Phương pháp luận về chuẩn bị ruộng mỏ bằng phương pháp tác động phức hợp đối với vỉa than có độ chứa khí mêtan cao
Tóm tắt
An toàn luôn là vấn đề quan trọng trong khai thác than hầm lò, đặc biệt khi khai thác xuống sâu cùng với sự gia tăng độ chứa khí mêtan của các vỉa than. Hàm lượng khí mêtan tăng cao trong luồng không khí mỏ gây ra nhiều ảnh hưởng tiêu cực đối với các công tác sản xuất, trong một số trường hợp có thể gây cháy mỏ với thiệt hại lớn về con người và thiết bị. Mục đích của nghiên cứu nhằm xây dựng phương pháp chuẩn bị ruộng mỏ thích hợp để giảm thiểu nguy cơ phát thải khí mêtan gây mất an toàn trong khu vực khai thác. Bài báo đề xuất sử dụng kết hợp các phương pháp tác động khác nhau thông qua các lỗ khoan nhằm kiểm soát khả năng giải phóng khí mêtan từ vỉa. Việc sử dụng kết hợp phương pháp tác động thủy lực và tác động rung động sẽ làm gia tăng đáng kể mạng lưới các vết nứt nhân tạo trong khối than, tạo điều kiện cho khí mêtan có thể thoát ra dễ dàng, làm giảm hàm lượng chứa khí của khối than trước khai thác. Nghiên cứu và thử nghiệm phương pháp trong điều kiện vỉa thực tế mang lại những kết quả khả quan: khả năng thoát khí tăng tối thiểu 3÷5 lần và hiệu suất khử khí đạt trên 60% đối với các vỉa than có độ thấm thấp. Như vậy, phương pháp tác động phức hợp là một hướng đi mới có triển vọng nhằm hỗ trợ công tác kiểm soát sự phát thải khí mêtan, góp phần nâng cao hiệu quả kỹ thuật – an toàn khi khai thác các vỉa than có độ chứa khí mêtan cao.Tài liệu tham khảo
Bộ Công thương, (2011). QCVN 01:2011/BCT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về an toàn trong khai thác than hầm lò.
Jia, P., Tang, C.A., and Zhang, Y.B., (2012). Numerical stady on zonal disintegration of rock mass around deep underground openings. Harmonising Rock Engineering and the Environment: proceedings of the 12th ISRM International Congress on Rock Mechanics, Florida: CRC Press, 179-180.
Korshunov, G.I., Seregin, A.S., Sadov, A.P., and Komissarov, I.A., (2014). Degassing of coal seams based on cyclic hydrodynamic action (Дегазация угольных пластов на основе циклического гидродинамического воздействия). Mining information and analytical bulletin (Горный информационно-аналитический бюллетень), 3, 29-35. (In Russian).
Li, X.L., Wang, E.Y., Li, Z.H., (2016). Rock burst monitoring by integrated microseismic and electromagnetic radiation methods. Rock Mechanics & Rock Engineering, 49(11), 4393-4406.
Panyshko, A.Y., Rozhon, V.D., and Pavlenko, M.V., (1999). Investigation of the process of methane recovery from a coal mass under vibration (Исследование процесса метаноотдачи из угольного массива при вибровоздействии). Mining information and analytical bulletin (Горный информационно-аналитический бюллетень), 8, 46-47. (In Russian).
Pavlenko, M.V., (2018). Justification of the technology for the preparation of a gas-bearing coal seam based on a complex impact (Обоснование технологии подготовки газоносного угольного пласта на базе комплексного воздействия). Mining information and analytical bulletin (Горный информационно-аналитическийбюллетень), 3, 91-97. (In Russian).
Pavlenko, M.V. and Barnov, N.G., (2019). Internal and external causes of treshinoobrazovaniya, signs of deformation of the coal seam in the area of vibration exposure. 25rd International Conference Engineering Mechanics, Czech Republic, 241-244.
Pavlenko, M.V., Barnov, N.G., Kuziev, D.A., Kenzhabayev, K.N., and Monzoyev, M.V., (2020). Vibration impact through wells and the technology of degassing of the preparation of low-permeability coal seam (Вибрационное воздействие через скважины и технология дегазационной подготовки низкопроницаемого угольного пласта). Ugol’ (Журнал Уголь), 1, 36 -39. (In Russian).
Pavlenko, M.V., Guryev, S.V., Lopukhov, G.P., and Yurov, A.A., (2015). Degassing of coal seams using land-based seismic sources (Дегазация угольных пластов с использованием наземных сейсмоисточников). Proceedings of universities USMU (Известия Вузов УГГУ), 1, 42 - 46. (In Russian).
Slastunov, S.V., Yutyaev, E.P., Mazanyk, E.V., and Sadov, A.P., (2018). Development and improvement of seam degassing technologies for efficient and safe mining of coal seams (Разработка и совершенствование технологий пластовой дегазации для эффективной и безопасной отработки угольных пластов). Mining information and analytical bulletin (Горный информационно-аналитический бюллетень), 11, 13-22. (In Russian).
Wei, J.P., Wang, H.L., Wang, D.K, and Yao, B.H, (2016). An improved model of gas flow in coal based on the effect of penetration and diffusion. Journal of China University of Mining & Technology, 45(5), 873 - 878.
Yang, L., (2014). A mixed element method for the desorptiondiffusion-seepage model of gas flow in deformable coalbed methane reservoirs. Mathematical Problems in Engineering, 1-10.
Yao, B., Ma, Q., Wei, J., (2016). Effect of protective coal seam mining and gas extraction on gas transport in a coal seam. International Journal of Mining Science and Technology, 26(4), 637-643.
