Внезапный выброс
ВНЕЗАПНЫЙ ВЫБРОС (а. sudden outburst; н. plotzlicher Ausbruch; ф. degagement instantane; и. desprendimiento instantaneo, irrupcion instantanea) -- самопроизвольный выброс газа, твердого полезного ископаемого (уголь, соль) или вмещающей породы в подземную горную выработку из забоя или призабойной зоны массива; продолжительность внезапного выброса -- до нескольких секунд.
Первый внезапный выброс (угля и газа) зарегистрирован в 1834 во Франции на шахте "Исаак" бассейны Луара, затем в Бельгии в 1847, к концу 19 в. отмечались в бассейнах Pypa, Нижней Силезии, Южного Уэльса, а также в Венгрии и Канаде. На территории CCCP первый внезапный выброс угля и газа отмечен в 1906 на шахте "Новая Смолянка" (Донбасс; пласт "Смоляниновский", глубина 711 м), первый внезапный выброс породы -- в 1955 на шахте № 1-5 "Кочегарка" (Донбасс) при проходке главного квершлага на горизонте 750 м. С увеличением глубины разработки возрастают частота и сила внезапного выброса, которые происходят часто через несколько минут после прекращения работ в забое горной выработки (в случае взрывной отбойки запаздывание после взрыва -- несколько секунд, реже -- несколько десятков минут). В процессе внезапного выброса в пласте полезных ископаемых или в массиве горных пород образуется полость обычно грушевидной (рис.) или кавернообразной (иногда более сложной) формы объемом до несколько тысяч м (например, при проходке тоннеля Арпа -- Севан свыше 2500 м3); между полостью выброса в угольном пласте и плоскостью забоя иногда остается целик толщиной 2-4 м. Горная выработка заполняется раздробленной массой полезных ископаемых или породы, природным газом. При этом часто происходит разрушение призабойной крепи, шахтного оборудования.
Внезапный выброс -- газодинамическое явление, возникающее вследствие быстрого изменения напряженного состояния краевой части газоносного пласта вблизи горной выработки, как правило, при вскрытии пласта/пропластка, из груди подготовительного или очистного забоя. Различают внезапные выбросы угля и газа, породы и газа. Сопровождается частичным или полным разрушением забоя, бурным выделением газа и образованием потока угля или породы, взвешенного в газе. Причем, осмотр забоев после выброса показал, что взвесь имеет такой тонкий "помол", что наводит на мысль, что горный массив разрушился не только от напряжения горного массива, но и по причине выброса внутримолекулярного, прежде связанного, газа. Стоит отметить, что природа внезапных выбросов до сих пор не понятна до конца, а существующие теории горного давления в массиве, не могут объяснить суть явления.
Во многих странах мира на шахтах происходят внезапные выбросы угля и газа, песчаников и газа, калийных солей и газа, а при сооружении тоннеля Арпа-Севан в Армении имели место выбросы порфиритов и газа. Уголь, песчаники, калийные соли и порфириты существенно различаются по своим физико-механическим свойствам. Общим для всех взрывоопасных пород и угля являются высокие упругие свойства и наличие газа в поровом пространстве.
Характеристикой внезапного выброса является его интенсивность, измеряемая количеством выброшенной горной массы и дальностью его отброса. Количество выбрасываемой горной массы внезапным выбросом составляет от нескольких тонн до тысяч тонн, а объем выделяющегося газа -- от нескольких мі до сотен тысяч мі. Горные выработки при этом заваливаются горной массой на десятки метров и заполняются газом, а в массиве образуется полость или каверна, которая на крутых пластах часто имеет грушевидную форму. При наиболее крупных выбросах выделялось 0,6--1,2 млн. мі газа и выбрасывалось до 12--14 тысяч тонн угля. Они сопровождались ударной воздушной волной, особенно сильной при выбросах, вызванных сотрясательным взрыванием. Воздушная волна усиливала, останавливала или опрокидывала вентиляционную струю, а также нарушала крепь в призабойной части части выработки, повреждала рельсовые пути и оборудование.
Угли пластов, опасных по внезапным выбросам, в большинстве случаев отличаются пониженной прочностью в отдельных сильно нарушенных пачках, перемятостью, отсутствием ясно выраженного кливажа и развитием трещин тектонического происхождения. Выбросы угля и газа чаще всего происходят у зон мелкой нарушенности угольных пластов (разрывные формы микротектоники, мелкая пликативная складчатость). Разработка опасных по внезапным выбросам угольных пластов связана с высокой степенью опасности для шахтеров, так как крупные внезапные выбросы газа нередко переходят в подземные взрывы газа с большим числом погибших. Выброшенный газ, обычно представлен метаном (CH4), реже -- двуокисью углерода (CO2), смесью CH4 и CO2, может содержать примеси тяжелых углеводородов.
Первый выброс угля и газа произошел на шахте "Исаак" во Франции в бассейне Лауры. В дальнейшем выбросы происходили на шахтах Бельгии, Германии, Англии.
В Донбассе первый внезапный выброс произошел на шахте "Новая Смолянка" на горизонте 706 м при вскрытии пласта h7 "Смоляниновский" квершлагом, проводимого с помощью буровзрывных работ. Этот выброс был описан в книге пионера горноспасательного дела России Н. Н. Черницына, вышедшей из печати за несколько дней до трагической гибели автора во время горноспасательных работ на шахте №1 в г. Горловка. Самый крупный выброс угля и газа в мировой практике при подземной разработке угольных пластов подземным произошел в Донбассе на шахте им. Ю. А. Гагарина ПО "Артемуголь" при вскрытии квершлагом угольного пласта 13 "Мазурка" на горизонте 710 м. При этом было выброшено 14 тыс. т угля и выделилось по различным данным от 7500 до 250 тыс. м3 метана.
Выбросы угля и газа имеют место в России, Польше, Китае, Казахстане, Чехии и других странах. Минимальная глубина, на которой происходили выбросы угля и газа составляет 120--150 метров.
Наиболее крупные выбросы угля и газа на угольных шахтах
Страна |
Шахта |
Количество выброшенного угля, т |
Количество выделившегося газа, мі |
Австралия |
Коллинсвил |
800 |
140000 |
Великобритания |
Корвей |
2500 |
70000 |
Германия |
Иббенбюрен |
2500 |
4700 |
Канада |
Моррисей |
3500 |
60000 |
Китай |
Санхуба |
12780 |
1000000 |
Польша |
Нова Руда |
3000 |
820000 |
СССР |
Им. Гагарина |
14500 |
>250000 |
Турция |
Козлу |
1100 |
110000 |
Франция |
Фонтэн |
5600 |
100000 |
Япония |
Юбари Шин |
4000 |
600000 |
Выбросы угля и газа могут происходить при выемке угля и пород в выработках любого, самого различного назначения: от стволов до очистных забоев (лав) при всех существующих способах выемки: обушками, отбойными молотками, комбайнами (добычными или проходческими),стругами, при бурении скважин и шпуров, при продувке шпуров сжатым воздухом, при разрушении углепородного массива буровзрывным способом, при оборке забоя, при разрушении угольного пласта водяными струями. внезапный выброс уголь газ
Предупредительные признаки внезапного выброса
- § усиленное давление на крепь § усиленное газовыделение § шелушение угля § запотевание забоя § удары и треск в массиве § заклинивание бура в шпуре
Однако выброс может произойти и неожиданно. С увеличением глубины разработки угольных пластов растет давление горных пород и газа, увеличиваются частота и сила внезапных выбросов. Разработан комплекс мероприятий по прогнозу и предупреждению внезапных выбросов. Различают несколько видов прогноза: региональный (оценка опасности выброса по данным геологической разведки), локальный (определение опасности по данным обследования механических, фильтрационных, сорбционных, петрографических свойств, структуры угля и пласта в целом) и текущий (улавливание предупредительных признаков или предвестников внезапного выброса, в том числе сейсмоакустическими методами).
Наиболее надежными способами предупреждения внезапного выброса являются:
- § опережающая разработка защитных пластов, § бурение дегазационных и увлажнительных скважин из штреков для заблаговременного снижения давления газа и увлажнения участка пласта, намеченного к выемке.
Похожие статьи
-
На территории республики расположено большое количество промышленных предприятий, выбрасывающих вещества в атмосферу. Наиболее опасными для природы в...
-
Требования ФНП к разработке месторождения калийно-магниевых солей - Требования ФНП
Ведение горных и геологоразведочных работ, охрана подработанных объектов от вредного влияния горных работ на земной поверхности и подземных сооружений и...
-
Методы и технические средства геологического изучения - Стадийность изучения недр Казахстана
Геологическое изучение месторождений полезных ископаемых как объектов промышленного использования направлено на решение двух основных задач: 1)...
-
Типы выветривания - Кора выветривания: формирование и практическое значение
Физическое выветривание. Физическое выветривание (Рис 1.1) - это дробление материнских пород, их дезинтеграция без существенного изменения состава...
-
Мощность каменноугольных свит в районе шахты "Алардинская" составляет около 600 м; мощность угленосной толщи в пределах 38 угольных пластов достигает...
-
Пластовая энергия и силы, действующие в залежах нефти и газа - Основы добычи нефти и газа
Всякая нефтяная или газовая залежь обладает потенциальной энергией, которая в процессе ее разработки переходит в кинетическую и расходуется на вытеснение...
-
Мероприятия по технике безопасности, Борьба с пылью - Организация работы шахты
Борьба с пылью Шахта опасная по взрываемости угольной пыли. Для предотвращения повышенного пылевыделения при отбойке угля и его транспортировки...
-
При ведении горных работ администрация и инженерно-технические работники шахты обязаны руководствоваться Правилами безопасности, а рабочие -...
-
ОСНОВНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ РАЗРУШЕНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД ПРИ БУРЕНИИ - Бурение нефтяных и газовых скважин
Основной вид деформации, под действием которой породы в процессе бурения разрушаются, -- вдавливание. Рассмотрим явления, происходящие в породе при...
-
Методы исследований К геологическим методам относят геологическую съемку, включающую маршрутное и сетевое опробование, петрографические и...
-
Проблемы рационального использования скважинной гидродобычи
В настоящее время ведущие ученые передовых горнодобывающих стран, по существу, пришли к однозначному выводу о том, что в дальнейшем научно-технический...
-
Охрана труда - Производственная характеристика горнодобывающего предприятия ОАО "Севуралбокситруд"
Все горнопроходческие работы при строительстве шахты должны выполняться в полном соответствии с "Едиными правилами безопасности". Обслуживание механизмов...
-
Для составления проекта новой или реконструируемой шахты необходимы следующие материалы: Схема вскрытия, способ подготовки, система разработки шахтного...
-
Бурильный инструмент - Технология бурения скважин
Породоразрушающий инструмент (ПРИ) предназначен для разрушения горной породы на забое при бурении скважины. По назначению породоразрушающие инструменты...
-
Первый предполагает переменное давление и наличие буферного объема газа, второй основан на вытеснении газа рассолом при извлечении газа и рассола газом...
-
В настоящее время, по существу, происходит процесс трансформации природных систем, в том числе и геоморфологических, в природно-антропогенные. Степень...
-
При проведении вертикального ствола, по технике безопасности, устье ствола должно быть перекрыто "нулевой рамой" с лядами. Ляды "нулевой рамы"...
-
Маркшейдерское обеспечение безопасности горных работ
Задание №1 Исходными данными являются результаты наблюдений за сдвижением горных пород и земной поверхности по профильной линии, при разработке пласта...
-
Существующее состояние горных работ По состоянию на 01.07.2014 г балансовых запасов по разрезу "Сибиргинский" в пределах границ Лицензии КЕМ 13639 ТЭ и...
-
СПОСОБЫ ПРОМЫВКИ, ФУНКЦИИ БУРОВОГО РАСТВОРА - Бурение нефтяных и газовых скважин
При бурении скважин промывочная жидкость должна циркулировать по замкнутому гидравлическому контуру. В зависимости от вида гидравлического контура все...
-
Влияние осевой нагрузки Разрушение горной породы на забое механическим способом невозможна без создания осевой нагрузки на долото. На Рис.13 показана...
-
Горная крепь - Месторождения полезных ископаемых
Рудничная крепь, шахтная крепь, крепь - искусственные сооружения, возводимые в горных выработках для предотвращения обрушения окружающих пород и...
-
Внутримерзлотные залежи . Освоение месторождений севера Западной Сибири с самого начала столкнулось с проблемой выбросов газа из неглубоких интервалов...
-
Охрана труда при креплении - Месторождения полезных ископаемых
Выработки крепятся в соответствии с утвержденными паспортами крепления. Горная крепь возводится в подземных выработках с целью управления горным...
-
Заключение - Коры выветривания и полезные ископаемые
В данной курсовой работе затронута один из важнейших разделов в геологии как кора выветривания. Изучение строения кор выветривания имеет большое...
-
Заключение - Кора выветривания: формирование и практическое значение
Выветривание - это изменение горных пород любого состава и структуры, которое происходит в поверхностных условиях под совокупным действием физических,...
-
Характер обводнения грунтов поверхностными водами - Геологический разрез
При производстве общестроительных работ возникают проблемы, связанные с обводнением строительного объекта. Причинами обводнения является приток...
-
Методы интенсификации добычи газа - Основы добычи нефти и газа
Дебит отдельных скважин можно в значительной мере увеличить за счет как внедрения методов интенсификации притока газа, так и улучшения техники и...
-
Электрческе методы исследования При проведении исследований скважин электрическими методами изучают удельное электрическое сопротивление, естественную...
-
Система разработки - определенный порядок выполнения комплекса вскрышных, добычных и отвальных работ, обеспечивающих безопасное, экономическое и...
-
Выбор оптимальных контуров разреза имеет большое значение, так как от них зависит величина вовлекаемых в разработку запасов полезного ископаемого и...
-
Приток жидкости, газа, воды или их смесей к скважинам происходит в результате установления на забое скважин давления меньшего, чем в продуктивном пласте....
-
Рис. 14. Влияние угловой скорости шарошечного долота на начальную механическую скорость бурения и углубление за один оборот Рис. 15. Влияние расхода...
-
РЕЖИМНЫЕ ПАРАМЕТРЫ И ПОКАЗАТЕЛИ БУРЕНИЯ - Бурение нефтяных и газовых скважин
Эффективность бурения зависит от комплекса факторов: осевой нагрузки на долото, частоты вращения долота, расхода бурового раствора и параметров качества...
-
Современная география добычи угля в разрезе макрорегионов и стран мира Угольная промышленность продолжает оставаться важной отраслью мировой энергетики,...
-
ОБЕСПЕЧЕНИЕ ВЫСОКОГО КАЧЕСТВА ОТКРЫТОГО СТВОЛА СКВАЖИНЫ. - Бурение нефтяных и газовых скважин
Известно, что для сохранения коллекторских свойств пород околоскважинной зоны в продуктивном пласте необходимо поддерживать гидродинамическое давление на...
-
Выбор и описание конструкции заряда в скважине - Особенность проведения буровзрывных работ
По своей конструкции скважинные заряды ВВ могут быть сплошными и рассредоточенными. Выбор конструкции заряда производится с учетом строения и состояния...
-
Введение - Комбинированная система разработки месторождения
Уголь - основной вид энергетического топлива, а также технологическое сырье для коксования и использования в металлургическом производстве, химической...
-
Выбор системы разработки Системой разработки называется определенный порядок ведения подготовительных, нарезных и очистных работ в их взаимоувязке во...
-
Анализ разработки пластов Суторминского месторождения - Разработка месторождения
В 2011 году на месторождении было добыто 4383,5 тыс. тонн нефти, что на 6987 тыс. тонн меньше максимального уровня. Текущий темп отбора составил 2,6% от...
Внезапный выброс