Некоторые практические рекомендации по определению параметров нагнетания
|
Основными параметрами, необходимыми для проектирования увлажнения угольных пластов, являются длина скважины (lc), глубина их герметизации (lг), давление на нагнетательной скважине (Рс), расстояние между скважинами (σ) и продолжительность увлажнения (t) при заданном расходе (Qc). Определение первых двух параметров обычно не встречает затруднений. Заметим лишь, что обычно следует принимать lг≥0,5σ, но не менее 5—6 м, а иногда глубина герметизации, как и длина скважин, определяется горно-геологическими условиями (см. рис. 108). Величина Pс является саморегулирующимся параметром (при Qc=const), но должно соблюдаться условие Рc<Рг, где Pг — давление, при котором наступает полный гидроразрыв пласта. Наибольший интерес представляет, конечно, количественная оценка параметров σ и f, для чего могут быть использованы результаты аналогового электромоделирования. Как уже было показано, формулы (IХ.14) и (IХ.15) выведены из простых балансовых соотношений, базирующихся на принципе поршневого вытеснения газа (воздуха) из угля водой. Такие же балансовые соотношения нетрудно составить для любой технологической схемы увлажнения угольного пласта, если известна геометрическая форма увлажненной области. Для некоторых, наиболее часто встречающихся в практике, технологических схем увлажнения ниже приводятся расчетные зависимости для определения σ и t, вытекающие из результатов выполненных исследований и апробированные на Ткибульском месторождении, Увлажнение при проведении подготовительных выработок. Нагнетание воды производится через одиночные или спаренные скважины, пробуренные из забоя выработки. Поэтому при заранее заданных размерах увлажненной области (l0), всегда отыскивается только значение t. Увлажнение при проходке квершлагов и других выработок вкрест простирания пластов (рис. 105). Продолжительность нагнетания находится из выражения  Увлажнение при проходке штреков и других выработок по угольным пластам (рис. 106). Продолжительность нагнетания воды t определяется из выражения  Увлажнение при очистной выемке пластов. В данном случае можно определять σ или t, предварительно задаваясь одним из этих параметров. Обычно заранее задаются величиной σ в пределах 10—15 м и по формулам (IХ.18)—(IX.20) находят значение t. Увлажнение через скважины, параллельные очистному забою (рис. 107). Параметры σ и t связаны между собой следующим простым выражением:  Увлажнение через скважины, пробуренные вкрест простирания угольных пластов (рис. 108):  Увлажнение через скважины, пробуренные со стороны забоя лавы (рис. 109):  Все обозначения, входящие в формулы (IХ.16)—(IX.20), ясны из рис. 105—109. Поясним некоторые из них: D — длина забоя лавы или полная наклонная высота отрабатываемого этажа (подэтажа); nэ и nз' — ширина защитной зоны увлажненного угля соответственно в стенках и впереди забоя выработок; l — проектируемое подвигание забоя.   Значения nз и nз' определяются заранее. Вместе с полушириной подготовительной выработки (b/2) они лимитируют минимально необходимую ширину увлажненной области l0, гарантирующую ударобезопасное состояние выработки, Принцип контроля качества увлажнения угольных пластов, вытекающий из результатов изложенных выше исследований, простой: если краевая часть пласта около выработки (в станках и в забое) увлажнена до значений G ≥ Gкр = 0,85 (или W ≥ Wкр) на всю ширину защитной зоны, то такая выработка находится в неудароопасном состоянии, т. е, увлажнение достигло своей цели. Для определения значений G и W отбираются представительные пробы угля. Для контроля может быть использован геофизический способ, позволяющий без бурения скважин довольно точно оценивать момент достижения полного водонасыщения в пределах контролируемого участка пласта. После некоторой доводки измерительной аппаратуры и методики измерений (особенно в статике, т. е. после окончания нагнетания воды в пласт), геофизический способ контроля обещает быть наиболее простым и удобным в использовании на шахтах.  Наконец, для предварительных оценок качества увлажнения можно рекомендовать способ, основанный на сопоставлении расчетного (Vр = Qct) и фактически закачанного (Vф) в каждую скважину объемов воды. Величина Vф контролируется по водомерному счетчику или любым другим путем. Достоинство этого способа заключается в том, что перерывы в ходе нагнетания воды и колебания в величине Qc (производительности насоса) в конечном итоге автоматически учитываются при выполнения контрольного условия (Vф ≥ Vр). |
