основным направлением повышения эффективности добычи полезных ископаемых является интенсификация производства. Этот процесс имеет масштабное влияние на атмосферу, что делает актуальным обоснование технических решений по повышению экологической безопасности подземной разработки угольных месторождений. На основании установленных закономерностей изменения относительной газообильности выемочного участка с учетом геомеханических особенностей формирования зон обрушений предложен способ уменьшения выхода газа на земную поверхность. Предложен аналитический метод выбора режимов работы вентиляторов главного проветривания, обеспечивающих создание нулевой зоны для управления метановыделением из выработанного пространства. Предложено орошение выработанного пространства специально подготовленной смесью для уменьшения метановыделения в рудничную атмосферу. Определены целесообразное количество и углы направления кустов скважин, предназначенных для дегазации выработанного пространства. Для использования смеси с низким содержанием метана в конгенерационных станциях предложено использовать предварительный электророзжиг в специальных камерах. Предложен экологический критерий оценки технологий подземной добычи угля, который включает постоянную составляющую, учитывающий выбросы метана в атмосферу из вентиляционных стволов при нормальной работе шахты и динамическую - отражающую выбросы метана в вентиляционную систему в результате возникновения аварийных ситуаций (внезапных выбросов угля и газа). Изложенные результаты использованы в системе комплексного обеспечения экологической безопасности функционирования горных предприятий.

Основним напрямом підвищення ефективності видобутку корисних копалин є інтенсифікація виробництва. Цей процес має масштабний вплив на атмосферу, що робить актуальним обгрунтовування технічних рішень щодо підвищення екологічної безпеки підземної розробки вугільних родовищ. На підставі встановлених закономірностей зміни відносної газоносності виїмкової ділянки з урахуванням геомеханічних особливостей формування зон обвалень запропонований спосіб зменшення виходу газу на земну поверхню. Запропонований аналітичний метод вибору режимів роботи вентиляторів головного провітрювання, що забезпечують створення нульової зони для управління метановиділенням з виробленого простору. Запропоновано зрошування вироблений простір спеціально підготовленою сумішшю для зменшення метановиділення у рудникову атмосферу. Визначені доцільна кількість і кути напряму кущів свердловин, призначених для дегазації виробленого простору. Для використовування суміші з низьким вмістом метану в конгенераційних станціях запропоновано використовувати попереднє електророзпалення в спеціальних камерах. Запропонований екологічний критерій оцінки технологій підземного видобутку вугілля, яке включає постійну складову, що враховує викиди метану в атмосферу з вентиляційних стовбурів при нормальній роботі шахти і динамічну - що відображає викиди метану у вентиляційну систему в результаті виникнення аварійних ситуацій (раптових викидів вугілля і газу). Викладені результати є основою системи комплексного забезпечення екологічної безпеки функціонування гірничих підприємств.

Increase of mining operations efficiency is based on intensification of production. However, this process greatly affects atmosphere and requires technical decisions on increase of ecological safety of underground development of the coal deposits. On the basis of specified regularities of relative gas content changes in the working area with taking into account geomechanical features of caving zone formation a method for reducing gas emission to the surface is proposed. An analytical method is proposed for choosing modes of the main ventilation operations which provide zero zone for controlling methane emitted from the goaf. It is also proposed to irrigate the goafs with a specially prepared mixture in order to reduce methane emissions into underground air. An expedient quantity of the well clusters and their direction angels are specified for degassing of the goafs. In order to use mixture with low content of methane in the cogeneration stations it is proposed to use preliminary electric ignition in special chambers. An ecological criterion is proposed for estimating different coal mining practices which includes a constant component (methane emission into air of ventilation shafts at normal operation of the mine) and dynamic component (methane emission into ventilation system due to such incidents as coal and gas outbursts). Results presented in the article are the basis for complex ecological safety system in the mining enterprises.