Дегазационные установки

МОСКОВСКИЙ 
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ 
ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ 

РЕДАIЩИОННЪIЙ 

С О В Е Т 

1/редседаmел ь 

Л.А. IТУЧКОВ 

Зам. председателя 

л.хгитис 

Члены редсовета 

И. В. ДЕМЕНТЬЕВ 

А.П. ДМИТРИЕВ 

Б.А. КАРТОЗНЯ 

М.В. КУРЛЕНЯ 

В.Н. ОСИПОВ 

э.м. соколов 

K.ll. ТРУБЕЦКОЙ 

В.В.ХРОННН 

В.А. ЧАНТУРИН 

Е.Н. ШЕМЯКИН 

ИЗДАТЕJIЬСТВО 

московского 

ГОСУДАРСТВЕННОГО 

ГОРНОГО УНИВЕРСИТЕТА 

президент МГГУ. 

чл.-корр. РАН 

директор 

И1даmельсmва М/ТУ 

академик РАЕН 

академик РАЕН 

академик РАЕ/1 

академик РАН 

академик РАН 

академик МАНВШ 

академик РАН 

профессор 

академик РАН 

академик РАН 

ВЫСШЕЕ ГОРНОЕ ОБРАЗОВАННЕ 

В.А. МАЛАШКИВА 

АЕГ АЗАQИОННЬIЕ 

NСТАНОВКИ 

Издаиие 2-е, cmepeomunuoe 

Допущено Учебно -.11етодически.11 объединениеи 

вузов Российской Федерации по гор11ому образованию в качестве учебного пособия для студентов вузов, обучающихся по направ.1f!Нию «Горное дело» по специальностя.w •<Азрология горных 

предприятий » 
и «Бе .1оnас1tость технологических процессов и nроизводств » (.wагистратура) 

МОСКВА 

ИЗДАТЕЛЬСТВО 

МОСКОВСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО 

ГОРНОГО УНИВЕРСИТЕТА 

2 
о о 7 

УДК 622.817.47 

ББК 33.17 

м 18 

Рецензенты: 

Кафедра Механизации и автоматизации горных и геологоразведочных 

работ Российского государственного геологоразведочного университета 

(зав. кафедрой проф., д-р техн. наук В. В. Алексеев) 

Генеральный директор АООТ 

((Русское угольное машиностроение и сервис>> 

д-р. техн. наук С. В. Козлов 

Малашкива В.А. 

М 18 
Дегазационные установки: Учеб. пособие. 2-е изд., 

стер.- М.: Издательство Московского государственного горного университета, 2007.-189 с. 

ISBN 5-7418-0167-6 

Приведены необходимые сведения о дегазации угольных шахт 

как системе мер, обеспечивающей нормативные параметры атмосферы 

и условия для безопасного труда шахтеров. Даны основные определения и понятия, относищиеся к проблемам дегазации, определены цели 

и задачи дегазационных систем, кратко изложен метод обоснования 

необходимости проведения дегазационных работ и выбора способа дегазации, приведены теоретические основы расчета дегазационных установок и технические характеристики основного оборудования. Значительное внимание уделено технике и правилам безопасности при 

эксrтуатации дегазационных установок. 

Дли студентов вузов, обучающихси по направлению ((Горное дело>> по специальностим ((Аэрология горных предприятий>> и ((Безопасность технологических процессов и производств>> (магистратура). 

Допечатка тиража. 

ISБN 5~7418-0167-6 

УДК 622.817.47 

ББК33.17 

© В.А. Малашкина, 2002,2007 
© Издательство МГГУ, 2002, 2007 
© Дизайн книги. Издательство МГГУ, 
2002, 2007 

В 
«Основных направлениях реструктуризации 

угольной промышленности России» и перспектинных 

планах развития угольной отрасли стран CIIГ подчеркивается, что ликвидация в короткие сроки убыточных 

шахт, а также техническое перевооружение и реконструкция перспектинных предприятий позволят увеличить 

их долю в общем объеме добычи угля до 70 %. Даль
нейший техническИй прогресс в угольной промышленности связан с освоением новых месторождений и развитием действующих предприятий с безопасными условиями труда шахтеров. В современных условиях углубление шахт, интенсификация производства и расширение добычных работ должны непременно сопровождаться повышением эффективности дегазационных установок. 

Рост глубины разработки каменноугольных пластов 

и интенсификация процессов выемки приводят к значительному увеличению метановыделения в горные выработки. С каждым годом растет число сверхкатегорных 

шахт. Большинство газовых шахт приходится на Донецкий, Кузнецкий и Карагандинский утольные бассейны, 

что составляет около 63 % от общего числа. Метод вентиляции в таких условиях не обеспечивает нормальные 

условия работы, поэтому шахтный метан извлекается с 

помощью дегазационных установок. Ежегодно дегаза
5 

ционными установками в странах СНГ из утольных 

шахт извлекается 2,3 млрд. м 3 метана. 

Обеспечение безопасных условий труда шахтеров и 

увеличение производственной мощности угольных шахт 

возможны при непрерывной, эффективной и надежной 

работе дегазационных установок, которые представляют собой сложный комплекс инженерных сооружений. 

Основой решения этой задачи является не только внедрение нового оборудования, но и качественное, своевременное его обслуживание. 

Кроме того, метан является ценным химическим 

сырьем и высококалорийным топливом. В современных 

условиях экономического и социального развития стран 

СНГ необходимо особенно бережно и экономно использовать топливно-энергетические ресурсы, что включает 

более полную утилизацию вторичных энергоресурсов. 

Последнее относится к газу метану, добываемому при 

ведении дегазационных работ в угольных шахтах. 

КЛАССИФИКАЦИЯ 

и сnосо&ы 

ДЕrАЗАЦИИ 

Дегазация угольных шахт совокупность мероприятий, обеспечивающих отсос, сбор и вывод метана 

или метанавоздушной смеси из подземных горных выработок на поверхность. 

Содержание меТана в атмосфере подземных выработок должно соответствовать нормам. Допускаемая объемная доля метана (%) должна быть не более: в вентиляционной струе, исходящей из очистной или тупиковой 

выработки, камеры, выемочного участка 1, из крыла, 

шахты О, 75, поступающей на выемочный участок, в 

очистные выработки, к забоям тупиковых выработок, в 

камеры 0,5; в местах скопления метана в очистных, 

тупиковых и других выработках 2. 

Газаобильность горных выработок может быть снижена путем дегазации: угольного массива и вмещающих 

пород, не разгруженных от горного давления; спутников 

угольных пластов; выработанных пространств; породного массива. 

Способы дегазации указанных источников: подготовленных к выемке угольных пластов скважинами 

или выработками; угольных пластов применением 

7 

гидравлического расчленения через скважины, пробуреиные с поверхности; угольного и породного массивов 
при проходке подготовительных выработок и строительстве шахт; спутников угольных пластов скважинами, пробуреиными из горных выработок, или выработками; спутников угольных пластов и выработанных 

пространств скважинами, пробуреиными с поверхности; выработанного пространства короткими скважинами или скважинами в сочетании с изоляцией его 

пенопластом, а также путем отсасывания метансвоздушной смеси вентиляторами. 

Дегазация подготовленных к выемке, не разгруженных 

от горного давления угольных пластов может производиться пробуреиными по падению (рис. 1.1, а) или по 

восстанию (рис. 1.1, б) из подготовительных выработок 

скважинами. В практике имеются случаи дегазации пластов скважинами, пробуреиными по простиранию из 

очистного забоя или из нарезных печей (рис. 1.1, в). 

Наиболее часто встречается способ дегазации скважинами, пробуреиными по восстанию, которые расположены веерообразно (рис. 1.1, г) или параллельне на 

определенном расстоянии друг от друга. Наиболее эффективным принято считать расположение скважин под 

а 
1 
ff 1 

8 

2 

Рис. 1.1. Схе.мы дегазации подготовленных к выемке 

1Ulacmoв сква:ж:ина.ми: 

а нисходищиии паралл~иыии 

при сплоlШiой сисrеие разработки; 

б воссrающнии паралл~иыми 

при столбовой сисrеие разработки 

по простиранию; 11 пробуреиными по простиранию юнарезных печей; г восстающими, пробуреиными веерообразно при столбовой 

сисrеме paзpaбO'IJOI; 1 веiОИЛIIЦИОIDiЫЙ штрек; 2- опсаточный llllpCIC; 
3 ~-- дегазацио1111ые скважины 

углом 10--15° к линии очистного забоя. Скорость бурения дегазационных скважин по восстанию в 1,5 раза 

выше, чем по падению, кроме того, газ из них выделяется сразу после окончания бурения. Пробуреиные по падению скважины требуют обязательного осушения. 

Предварительная дегазация разрабатываемых пластов скважинами применяется при столбовой и сплошной системах разработки с выемкой по простиранию и 

падению (восстанию) пластов или пластовой и полевой 

подготовке выемочных участков. Дегазация разрабатываемого пласта скважинами, пробуреиными впереди 

очистного забоя в зоне разгрузки пласта (передовая дегазация), менее эффективна, чем предварительная. 

Схемы дегазации угольных пластов скважинами делятся на две группы. Дегазационные скважины бурятся в 

плоскости пласта из пластовых подготовительных выработок по восстанию, падению или простиранию, а 

также под определенным углом к линии простирания. 

Схема применяется на крутых мощных пластах. 

Для схем первой группы более эффективны параллельно-одиночные скважины, так как они равномерно 

дегазируют пласт угля, могут быт.ь использованы для 

нагнетания в пласт воды и увлажнения угольного массива с целью предотвращения внезапных выбросов угля и 

газа, уменьшения пылеобразования. Для схем второй 

группы наилучшие результаты достигаются при веернокустовом расположении скважин. 

Диаметр скважин по пласту рекомендуется выбирать 

в пределах 60--150 мм. Изменение последнего в указанных пределах на продолжительность и эффективность 

дегазации существенно не влияет. Обычно скважины 

бурят длиной около l 00 м. При столбовой системе разработки длина скважин принимается на 10--15 м меньше 

длины лавы. При большой длине лав скважины бурят с 

9 

двух сторон. Скважины должны находиться в работе не 

менее 6 мес. 

Возможная эффективность дегазации может быть 

определена по формулам, которые учитывают влияние 

основных факторов на снижение газоныделения из пласта параметров скважин: длины и расстояния между 

ними и времени их работы. В инженерных расчетах при 

проектировании шахт эффективность дегазации принимается 0,25-------{),40. 

Описанный метод дегазации целесообразно применять в тех случаях, когда возможности вентиляции исчерпаны, а газоныделение из разрабатываемого пласта 

составляет 2,5 м 3/мин. 

Дегазация угольных пластов выработками осуществляется проведением специальных выработок по угольному пласту, изолируемых специальными перемычками, 

через которые пропущен газопровод для отсасывания 

метана вакуум-насосами. При этом глубина вруба для 

перемычек должна быть не менее 1 м. Для повышения 

герметичности массив угля или пород по периметру перемычки цементируется под давлением через специально 

пробурепный веер шпуров. 

Этот способ дегазации не рекомендуется применять 

при разработке высокометаморфизованных углей из-за 

низкой природной газопроницаемости. Кроме того, дегазация угольных пластов выработками требует значительных капитальных затрат, а наличие дегазационных 

выработок осложняет переход через них высокопроизводительных выемочных машин. По этим причинам рассмотренный выше способ дегазации не получил широкого распространения. 

В определенных условиях существенное значение 

имеет дегазация угольного массива подготовительными 

выработками, которая применяется при столбовых системах разработки и пластовой подготовке. Этот способ 

10