Дегазация угольных месторождений: не всё так просто

Запасов угля хватит ещё на десятки лет, но если нарушать Закон Горного дела, то трагедий не избежать

Хотелось бы вынести на обсуждение, технологию «Безлюдной выемки угля». Эта технология позволяет добывать уголь без непосредственного присутствия людей в забое (это впервые в мире), увеличить производительность труда в 3-5 раз по сравнению с современными механизированными (это впервые в России), технология позволит отказаться от импортного оборудования и поставлять на экспорт оборудование , для новейшей технологии изготовленное на заводах Кемеровской области. Мне хотелось бы показать и объяснить эту технологию заинтересованным лицам. Эта технология была опубликована в журналах "Уголь", "Уголь Кузбасса" и принята как "NOU HAU" на Международном форуме в Кемерово 08 10 2014, Санкт-Петербурге 18 11 2014.

Положительные замечания для пластов до 1,5 м. дал специалист в этой области д.т.н. Разумняк Н.Л., для более мощных пластов дал свои предложения директор по науке ЗАО НПК "КузНИУИ" к.т.н. Белов В.П. Основным параметром изобретения является рентабельность технологии. Поэтому ещё в стадии разработки в 70-е годы не получилось автоматизировать механизированные комплексы на пологих пластах, дорого и практически не сокращает количество людей в забое. Механизировать добычу на круто наклонных и круто падающих не удалось, так как пытались установить жесткие крепи и работы велись с присутствием людей в забое, но эти крепи очень затруднительно было демонтировать практически не возможно, а достаточного фронта для рентабельного отрабатывания комплекса просто нет. Предложенная мной технология позволит значительно снизить себестоимость угля, а организованная группа специалистов могла-бы давать рекомендации, так как вариантов и комбинаций может быть десятки и зависит от горно-геологических условий. На этом можно зарабатывать деньги и финансировать другие разработки. Добыча 1 миллион тонн угля может дать 1 миллиард рублей экономии. Малая себестоимость угля снизит себестоимость металла, а это улучшит его конкуренцию ,что актуально сейчас. К сожалению, при официальных замечаниях, мной предложенный канатный струг выдают за канатную пилу, которая не имеет ничего общего. Канатная пила применима как вспомогательный инструмент при буро- взрывным способе добычи угля, а канатный струг все действия с углём может производить самостоятельно без дополнительных инструментов. Канатные струги КМС, УССД и УТС по принципу работы отличается от мной предложенной технологии. Добывать уголь по принципу шахта лава на импортном оборудовании с нагрузкой 20000-30000 тонн в сутки не нова. В начале 2000-х годов, мы уже пробовали. Миллион тонн в год на своём оборудовании нам было мало, нам предложили добывать по 8000-10000 тонн в сутки на импортном оборудовании, а для этого годились пласты угля от 2-х метров и более. Поэтому пласты угля отрабатывали выборочно из свиты пластов, что приводило к серьёзным авариям.

Прошло 10 лет после взрыва на шахте «Тайжина», где я отработал 30 лет. Шахта вела добычу угля на Осинниковском месторождении. На месторождении залегают 19 пластов угля марки «Ж» и «ГЖ» и все они отрабатывались, т.к. считались особо ценными. К концу 90-х годов был подготовлен фронт на 16 мил тонн угля крутопадающего залегания и 7мил. тонн пологого залегания. Но, пришла подсказка из-за рубежа и подготовленный фронт бросили. Шахтеры стали готовить фронт пригодный для отработки на импортную технику. Когда мы стали проходить уклоны для вскрытия 3-х метрового пласта, то горнотехнический инспектор нам сказал, что отрабатывать этот пласт он нам не даст (не подпишет проект) т.к. нарушен закон Горного дела, выше этого пласта залегали несколько меньшей мощности, но его отправили на пенсию. Был шанс у «Тайжины» не взорваться? А это как повезёт, шахтёры были заложниками умников из Европы и шахтёрам не повезло. Сейчас шахта «Осинниковская» отрабатывает это поле, и там периодически происходят, не приятны ситуации. Что произошло на «Тайжине»?

Так выглядела ситуация до взрыва и по расчётам проектантов.

А так получилось во время взрыва. На полях месторождения часто встречаются горно-геологические нарушения, видимые и не видимые в виде трещин заполненных кварцитом, поэтому связь в пластах угля и прилегающих пород нарушена и во время выемки угля, спрогнозировать обрушение пород не возможно. В данном случае выше отрабатываемого пласта залегал пласт угля мощностью 1,5м. с содержанием метана до 30м.3 . После прохождения секций крепи в зоне нарушения обрушается весь пласт породы и разрывает верхний пласт угля, что приводит мгновенному выделению метана. При обрушении 1000т. угля выбрасывается до 30000м3 СН 4 и через обрушенные породы поступает в забой со стороны завала минуя датчики контроля СН 4. Аналогичная ситуация возникла на шахте «Осинниковская», во время взрыва на шахте «Распадская» 10.05.2010 . Я позвонил в технопарк и объяснил ситуацию, на следующий день в забой стал поступать газ и забой пришлось затопить, но газ поступал значительно меньше, чем на «Тайжине» и шахтёры смогли покинуть шахту без потерь. Им просто повезло.

Сейчас они заканчивают отрабатывать блок в районе бывшей шахты «Тайжина» и переходят в другой блок, где уже ранее было «похоронено» несколько комплексов «Fazes». Хотелось бы думать, что всё «под контролем» и «Глинник» справится с задачей. Рассмотрим ситуацию, когда и этот комплекс вряд ли справится. Выше этого пласта, возможна, свита не отработанных круто падающих пластов угля Выше этой свиты, пласты угля давно отработаны и газ СН4 в знначительной мере вышел, что привело некогда монолитный блок к разделению на отдельные не скреплённые между собой пласты угля и породы (вехний рисунок). При выемки угля, пластты угля и некоторых пород, могут разрушаться и значительного давления на забой не оказывать, а вот пнсчанники, могут сохранять свою монолитность достаточно на длинном удалении от монтажной камеры. По мере удаления секций крепи опережающее давление на забой будет увеличиваться, что может привезти к разрушению секций крепи и не возможности дальнейшей работе комплекса. Это, в свою очередь, может привезти к закрытию последней шахте города Осинники. Запасов коксующегося угля здесь хватит ещё на десятки лет, но если нарушать закон Горного дела, то и шахты будут почему-то взрываться, комплексы засыпаться и т.д.

Аварийная ситуация может возникнуть при прохождении дегазационных скважин механизированными комплексами. Приведу личный пример из практики. При выемки угля на комплекс КМ-87 мы пересекали разведочную скважину, которая была не достаточно забуртована. При пересечении этой скважины произошёл выброс обводнённой горной массы на секции крепи, что привело к заиливанию нескольких секций. В дальнейшем эти секции пришлось оставить под скважиной, а вместо их доставить и смонтировать другие секции. Аналогичная ситуация возникла на шахте «Осинниковская», только вместо обводнённого юрского отложения есть отработанное пространство, а вместо разведочной скважины множество дегазационных скважин. Программа по дегазации угольных месторождений создаст дополнительные трудности, обрабатывании этих месторождений. Сейчас воплощается идея предварительной диагозации угольных пластов путём бурения скважин с поверхности. При этом пробуривают обводнённые пласты горных парод и скважины не забучивают, а как потом вести горные работы?