Приложение 5. ФЕДЕРАЛЬНЫЕ НОРМЫ И ПРАВИЛА В ОБЛАСТИ ПРОМЫШЛЕННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ "ИНСТРУКЦИЯ ПО БОРЬБЕ С ПЫЛЬЮ В УГОЛЬНЫХ ШАХТАХ"

1. Увлажнение угольных пластов в очистных забоях проводится через скважины диаметром 45 - 100 мм по одной из технологических схем нагнетания жидкости в угольный пласт, приведенных на рисунках 1 - 10 настоящего приложения.

Описание и параметры вышеуказанных технологических схем приведены в таблице N 1 настоящего приложения.

Технологические схемы нагнетания жидкости в угольный пласт выбираются в зависимости от системы разработки, высоты этажа, порядка отработки угольных пластов и участков, скорости подвигания очистного забоя.

2. Увлажнение угольного пласта через скважины, пробуренные из одной подготовительной горной выработки, проводится в соответствии с технологическими схемами нагнетания жидкости в угольный пласт, приведенными на рисунках 1, 4 настоящего приложения.

3. При технической невозможности бурения скважин на всю длину очистного забоя или наличии в угольном пласте породных включений скважины бурятся из обеих подготовительных горных выработок, оконтуривающих выемочный участок, по схемам, приведенным на рисунках 2, 5 настоящего приложения.

4. На угольных пластах, имеющих сложную гипсометрию, тектонические нарушения, рассредоточенные породные включения, увлажнение угольного пласта проводится через скважины, пробуренные из очистного забоя по схеме, приведенной на рисунке 3 настоящего приложения. Увлажнение через шпуры, пробуренные из очистного забоя, применяется в случаях, когда увлажнение через скважины невозможно по горнотехническим условиям.

5. Технологические схемы нагнетания жидкости в угольный пласт с использованием высоконапорных насосных установок применяются на угольных пластах независимо от угла падения при значениях пористости угля 5 - 10% и влагоемкости 2 - 4% в соответствии со схемами, приведенными на рисунках 1, 2 настоящего приложения.

6. Технологические схемы нагнетания жидкости в угольный пласт от противопожарно-оросительного трубопровода применяются на угольных пластах средней мощности с высокой проницаемостью угля.

Жидкость от противопожарно-оросительного трубопровода нагнетается через скважины, пробуренные из обеих подготовительных выработок, оконтуривающих выемочный участок, по схемам, приведенным на рисунках 4, 5 настоящего приложения. Возможность применения данного способа устанавливается путем опытного нагнетания жидкости в угольный пласт. В случае, если темп нагнетания более 1 л/мин. не обеспечивается в течение 1 - 2 суток, то следует применять нагнетание воды в угольный пласт с помощью насосной установки.

7. В высокопроизводительных забоях с нагрузками более 7 тысяч тонн в сутки нагнетание жидкости в угольный пласт проводят при проходке подготовительных выработок в режиме низконапорного увлажнения по схемам, приведенным на рисунках 6, 7 настоящего приложения.

8. Технологические схемы нагнетания жидкости с использованием высоконапорных насосных установок, приведенные на рисунках 8, 9 настоящего приложения, применяются на угольных пластах при значениях пористости угля 5 - 10% и влагоемкости 2 - 4%.

9. Ближайшую к монтажной камере скважину для нагнетания жидкости в угольный пласт следует бурить на расстоянии 30 - 40 м от нее.

10. Скважины для нагнетания жидкости в угольный пласт бурят диаметром 45 - 100 мм.

Длина скважины для нагнетания жидкости в угольный пласт , м, зависит от длины лавы (наклонной высоты этажа (подэтажа)) и определяется по формуле

, (1)

где - длина лавы, м;

- глубина герметизации, м.

Длина скважины для нагнетания жидкости в угольный пласт, пробуренной из вентиляционных и откаточных штреков, определяется по формуле

. (2)

11. Скважины для нагнетания жидкости в угольный пласт бурят в средней части угольного пласта или у его кровли или почвы. При выборе места бурения скважин следует учитывать, что при нагнетании весь угольный пласт должен равномерно насыщаться жидкостью.

12. При слоевой подготовке угольных пластов по решению технического руководителя (главного инженера) угледобывающей организации допускается увлажнение угольного пласта на всю мощность проводить через скважины, пробуренные из горных выработок, пройденных по одному слою. При отработке второго и последующих слоев угольного пласта увлажнение не проводят при условии, что время, прошедшее после выемки первого слоя до начала выемки последнего слоя, не превышает шести месяцев, а нагнетание жидкости в пласт проводили с параметрами увлажнения всей вынимаемой мощности угольного пласта.

13. Расстояние между скважинами рассчитывается по формуле , м, а расстояние между первой скважиной и плоскостью очистного забоя , м, по формуле

, (3)

где T - продолжительность бурения скважины и нагнетания в нее жидкости, сут.;

- средняя скорость подвигания очистного забоя, м/сут.

Значение принимается не менее чем на 10% больше зоны опорного давления.

14. Скважины герметизируются на глубину 5 - 15 м.

15. Количество жидкости, необходимое для подачи в скважину, , м3, определяется по формуле

, (4)

m - мощность угольного пласта, м;

q - ориентировочный удельный расход жидкости, л/т;

- плотность угля, т/м3.

16. Продолжительность нагнетания жидкости в скважину , ч, определяется по формуле

, (5)

где - темп нагнетания. Темп нагнетания устанавливается по результатам нагнетания жидкости в опытную скважину или принимается в соответствии с производительностью применяемой насосной установки, м3/ч.

17. Давление нагнетания жидкости устанавливается в соответствии с таблицей N 2 настоящего приложения. Окончательно величина давления устанавливается по результатам опытного нагнетания жидкости. Диаметр, длина и глубина герметизации нагнетательных скважин на данном участке шахтопласта должны соответствовать параметрам опытной скважины.

18. Максимальная длина восстающих скважин для подачи жидкости в угольные пласты , м, определяется по формуле

, (6)

где - давление нагнетания, МПа;

- угол падения угольного пласта, град.

Если при восстающих скважинах выполняется условие , то применяется насосная установка. Темп нагнетания жидкости принимается в пределах 1 - 10 л/мин.

При выполнении вышеуказанного условия количество воды, необходимое для закачивания в скважину, определяется по формуле

. (7)

Количество жидкости, поданное в скважину при нагнетании, определяется по показаниям расходомера.

Для сокращения продолжительности работ по увлажнению к водопроводной магистрали подключаются 2 - 3 скважины с установкой расходомеров у каждой скважины.

19. Длина скважины для нагнетания жидкости в крутые разгруженные угольные пласты зависит от наклонной высоты этажа (подэтажа) или длины лавы и определяется по формуле (2) настоящего приложения.

При бурении скважин из откаточного и вентиляционного штреков в шахматном порядке с оставлением в средней части выемочного поля целика шириной 30 м, длины скважин определяются по формуле (2) настоящего приложения.

20. Темп нагнетания определяется при проведении опытного нагнетания при минимальном давлении жидкости, при котором жидкость начинает поступать в угольный пласт.

Для сокращения продолжительности и повышения качества увлажнения нагнетание жидкости в угольный пласт проводят одновременно через несколько скважин (групповое нагнетание жидкости в угольный пласт). При этом контролируется количество жидкости, подаваемой в каждую скважину.

Нагнетание жидкости в угольный пласт через скважину прекращается при подходе к ней линии очистного забоя на расстояние 5 м.

21. Для повышения эффективности увлажнения угольного пласта применяется смачиватель.

Нагнетание жидкости в трещиноватые угольные пласты проводят через скважины, пробуренные в крест кливажным трещинам.

НАГНЕТАНИЕ ЖИДКОСТИ В УГОЛЬНЫЙ ПЛАСТ
В ПОДГОТОВИТЕЛЬНОМ ЗАБОЕ

22. При проведении подготовительных горных выработок комбайнами по угольным пластам увлажнение угольного пласта проводят через передовую скважину по схеме, приведенной на рисунке 10 настоящего приложения.

Скважины для увлажнения угольного пласта следует бурить с параметрами: диаметр - 45 - 100 мм, длина - кратная суточному или недельному подвиганию забоя подготовительной выработки.

Площадь сечения вынимаемой угольной пачки , м2, определяется по формуле

, (8)

где h - средняя высота выработки вчерне (мощность вынимаемого угольного слоя), м;

b - средняя ширина горной выработки, м.

Скважины герметизируются на глубину 3 - 5 м от устья.

Давление нагнетания жидкости в угольный пласт должно составлять 3 - 10 МПа, темп нагнетания - 5 - 30 л/мин. Удельный расход жидкости для увлажнения угольного пласта принимается в соответствии с таблицей N 2 настоящего приложения.

Количество жидкости, необходимое для подачи в скважину, определяется по формуле

. (9)

, (10)

где R - радиус увлажнения, равный половине мощности вынимаемого угольного слоя, м.

24. Для повышения эффективности увлажнения угольного пласта применяется смачиватель.

Рис. 1. Технологическая схема нагнетания жидкости
в угольный пласт насосной установкой через скважины,
пробуренные из подготовительной горной выработки (схема 1)

Рис. 2. Технологическая схема нагнетания жидкости
в угольный пласт насосной установкой через скважины,
пробуренные из подготовительных горных выработок (схема 2)

Рис. 3. Технологическая схема нагнетания жидкости
в угольный пласт насосной установкой через скважины,
пробуренные из очистного забоя (схема 3)

Рис. 4. Технологическая схема нагнетания
жидкости в угольный пласт из противопожарно-оросительного
трубопровода через скважины, пробуренные
из подготовительной горной выработки
(схема 4)

Рис. 5. Технологическая схема нагнетания
жидкости в угольный пласт из противопожарно-оросительного
трубопровода через скважины, пробуренные из двух
подготовленных горных выработок (схема 5)

Рис. 6. Технологическая схема предварительного
нагнетания жидкости в пласт из противопожарно-оросительного
трубопровода через скважины, пробуренные из одной
подготовительной горной выработки (схема 6)

Рис. 7. Увлажнение очистного блока по мере его подготовки.
Бурение скважин с вентиляционного и конвейерного штрека
в режиме низконапорного нагнетания жидкости (схема 7)

Рис. 8. Технологическая схема увлажнения очистного блока
по мере его подготовки в режиме высоконапорного нагнетания
жидкости насосной установкой. Бурение скважин
с вентиляционного или конвейерного штрека
(схема 8)

Рис. 9. Технологическая схема увлажнения очистного блока
по мере его подготовки в режиме высоконапорного нагнетания
жидкости насосной установкой. Бурение скважин
с вентиляционного и конвейерного штрека
(схема 9)

Рис. 10. Технологическая схема нагнетания жидкости
в подготовительном забое (схема 10)

Таблица N 1

ОПИСАНИЕ И ПАРАМЕТРЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СХЕМ НАГНЕТАНИЯ
ЖИДКОСТИ В УГОЛЬНЫЙ ПЛАСТ

N схемы	Описание схем	Длина скважины , м	Давление нагнетания , МПа	Расстояние между скважинами , м	Глубина герметизации , м	Количество жидкости на скважину , м3	Продолжительность нагнетания T, ч
Схема 1	Высоконапорное нагнетание жидкости через скважины, пробуренные из подготовительной горной выработки (конвейерного или вентиляционного штрека)		На 10% менее давления гидроразрыва угольного пласта, определяется по результатам опытного нагнетания		10 - 15
Схема 2	Высоконапорное нагнетание жидкости через скважины, пробуренные из подготовительных горных выработок (конвейерного и вентиляционного штреков)
Схема 3	Нагнетание жидкости через скважины, пробуренные из очистного забоя	10 - 30		10 - 30	Более 5
Схема 4	Низконапорное нагнетание жидкости через скважины, пробуренные из подготовительной горной выработки (конвейерного или вентиляционного штрека)		1,0 - 2,0		10 - 15
Схема 5	Низконапорное нагнетание жидкости через скважины, пробуренные из подготовительных горных выработок (конвейерного и вентиляционного штреков)			10 - 30
Схема 6	Увлажнение очистного блока по мере его подготовки. Бурение скважин с вентиляционного или конвейерного штрека в режиме низконапорного нагнетания жидкости (если л/мин)
Схема 7	Увлажнение очистного блока по мере его подготовки. Бурение скважин с вентиляционного и конвейерного штрека в режиме низконапорного нагнетания жидкости (если л/мин)
Схема 8	Увлажнение очистного блока по мере его подготовки в режиме высоконапорного нагнетания жидкости насосной установкой. Бурение скважин с вентиляционного или конвейерного штрека		На 10% менее давления гидроразрыва угольного пласта, определяется по результатам опытного нагнетания
Схема 9	Увлажнение очистного блока по мере его подготовки в режиме высоконапорного нагнетания жидкости насосной установкой. Бурение скважин с вентиляционного и конвейерного штрека
Схема 10	Нагнетание жидкости в подготовительном забое	3 - 20		Не более 4	Не менее 1

Таблица N 2

ДАВЛЕНИЕ, ПРИ КОТОРОМ ПРОВОДИТСЯ НАГНЕТАНИЕ
ЖИДКОСТИ В УГОЛЬНЫЕ ПЛАСТЫ, И УДЕЛЬНЫЙ РАСХОД ЖИДКОСТИ
ДЛЯ УВЛАЖНЕНИЯ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ

(Рекомендуемый образец)

                       ЖУРНАЛ КОНТРОЛЯ И УЧЕТА РАБОТ
                  ПО НАГНЕТАНИЮ ЖИДКОСТИ В УГОЛЬНЫЙ ПЛАСТ

           Пласт _______ Горная выработка ________ Участок _____

Начата ________________________ Окончена __________________________________

Параметры нагнетания:
длина скважины, м _________________________________________________________
диаметр скважины, м _______________________________________________________
угол наклона скважины, градус _____________________________________________
глубина герметизации, м ___________________________________________________
количество закачиваемой воды в скважину, м3 _______________________________
минимальное  расстояние между горной выработкой и обрабатываемой скважиной,
м _________________________________________________________________________
расстояние между скважинами, м ____________________________________________
предельное давление нагнетания, МПа _______________________________________

                            Результаты контроля